高瓦斯综放工作面的均衡开采技术研究
摘要：针对综放工作面正常开采期内经常发生瓦斯超限的问题,提出了＂均衡开采＂的概念。根据综放工作面的瓦斯涌出特征,采用分源法建立了综放工作面瓦斯涌出量的预测模型,并给出了回风巷及尾巷的瓦斯浓度方程和工作面产量方程;根据均衡开采的概念内涵,提出了综放工作面均衡开采的目标函数及其约束条件,从而建立了综放工作面均衡开采的理论模型。结合阳泉矿区某矿9804综放工作面的开采技术条件,开展了该工作面均衡开采的理论分析与实测研究,并对其应用效果进行了监测。结果表明：9804综放工作面采煤机的均衡割煤速度的理论计算结果和实测结果分别为1.9和1.7m/min,两者基本一致;在9804综放工作面的后续开采中应用均衡开采技术后,回风巷和尾巷均未出现瓦斯超限而断电停产,且工作面日产量比原生产能力增加了18%。寺河煤矿三维地应力场分布和巷道布置优化
摘要：采用井下现场测量和理论分析相结合的方法,研究了晋城煤业集团寺河煤矿东采区3号煤层的三维地应力场分布和最优巷道布置方向,确定了该区域的地应力场形式为σHV型,属于典型的构造应力场。分析了在该类型的地应力场中,最优巷道布置方向与最大主应力方向的关系。研究结果表明：最优巷道布置方向不是沿着最大主应力的方向,而是与其成一定夹角,夹角大小取决于3个主应力的比值;当夹角不大于30°时,构造应力对巷道围岩稳定程度的影响较小。岩体结构面锚固剪切特性的数值分析
摘要：为了探讨锚杆加固情况下,岩体结构面的力学和变形特征,利用数值分析方法建立结构面直剪三维计算模型,分别改变结构面的表面形态和锚杆倾角,分析其对于结构面强度和变形特征的影响,结果表明：结构面加锚后,剪切强度得到提高,并且等效黏结力的提高幅度较大;结构面起伏角为0时,锚杆倾角为15°对应的剪切强度最大;随着锚杆倾角的增大,试样的剪切强度逐渐减小;结构面起伏角为17°时,剪切强度最大值均出现在锚杆倾角为30～50°的范围内。高岭石软岩包覆改性的试验研究
摘要：针对目前软岩支护加固只是从力的平衡角度着手,并未从改善软岩自身力学和物理化学性质角度考虑,所加固的膨胀型软岩工程往往只能维持一段时间,需经常返修的现状,以内蒙古乌达矿区五虎山煤矿9号煤底板含高岭石为主的泥质页岩为例,采用自由基溶液共聚和溶胶-凝胶法合成室温固化的有机硅改性树脂,通过对改性前后膜层疏水性、牢固性、防水性以及岩样块体崩解性的对比试验研究软岩表面包覆改性的效果。试验结果表明：有机硅改性树脂膜层与软岩表面有着优良的结合性能,岩样表面水滴润湿角由34.7°提高到77.8°,而吸水率增量从0.80%减小至0.352%,块体崩解后崩解颗粒分布的分形维数由0.8731～1.8325减少至0.0094～1.1190。基于动力系统自忆性原理的地下工程围岩变形预测方法
摘要：将＂动力系统自记忆原理＂引入到地下工程围岩位移时间序列预测研究,以量测得到的围岩位移时序数据作为围岩非线性动力学演化模型的一个特解,采用双向差分原理反导出围岩位移非线性常微分方程。以此作为微分动力核,运用自记忆原理建立了地下工程围岩变形预测的自记忆模型、方法和预测程序。将该方法应用于广西铜坑锡矿505m中段巷道和湖北水布垭电站尾水隧洞围岩位移预测,研究结果表明：围岩位移自记忆预测模型具有较高的预测精度,对不同地下工程围岩时序曲线形态具有较强的适用性。车辆荷载作用下岩石地下硐室顶板厚度分析
摘要：将车辆荷载简化为移动的简谐作用力,地下硐室顶板简化为单位宽度的简支粱,得到车辆荷载作用下岩石地下硐室顶板的顶板-车辆简谐力模型,分析了模型在无阻尼、阻尼为无穷大、一般阻尼以及车辆固定在模型跨中的动力响应。结果表明：对于匀速移动的车辆简谐荷载情况,仅考虑基本振型当共振发生时,动力放大因子将取决于车辆移动的速度,速度越慢,通过全梁的时间越长,振动反应越大;阻尼无穷大时,发生共振时的最大振幅只有在无阻尼情况下的一半;在一般阻尼情况下,动力放大因子取决于阻尼比的大小;匀速移动简谐力作用下动力响应只有固定于跨中的简谐力作用下的动力响应的一半。针对顶板跨中作用有车辆荷载,车辆简谐力角频率等于0.6倍基频时做了具体计算,得到了车辆作用下的动挠度、动弯矩、动剪力以及跨中位移与弯矩放大系数以及支座剪力放大系数。以瓮福磷矿穿岩矿段地下硐室顶板为例,分析了地下硐室顶板的稳定性与最小顶板厚度,研究表明：顶板高度为4m时顶板稳定,顶板的最小安全厚度为3.53m。基于Bergmark-Roos方程的松散矿岩放矿理论研究
