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煤炭学报 2009年第12期杂志 文档列表

掘进工作面围岩应力分布特征及其与支护的关系1585-1593

摘要：采用FLAC3D软件计算分析了掘进工作面周围应力、位移及破坏区分布特征与变化规律,巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角对围岩应力、位移及破坏的影响;研究了掘进工作面附近锚杆支护应力场的分布特征,及对空顶范围顶板的控制作用.分析了围岩与支护加固的相互作用,指出煤矿巷道围岩基本上属于非连续煤岩体,不能采用连续体的围岩响应曲线分析围岩与支护的关系,锚杆支护与支架等支护方式的基本原理有本质区别,也不能采用支架的围岩响应曲线分析围岩与锚杆的相互作用.基于锚杆受力变化的实测曲线,归纳出5种类型,得出锚杆支护围岩响应曲线,并提出了支护与加固的时空设计原则.最后,通过千米深井巷道、强烈动压影响巷道及深部沿空留巷的3个实例分析,对理论与数值研究结果进行了验证.

破碎带工程围岩超前锚杆加固外插角研究1594-1598

摘要：为了研究超前锚杆加固与破碎带工程围岩的相互作用机理及其参数选择,以福建武平紫金矿业有限公司230斜坡道在破碎带中超前锚杆加固为工程背景,在考虑隧洞工程的不可预见性和围岩压力模糊性的基础上,建立了相应的破碎带斜坡道（隧洞）大比例相似材料模型.通过对隧洞超前锚杆不同加固方式的开挖模拟试验研究和对超前锚杆加固各参数之间关系的理论推导,分析得出了超前锚杆加固外插角参数的选择原则与范围.

渗水厚砾石层斜井围岩破坏机理模型试验1599-1604

摘要：以新疆伊犁一矿为工程背景,设计了物理模型试验,建立了渗水条件下厚砾石层斜井围岩破坏机理模型试验方法.实现了渐进加载作用下渗流状态时井筒围岩塌方破坏过程的试验模拟,并结合模型试验结果对渗流状态下井筒围岩破坏过程及破坏过程中围岩应力和围岩位移变化规律进行了分析.研究结果表明,渗流条件下,非耦合支护厚砾石层巷道顶板离层现象明显,围岩顶板下沉量大于两帮围岩位移量,支架上承受的荷载明显增加;同时由于围岩的自承力明显减少,强度明显较低,支架受力就会变得很大,支架容易失稳;不同级渗流条件下,渐进加载时顶板土压力变化最为明显也最大,两帮的土压力次之.

复合型厚煤层“震-冲”型动力灾害机理、预测与控制1605-1609

摘要：针对软硬分层相间的复合型厚煤层综放工作面发生的动力灾害事故,提出了复合型厚煤层综放工作面＂震-冲＂型动力灾害的概念.通过理论和实践研究,初步建立了复合型厚煤层＂震-冲＂型动力灾害的力学模型,研究了其发生的机理,分析了矿震和冲击地压发生的力学条件和相互关系.研究成果在兖州矿业集团公司南屯煤矿得到应用,成功预测了动力灾害发生位置,并做好了预先卸压、监测和防护,实现了＂有震无灾＂的控制目标.

基于遗传-支持向量机法的煤层顶板导水断裂带高度的分析1610-1615

摘要：利用遗传算法以全局并行搜索方式来搜索优化群体中的最优个体的特点,获得了支持向量机参数的最佳值,建立了遗传-支持向量机模型（GA-SVR）.有效反映了采空区长度、抗压强度和采厚等因素与煤层顶板导水断裂带高度的非线性关系.经具体工程应用验证了遗传-支持向量机法研究导水断裂带高度的有效性.并对影响断裂带高度的因素进行了权重分析,指出埋深、采空区长度、抗压强度和采厚是主导影响因素,同时指出从地质条件、岩体力学性质和开采条件3个方面选取指标的科学性.

采煤沉陷区稳定性模糊综合评判1616-1621

摘要：建立了采煤沉陷区稳定性模糊综合评判模型,探讨了指标体系的建立、权重计算方法的选择和隶属函数的构造等若干问题;基于该模型,对大屯煤电（集团）有限公司姚桥煤矿西三采区上方沉陷区进行了稳定性评价.应用模糊综合评判方法评价采煤沉陷区稳定性,使采煤沉陷区稳定性评价由传统的单一因素决定、定性描述和半定量分析,发展成为定性和定量分析相结合并使整个评价过程变为定量化的计算和分析,评价结果更趋科学合理.

