小孔径锚索预应力损失影响因素的试验研究
摘要：针对煤矿小孔径树脂锚固预应力锚索的特点,及锚索预应力损失的研究现状和存在的问题,采用理论分析、实验室与井下试验相结合的方法,研究了小孔径树脂锚固锚索预应力损失机理与规律。重点分析了锚索张拉和锁定过程中的预应力损失,及围岩变形引起的预应力损失。锚固系统导致的预应力损失包括锚口摩擦损失和锁定损失;对于特定锚固体系,存在最优限位距离,22 mm锚索的最优限位距离为11～13 mm;锚索长度、张拉油压、张拉机具、锚具及与机具的匹配性对预应力损失率都有不同程度的影响：一般锚索长度越小,预应力损失越大;限位距离偏小时张拉油压在20～30 MPa范围内,预应力锁定损失率最大,限位距离较适当时预应力锁定损失率随张拉油压的增大而减小。最后,提出保证锚索预应力的技术措施,包括施工前进行试验,得出最优限位距离,并对千斤顶进行改造;在锚索预应力设计时,应考虑一定比例的超张拉;当围岩松软破碎时,应增加托板、组合构件及护网的面积、强度与刚度。巨厚火成岩下采动应力演化规律与致灾机理
摘要：为确定海孜煤矿Ⅱ102采区内煤与瓦斯突出灾害原因,综合分析了采区地质开采条件、突出点瓦斯地质特征及突出特征,采用UDEC软件模拟研究了均厚140 m火成岩下开采时的采动应力演化规律,从采动应力影响范围的角度解释了此次动力灾害的原因。研究结果表明：距煤层170 m的巨厚火成岩在累计采宽370 m时仍然不发生破断,导致采动应力影响范围增大至310 m,为不存在火成岩时的3倍;受火成岩影响,采空区边界外180 m处应力集中系数高达1.7,在此处进行Ⅱ1026工作面机巷掘进时,采动应力成为煤与瓦斯突出的一个主要动力源。新非线性强度准则在岩石材料中的应用
摘要：在岩土体双剪强度理论的基础上,考虑中间主应力对岩石强度的影响效应存在区间性且影响程度与最小主应力大小有关,提出了一个岩石双剪强度准则的改进式。通过已有不同岩石的真三轴试验数据对新的非线性强度准则的验证表明：该强度准则可以广泛地适用于各类岩石,描述其子午面及σ1-σ2上的非线性强度特性;利用5种不同类型岩石真三轴试验结果对新的非线性强度理论和岩石非线性统一强度准则及深部岩体强度准则进行比较,反映了所提出的新岩石非线性强度准则的优越性。基于框架结构理论的地表防沉技术研究与应用
摘要：在分析国内外压煤开采技术研究现状的基础上,给出了建筑物下压煤开采中防止地表沉陷灾害发生的4个关键点,以及相应采空区顶板控制技术应具备的4个条件,提出了基于框架结构理论的地表防沉技术,并给出了其适用条件和主要技术参数的确定过程。该技术具有施工方便、工作量小、成本低、采出率高的优点,不仅能够使顶板着力点均匀,有利于顶板稳定和有效防止地表沉降,而且框架结构形成后也能够为井下矸石直接处理在时间和空间上提供有利条件。该研究已成功应用于现场实际。管板组合式井壁可缩装置的竖向临界荷载
摘要：通过数值分析和模型试验研究一种新型井壁可缩装置——管板组合式井壁可缩装置竖向临界荷载的影响因素和计算方法。数值分析结果表明,该装置竖向临界荷载的主要影响因素为内外立板厚度和装置宽度,且临界荷载与内外立板厚度呈线性关系,与装置宽度呈反比;得到了该装置竖向临界荷载的计算方法。模型试验结果表明该方法计算结果与试验结果相对误差在15%以内。爆破振动安全标准探讨
摘要：探讨了爆破工程中的振动安全问题及安全范围的确定方法。通过运用结构动力学和结构抗震原理,针对我国现行（新的）爆破安全规程GB 6722—2003,根据既考虑爆破地震动峰值速度,又考虑地震动波频率,同时区分建筑结构形式和动力反应特性的原则,对结构爆破振动安全允许标准和安全允许距离进行了研究,指出了我国现行（新的）爆破安全规程GB 6722—2003的不足和存在的问题,并且探讨了爆破振动强度的控制和预报。断裂破碎带岩体裂隙网络随机反演及应用
