山大学生研发新技术国际领先 或用于济南地铁

  • www.sdchina.com   来源:齐鲁晚报   2015-5-25 9:27:51  

  齐鲁晚报济南5月24日讯(记者 尹明亮)在千米深的矿井里,如何让支撑巷道的支护架更结实?山东大学土建学院的几名学生对此做了3年的实验,在24日的“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛颁奖中,他们的作品荣获特等奖。目前,他们的设计已被省内的多家煤矿采用,未来的济南地铁也可能采用。

  抗压能力增5倍获院士肯定

  “我们这个技术的作用就是让地质条件复杂的地下矿井巷道更加结实安全。”24日上午,在“挑战杯”的项目展上,说起和伙伴们共同开发的新技术,山大土建学院大二学生何绍衡非常自信。

  他们的新技术叫“复杂条件下地下工程约束混凝土立体防护体系”,乍听起来很专业,何绍衡说,隧道建设、地下矿井巷道开挖等都要做支护,但通常是用 U形拱架支护,但在岩溶、采洞等较复杂的地质条件下,一般的拱架一旦受力过大,就容易变形。

  “我们的技术体系里,中间用混凝土填充拱架与岩体的空隙,外面用锚杆让混凝土与岩体融为一体,最里边设计了让压节点。外在压力过大时,定点让压技术就让拱架在地底下‘打太极’,将能量化于无形之中。”项目指导老师王琦介绍,该项目的基础理论来自山大土建学院院长李术才,但实验都是学生完成的。在学生们展示的一次实验里,常规支架受到150吨的压力就已变形,他们设计的拱架在受到720吨压力时依旧完好。

  据介绍,该项目已获得一项发明专利和一项实用新型专利,还有八项发明专利和一项实用新型专利正在申请中。今年1月,中国工程院院士蔡美峰鉴定认为,该技术体系已达到国际领先水平。

  8个人的团队中 7人是本科生

  该项目的实验队伍共8人,7 人是何绍衡这样的本科生,1人是研究生邵行。

  “我是从大四开始参与这个项目的,读研后,这批小师弟就来了。”作为队长,邵行正读研二,不过,“第一年所有的精力都放在做实验上,研一的课程全都延后到了研二。”

  邵行介绍,为了做好实验,山大岩土工程中心专门选址郓城,按1:1比例,建起约束混凝土拱架大型力学实验系统,这是全世界唯一一个。过去的三年,与学弟在校做数值运算不同,邵行更多是呆在矿井里,做实地实验。

  暑假马上又到了,团队成员之一平奕炜计划再去郓城。在之前的项目实施中,他们做得最多的就是在郓城做拱架实验。正读大二的平奕炜说,当初刚入学时,几个人组成了兴趣小组,只是想了解一下这个项目,没想到一了解就深度参与进来了。

  “从大一暑假开始,假期基本都是在郓城的实验室过的,寒假也都是临近过年才回家。这个暑假还要在郓城过。”平奕炜说。

  千米深煤矿试用2年效果好

  “今年1月,这个项目获得了煤炭行业(部级)工法证书,其实已经很成熟了,希望济南的地铁建设也能用上我们的技术。”对于项目的前景,何绍衡很是期待。

  “如果未来济南地铁的建设遇到非常复杂的地质条件,使用这个技术也是有可能的。”王琦说,他们与济南的地铁建设部门一直有技术合作。

  就在“挑战杯”决赛答辩的头两天,邵行才从兖州赵楼煤矿赶回济南。作为第一个应用他们这个新技术的煤矿,赵楼煤矿已经实验了两年。 “赵楼煤矿巷道深度达1060米,有很多断裂和采洞,但采用这个技术做的支护安全性能非常好。”邵行说,除了赵楼煤矿,同属兖矿的东滩煤矿也已采用他们的技术。而在全国唯一的滨海矿区龙口梁家煤矿,一个新的巷道支护也要开工建设了。

  “湖北、江西等岩溶、采洞较多,地质条件更为复杂,这个技术的应用前景要更广。”王琦说,随着进一步的实验,他们的施工工法也会进一步完善,以适应更多复杂的地质条件。

  学生在1:1比例的约束混凝土拱架大型力学实验系统内进行拱架压力试验。

编辑:邱忠珲    责任编辑:胡立荣

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