动态沉陷区建筑复垦技术实践1622-1625

摘要：为实现对动态采煤沉陷土地的利用,从复垦标高的确定、建筑地基加固处理、新村规划、抗变形建筑与结构设计等方面,探讨了动态沉陷区建筑复垦的技术要素,得出在动态采煤沉陷区进行村落重建是可行的,并以皖北矿区杨庙抗变形新村建设为例,说明了该技术的实用性.

岩石卸荷破坏的变形特征及本构模型1626-1631

摘要：对闪长岩试样进行了加轴压、卸围压试验,研究了卸荷条件下闪长岩的变形和破裂特征.结果表明：与加载试验相比,卸荷试验中岩样轴向应变没有明显的应变强化过程,轴向应变峰值较小,弹性模量与围压呈非线性关系降低,泊松比与围压呈非线性关系增加,岩样破坏特征以主剪切破坏为主.基于试验认识,采用损伤力学理论,通过岩石强度的随机分布假设和摩尔-库仑强度理论,引入比例系数,建立了一个能够反映岩石卸荷特征的三维损伤本构模型.基于试验结果给出模型参数,模型能够反映岩石卸荷条件下的强度及脆化特征,理论结果和试验结果吻合较好.

深孔爆破数值模拟及其在煤矿顶板弱化中的应用1632-1636

摘要：分析了钻孔爆破对岩石的破坏过程,提出了岩石钻孔爆破过程的＂动静压＂破坏原理.利用AUTODYN软件对钻孔爆破进行数值模拟,得出钻孔爆破的岩石破裂过程.分析了钻孔不耦合装药爆破的规律,实现了理论分析及数值模拟结合到现场实施的煤矿顶板弱化成套技术,用现场钻孔观测爆破裂隙及矿压规律监测方法验证了研究结论.

双介质不耦合装药控制爆破方法1637-1642

摘要：为了比较精确的控制爆破时裂缝的产生位置和发展方向、精确控制断裂面的形成,并且有效保护围岩,提出了一种新型爆破方法——双介质不耦合爆破法.制作了异型PVC爆破管,通过理论研究与现场试验得出以下结论：双介质改变了炸药能量的均匀分布,水介质一侧岩石破坏比较充分,并且空气隔层被压缩后起到了对岩石的抛掷作用,相当于提高了炸药的威力;预留面上没有明显的裂纹,有效地保护了预留围岩;利用该新型爆破方法可以使断面更加整齐,爆破成型好,减少了超挖欠挖量.

煤矿绿色开采与沙漠综合治理的互补性1643-1648

摘要：从地理分布、资源特点、生态环境和经济发展4个方面,对煤炭绿色开采与沙漠综合治理之间的互补性进行了分析.以沙漠沙为主要原材料,对煤炭资源实施充填开采,一方面可从根本上控制采煤引发的岩层移动,避免地下水系和地表环境遭到破坏,从而实现煤炭绿色开采;另一方面通过科学采沙减少沙源,矿井水的资源化利用增加水源,可以有效地遏制土地沙化.将资源开发与环境治理作为一个完整的系统,煤炭企业进行资源开采、煤炭深加工、坑口发电的同时,以投资入股的形式参与沙漠治理开发,发展以种植业、养殖业、林业等为主的＂沙产业＂,从根本上减轻过度农垦、放牧、樵采等人为活动造成的环境压力,最终实现企业与社会,经济与环境的协调可持续发展.

煤层气损失气含量模拟试验及结果分析1649-1654

摘要：利用高压解吸试验装置,模拟煤芯在绳索取芯时钻孔提芯、地面暴露和密封罐中3个阶段经历的压力变化,对2种煤阶3种粒级的5个煤样,分别在高压匀快速降压和正常大气压条件下进行了解吸试验,实测了模拟损失气量,揭示了煤样在3个连续阶段甲烷气体的解吸变化规律,并将实测的模拟损失气量与美国矿业局直接法估算的损失气量进行了对比.结果表明：煤样的甲烷气体解吸量曲线呈明显的3段型,在3个不同阶段,甲烷气体的平均解吸速率差异很大,前两者分别是后者的12～20和6～8倍;煤样粒级大小对甲烷气体解吸速率影响大,同一煤层粒级分别为1～3mm煤样,30～50mm煤样和φ89mm柱状煤芯的煤样,甲烷气体平均解吸速率的比值约为3∶2∶1;实测的模拟损失气量比美国矿业局直接法估算的损失气量高很多,前者是后者的8～16倍,并且较小粒级的煤样,两者的差异更大.认为美国矿业局直接法估算的损失气量不准确,比实际低很多,该方法有待进一步完善.