摘要：介绍了Bergmark-Roos方程的基本假设和基本原理,讨论了改进的Bergmark-Roos方程,该方程考虑了放矿口尺寸大小对散体移动规律的影响。从力学的观点建立了松散矿岩流动的数学模型,揭示了放矿椭球体的形成机理。将改进的Bergmark-Roos放矿理论与椭球体放矿理论进行了详细的对比。根据Bergmark-Roos放矿理论得到的相关系数超过0.9,说明该理论得到的放出体与实际基本相符。对比结果表明,该理论与椭球体放矿理论一样,具有较高的精度,可较好地反映崩落矿岩的流动特性。GPS/伪卫星技术在露天矿边坡监测中的应用
摘要：针对露天矿区GPS可视卫星个数和几何图形条件易受到较大坡度的遮挡影响,利用GPS/伪卫星（PLs）组合定位技术,增强卫星的几何强度。同时,为了削弱非建模系统误差的影响,提出通过经验模态分解（EMD）的多尺度分解与重构结构,依据累积标准化模量的均值随尺幅的变化确定系统误差与噪声分离尺度的选择标准,建立系统趋势分离模型。通过模拟仿真和实验分析表明：选择合适的PLs的设站位置,GPS/PLs组合定位技术可较大程度地改善定位精度因子（DOP）;利用EMD方法去除非建模系统误差后,GPS/PLs组合观测值的双差残差序列的系统误差很大程度上得到削弱;可靠性检验指数F-ratio和W-ratio分别达到7.79和91.83,整周模糊度固定解的可靠性明显增强;基线向量解的精度也得到明显提高,X、Y、Z坐标分量的标准差为0.1、0.1、0.3mm。西部地区深基岩冻结井筒井壁结构设计与优化
摘要：针对西部地区深基岩冻结井筒支护结构设计中出现的技术难题,通过室内冻胀试验结果表明：西部地区岩石冻胀性弱,冻结压力小,外壁设计主要应满足厚壁圆筒结构对厚度的要求。根据渗流场理论分析表明：在不进行壁后围岩注浆情况下,如果井壁基本不渗水,井壁将承受全水压;如果井壁出现渗漏水,则井壁承受的水压将大大减小,水压力折减系数主要取决于围岩渗透系数与井壁混凝土渗透系数的比值关系。在进行壁后注浆条件下,注浆效果越好,围岩渗透性越小,在井壁渗透系数相同情况下,井壁承受的水压力将得到大大减小。并提出可采用内、外壁间提前注浆技术、对壁后围岩进行深孔注浆等井壁结构优化途径。煤炭地质学——涵义与发展趋势
摘要：在分析国内外关于＂煤田地质学＂、＂煤地质学＂概念的基础上,根据我国煤炭地质工作面临的任务和发展趋势,提出煤炭地质学的定义：煤炭地质学是运用地质学理论和方法,研究煤炭资源（煤、煤层气及其他共伴生矿产）的成因、性质、赋存规律、开发、利用及其环境效应的一门综合性学科;煤炭地质学的内容不仅包括基础理论研究,还包括资源评价和勘查、资源开发地质、加工利用及其环境保护等工程问题。构建了由理论基础、技术支撑、研究内容、工作目标等4部分构成的煤炭地质学研究框架,讨论了中国煤炭地质学发展的特点和重点研究方向。乌达煤田地下燃烧状况雷达探测谱分析算法
摘要：通过研究发现,ARMA谱对信号变化具有较高敏感性,雷达信号在穿透破碎和燃烧塌陷区域时,岩石塌陷松散区和破碎区的ARMA谱响应特征存在明显差异,为此,提出现代ARMA谱密度期望值的算法,即利用短时间窗口的滑动获得不同深度点的ARMA谱密度期望参数来构造谱剖面,从而达到探测地下燃烧异常区分布状态的目的。辽河东部凹陷南段沙三上亚段沉积特征与聚煤规律