摘要：运用数理统计理论,对量测得到有限数量的断裂破碎带岩体裂隙进行统计分析,建立其裂隙的倾向、倾角、迹长、隙宽、间距等几何参数的随机概率统计模型,并应用Monte Carlo方法反演得到断裂碎裂带岩体裂隙网络系统,得出服从高斯、负指数分布规律的裂隙网络模型。实例的计算结果表明：研究区内岩体中裂隙网络的渗透性较好,80%以上的结构面相互连通,阻水性能差,并且显示出3个优势导水方向,即NE、NW和近EW。铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群卸压煤层气抽采钻孔布置
摘要：基于铁法矿区高瓦斯低透气性煤层群地质及开采技术条件,采用物理模拟方法系统分析了煤层群不同开采顺序时采动裂隙演化特征,运用CFD（Computational Fluid Dynamics）Fluent分析了U型负压通风条件下采空区瓦斯流动规律,总结了铁法矿区卸压煤层气抽采钻孔布置原则。研究结果表明：回采巷道内侧约在工作面倾斜长度的1/3处为采动裂隙发育区、距回风巷30～80 m范围为高浓度瓦斯富集区。铁法矿区煤层气抽采钻孔布置的原则为：垂直方向上钻孔终孔位置布置在断裂带下1/3处、地面钻井的合理间距不小于100～150 m、沿工作面倾斜方向靠回风巷（1/3～1/2）工作面斜长范围为最佳的钻孔位置。CO_2和CH_4在煤基质表面竞争吸附的热力学分析
摘要：利用煤表面自由能变化值和等量吸附热评价了25、30、40℃条件下CO2在煤层中优先吸附性以及CO2与CH4竞争吸附机理。煤吸附CO2后的表面自由能变化值要普遍大于煤吸附CH4后的表面自由能变化值,揭示了单位面积煤基质表面对CO2吸附量要高于对CH4吸附量的热力学本质;通过变换CO2和CH4的等量吸附曲线,得到煤样对CO2和CH4的初始等量吸附热值Qst0分别为48.2 kJ/mol和33.4 kJ/mol,揭示了煤对CO2的吸附作用力要强于CH4,并且煤对CO2的等量吸附热随吸附量的增加呈现增加趋势,与吸附气体分子间的相互作用力相关,表明CO2在煤基质表面存在多分子层吸附。煤矿区瓦斯三区联动立体抽采技术的研究和实践
摘要：为解决单一煤层瓦斯抽采技术难题,针对晋城矿区实际,基于瓦斯抽采、煤炭开采时空接替关系,通过理论研究和工程实践,提出了适合高瓦斯矿区特点的三区联动立体抽采模式,形成了高瓦斯矿区瓦斯抽采技术体系,显著提高了高瓦斯矿区瓦斯抽采水平和矿井安全效益。井下点式水力压裂增透技术研究
摘要：为提高煤层透气性和瓦斯抽采效果,研究井下点式水力压裂增透工艺,用低流量水流达到增透效果,从而减小压裂设备体积、质量,以适应煤矿井下受限的空间条件。利用RFPA2D-flow软件,建立符合现场环境条件的三孔数值模型,对点式水力压裂过程进行了数值试验,揭示煤体破坏、裂纹的萌生、发展直至贯通的整个过程。研究了剪应力、水压力、水流量等参数的分布与演化,并通过现场实验进行验证。数值试验与现场试验均表明井下点式水力压裂技术能提高瓦斯抽采量,可使压裂设备实现小型化。隧道瓦斯突出危险性评价的属性识别模型与实例
摘要：基于属性数学理论建立隧道瓦斯突出预测与危险性分级的属性识别模型,以弥补现有隧道勘测设计阶段瓦斯突出评价方法的不足。首先确定隧道瓦斯突出预测的评价指标与危险性分级标准,然后进行评价指标的属性测度分析,通过构造属性测度函数以计算单指标属性测度和样本综合属性测度,最后应用置信度准则对隧道样本的瓦斯突出进行属性识别,从而建立隧道勘测设计阶段瓦斯突出评价的属性识别模型。在工程实例分析研究中,通过属性测度分析和计算,得到了隧道瓦斯突出的预测结果,评价结果与物元可拓评判法以及D、K值法的评价结果有较好的一致性。由于属性数学理论能很好地解决具有多个模糊属性问题的综合评价,且置信度准则是根据评价集具有有序性这一特点而提出的,因而可使评价结果更为可靠。三相泡沫在综放工作面采空区渗流特性的数值模拟研究