采空区煤自燃引爆瓦斯的机理及控制技术1655-1659

摘要：为有效防治高瓦斯易自燃矿井煤自燃引发瓦斯爆炸的难题,实验研究了CH4与煤自燃火灾主要气体CO的混合气体的爆炸浓度范围及爆炸危险度,理论分析了煤自燃引爆瓦斯的可能发生区域和参与过程.结果表明,在高瓦斯易自燃矿井采空区内,当CH4气体中混入大量CO,则混合气体的爆炸浓度上、下限的范围大大增加,爆炸危险度增大;同时,在煤自燃产生的火风压作用下,在发火区与非发火区之间不断形成CH4,CO与新鲜空气的充分混合和热量的对流交换,导致瓦斯爆炸事故的发生.最后提出了采用大流量高品质的含N2三相泡沫来防治煤自燃引爆瓦斯的新技术.

基于改进Lyapunov指数的瓦斯涌出时间序列预测1665-1668

摘要：针对瓦斯涌出传统的线性预测方法存在的问题,根据瓦斯涌出时间序列固有的确定性和非线性,建立了基于最大Lyapunov指数的瓦斯涌出混沌时间序列预测模型.经Ⅱ1024回采工作面瓦斯涌出时间序列仿真计算,仿真结果显示该预测方法具有很高的预测精度.

地下煤火探测、监测与灭火技术研究进展1669-1674

摘要：首先介绍地下煤火的探测方法,总结对比直接调查法、物探法、化探法和钻探法的优缺点,然后归纳总结了遥感监测地下煤火的技术与应用方向,最后总结分析了地下煤火灭火的新技术及灭火的效果.

综放工作面湿润剂喷雾降尘机理及高效降尘湿润剂的试验1675-1680

摘要：为有效降低煤尘浓度,解决综放工作面煤尘浓度高的问题,基于对添加湿润剂后提高喷雾射流雾化降尘机理的分析,设计了湿润剂溶液的复配实验方案.通过对表面张力、接触角、反向渗透以及煤尘沉降等多方面的系列复配实验,优选出了除尘效果较好的3种湿润剂复配配方.最后,通过现场工业试验,测定了3种润湿煤体性能较好的湿润剂配方的降尘效果,其平均降尘率分别达到了75%,83%和91%,其中配方Ⅲ的降尘效果最为显著.

矿井主要通风机扩散器结构优化及实验1681-1686

摘要：根据工程现场实际,利用重整化群（RNG）湍流模型进行了倾斜式扩散器28个工况的数值计算分析,基于相似准则进行了该扩散器5个工况的模型实验分析.通过对比分析2种研究手段的结果,指出倾斜式扩散器的结构与来流速度分布不匹配.利用构建的非均匀平面来流与虚拟汇的速度势叠加方程,构造出节能型扩散器轮廓线;借助数值计算与模型实验,指出该型扩散器的最优断面系数值为2.28.通过对比分析节能型扩散器的模型实验及数值计算结果,得出该型扩散器的结构与来流速度分布基本匹配.

煤沥青最佳热处理工艺条件的研究1687-1692

摘要：为了在延迟焦化塔中制取高密度沥青焦,首先需要对煤沥青进行热处理以除去不溶物质和进行组分调制.采用管式炉、真空闪蒸塔组织沥青改性处理过程,数字化控制系统监控整个工艺流程,通过合适的神经网络结构和训练算法对重闪蒸油产出率及相关工艺参数之间的关系进行辨识,并应用稳定性理论对网络误差、隐层个数以及网络收敛趋势进行讨论.研究表明：适当提高管式炉出口温度可以增加重闪蒸油的产量;过高的温度控制会使物料黏度急剧上升,导致热处理条件恶化;有限量参数的采集和非线性曲线拟合可以弱化原始数据的随机性,并且通过模型的不断修正而收敛到满意的精度,从而在较短的时间内搜索到最佳热处理条件.