摘要：根据单井岩性、沉积构造、测井以及连井剖面,对东部凹陷南段沙三上亚段进行了沉积环境和聚煤规律分析,认为：沉积环境主要为冲积扇、曲流河、辫状河、三角洲、洪泛平原、滨浅湖以及半深湖。研究发现,研究区沙三上亚段聚煤环境类型多样,目前已发现8个聚煤区：缓坡带的桃园三角洲聚煤区、黄金带辫状河聚煤区、热河台辫状河聚煤区、桃园废弃河道聚煤区、于楼废弃河道聚煤区、热河台废弃河道聚煤区,中间洼陷带的荣兴屯聚煤区、小龙湾聚煤区,聚煤区沿低洼地带呈长轴展布。煤层主要发育于辫状河泛滥平原、曲流河废弃河道、三角洲平原以及滨湖沼泽环境中,其中,辫状河泛滥平原、三角洲平原以及滨湖沼泽环境形成的煤层分布范围较广,为煤型气有利勘探区。地层产状及高程约束条件下煤层底板高程曲面的最佳拟合
摘要：提出了一种新型的支持约束条件的三次B样条复合曲面建模方法,利用钻孔数据和矿井地质数据共同提高煤层底板高程曲面的拟合质量。假设地质曲面由若干个规则排列的数学曲面按照不同权重叠加而成,该方法采用三次B样条曲面函数作为核函数,建立了地质曲面的三次B样条复合曲面方程,钻孔数据和矿井地质数据（地层产状及测量高程点）均作为该方程的约束条件。通过求解该复合曲面方程中核函数的最优权重系数,获得了煤层底板的最佳拟合曲面,即在保持曲面光滑性的同时又与矿井地质实测数据相一致。将上述方法开发成计算机程序并应用于淮北矿业集团祁南煤矿81采区6煤组的煤层底板高程估算,实验取得了良好的拟合效果。煤层注氮驱替甲烷促排瓦斯的试验研究
摘要：实验室研究了山西阳泉无烟煤在30℃恒温下注入N2对吸附平衡煤样中CH4的竞争吸附解吸特性,结果表明混合压力高于2.25MPa后,CH4吸附量开始下降。在阳泉煤业集团石港矿业公司井下进行了煤层注氮驱替甲烷促排瓦斯的试验研究,结果表明,注氮16h后距离2m以内的钻孔自然排放纯瓦斯流量提高了2倍以上,煤体解吸气体中CH4浓度由97.29%减小到79.66%,氮气浓度由0.80%增加到13.19%,煤层瓦斯含量由9.77cm3/g减少到8.68cm3/g,起到了预排瓦斯的效果。煤与瓦斯突出的非连续变形分析（DDA）模拟
摘要：依据煤层裂隙分布规律和瓦斯运移特征,推导了瓦斯渗流量与瓦斯压力关系方程和瓦斯对煤体作用的瞬时平衡方程,并采用惯性阻尼与黏性阻尼联合方法求解,提高了计算精度,提出煤与瓦斯突出后稳定区的划分。运用改进的非连续变形分析（DDA）方法模拟了鹤壁煤电股份有限公司十煤矿煤巷掘进时一次煤与瓦斯突出过程。模拟结果与实际案例数据统计结论一致。基于绝热实验活化能解算煤自然发火期
摘要：根据煤与氧反应的热平衡方程导出活化能E的计算公式,结合Boddington公式求得煤自然发火期计算模型。通过煤样的绝热氧化实验获得3个典型煤样自燃过程升温曲线,得出煤低温氧化和高温氧化状态下的不同氧化规律,煤在温度小于80℃时氧化不剧烈,温度升高缓慢,一旦温度超过100℃时氧化异常剧烈,温度迅速升高,难以控制。分析处理实验数据获得煤样的活化能E值,结合煤样自然发火模型求出典型煤样的自然发火期,与现场测量的实际值相差不大。但由于煤的自然发火期受各方面因素的影响,因此该模型在运用到实际情况时应进行相应的校正。基于分形和支持向量机矿井涌水量的预测
摘要：针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的非线性预测方法。首先利用分形理论对矿井涌水量的时间序列进行相空间重构,应用自相关系数法确定最小嵌入维数,并以最小嵌入维数作为支持向量机的输入节点,根据支持向量机原理建立矿井涌水量的预测模型。将河南鹤壁四矿1982—1997年的矿井涌水量作为时间序列的训练样本,在Matlab环境下,利用所建立的预测模型预测不同嵌入维数时2000和2001年的矿井涌水量。结果表明：与其他维数相比,当嵌入维数为4时,井筒涌水量的预测值误差最小,预测精度最高。为检验该方法预测的可靠性,分别将不同维数下井筒、巷道和工作面涌水量1988—2001年的预测值与观测值进行对比,发现预测值与观测值较一致。2015年全国煤矿将建立井下避险系统
摘要：2010-05-19,国家安全生产监督管理总局副局长、国家煤矿安全监察局局长赵铁锤在山西长治表示,我国将在全国煤矿建立完善监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等井下安全避险六大系统,以提高煤矿安全保障能力。