摘要：为研究三相泡沫在采空区渗流范围特征,运用计算流体动力学理论建立了三相泡沫在采空区渗流的数学模型,模拟了三相泡沫在综放工作面采空区的渗流过程,得出了三相泡沫渗流范围的理论值,分析了三相泡沫渗流特性的主要影响因素。研究表明：模型特定边界条件下三相泡沫在采空区堆积高度为3.62 m,堆积最高点位于灌注预埋管出口的上方;三相泡沫沿采空区走向的覆盖宽度为36.9 m;三相泡沫的堆积高度和扩散宽度受煤层倾角和灌注流量的影响显著。气象条件对地下煤火浅层温度的影响
摘要：选择内蒙古乌达煤田火区中的18号火区作为研究区域,对浅层测温数据进行分析研究,分别量化分析了降水量、气温、风速3个气象要素与地下煤火浅层温度在时空上的变化趋势及它们之间的关系。结果表明：降水量是影响地下煤火浅层温度变化的重要因素,大的降水过程可达到降低煤火浅层温度的效果;气温的日变化对于地下煤火的影响只限于表层,季节性变化影响的深度更大;风速与地下煤火之间在短期内并没有直接的作用关系,但它会影响到火区的通风供氧与煤火信息的提取。热逆流反应器的流动均匀性实验研究
摘要：对热逆流反应器的陶瓷床内部流动均匀性进行了实验研究,建立了陶瓷床的流动阻力数学模型,并进行了流体力学机理分析。研究结果表明：陶瓷床整体速度分布不均匀,并且均匀性指数随着进口流速的提高而降低;上、下集气箱的压差为陶瓷床内的流动提供推动力,因此集气箱内的静压分布与陶瓷床内的流动均匀性紧密相关;随着进口流速的提高,动量交换作用和摩擦阻力损失对静压的影响加强,使陶瓷床内、外侧的压差进一步增大,从而使陶瓷床内的流动更不均匀。距离判别法在相似矿区突水水源识别中的应用
摘要：为了进行矿井突水水源预测,选用6种常规离子作为判别因子,并结合河南焦作矿区实测数据,建立了煤矿突水水源预测的距离判别分析模型;同时针对该模型自身检验的不足,采用灰色系统关联度法检验距离判别分析模型的准确性;将距离判别分析模型和灰色系统关联度法检验应用于华北型煤田水文地质条件相似的新安矿区,开展关联度分析。结果表明：选用6种常规离子浓度作为判别因子,可解决单位不一致的问题;选用灰色关联度法检验距离判别分析模型的正确性,保证了所选样品的充分使用,能很好地弥补两种方法的不足;距离判别分析模型排除了一般方法评分时存在的人为因素影响;各水样对参考序列的关联度在0.8左右,两矿区石炭系含水层水源具有较强的关联度。外载扰动诱发灾害发生的突变机理及其非线性动力特征
摘要：基于突水灾害类型和突水灾变模式的系统分析,提出防突关键体概念,建立防突关键层与关键块的力学模型,外力扰动则简化为平面应力波,建立防突关键层失稳与动荷载诱发岩块失稳突水的突变模型,并基于系统能量的平衡分析获得局部突变的分岔集,导出了突水（泥）的失稳判据,发现不但取决于防突结构的几何尺寸、材料性质、水压等因素,还与外荷载的强度和频率有很大关系。基于动载动力特性的数值分析,研究了不同动载振幅、频率对最小防突关键体厚度的影响,进而提出＂小进尺、弱爆破＂等预防突水灾害的防治措施。压强预处理对煤泥浮选效果的影响
摘要：分别将煤泥水抽气到负压状态和充气到加压状态,待恢复到常态后进行浮选实验,同时测量煤粒表面电动电位ζ。实验结果表明：煤泥水浮选前经负压预处理后,煤粒表面电动电位ζ的绝对值有所降低,精煤产率和浮选完善指标降低,浮选效果恶化;经加压预处理后,煤粒表面电动电位ζ的绝对值明显提高,精煤产率和浮选完善指标提高,浮选效果得以改善。分析了核化气泡在浮选中的作用,建立了煤粒表面存在核化气泡时的Stern双电层模型,并验证了该模型的正确性。
