长壁老采空区残余沉降计算方法研究
摘要：在深入分析老采空区残余沉降机理的基础上,认为采动破裂岩体空隙是老采空区残余沉降的主要诱因,采用国内外得到的有关破裂岩体应力应变关系及采动破裂岩体高度计算方法,建立了老采空区残余下沉系数计算方法,分析了残余下沉系数与覆岩岩性、开采厚度、开采深度及建筑物载荷的关系。研究表明：①当开采厚度相同时,开采深度越小,残余下沉系数越大,说明后期可能产生的地表残余沉降越大;当开采深度相同时,开采厚度越大,残余下沉系数越小;②在建筑载荷与原岩应力比相同情况下,开采深度越小,下沉系数增加量越大,对老采空区的影响越大。基于相干目标短基线InSAR的矿业城市地面沉降监测研究
摘要：针对煤矿区非线性地表沉降特征,探讨了相干目标短基线InSAR用于矿业城市地面沉降监测研究的方法与效果。该方法以相干目标短基线差分相位时序分析为技术核心,综合相干系数阈值法和振幅离散指数最大化提取有效相干目标,以此构建相干目标Delaunay三角网,进而分析相邻目标的时序相位差,根据差分相位构成中各分量的时空特性,对短基线条件下干涉相位序列进行逐个分离,最终获取地表下沉速率和下沉累积量。以唐山市为例,选用2004—2010年27景ENVISAT ASAR影像进行分析,查明了唐山市城区地面沉降量及其空间分布特征,最大年沉降速率达到-46.8 mm/a,主城区沉降速率普遍低于-11 mm/a。连续动态监测也显示了矿区开采沉陷不同阶段的地面沉降特征。GPS-DInSAR集成监测的改进定权方法与仿真实验分析
摘要：分析了集成GPS-DInSAR监测地表三维形变的解析优化法在定权中存在的问题,提出以高精度GPS观测值为约束评价DInSAR测量精度和GPS插值精度、进而对二者定权的方法。模拟实验证明,所提方法能正确确定DInSAR测量值和GPS插值的权,且计算简单。采用改进定权方法的解析优化法能在三维方向取得更佳的集成效果。浅0埋深回采工作面冲击地压发生机理及防治
摘要：通过分析新疆某矿一段时间内现场矿压显现情况并结合实测微震和工作面支架压力数据,获得了冲击地压发生机理：坚硬厚层顶板是冲击地压发生的主要力源,采煤工艺影响和支架支护质量低导致顶板压力转移到工作面煤壁上,形成了煤体应力集中和弹性能量积聚,推进速度过快加剧了煤体应力和能量积聚程度,在煤体自身强冲击倾向性作用下导致冲击地压发生。据此提出冲击地压防治原则：避免坚硬厚层顶板的压力转移到煤壁上形成应力集中。具体方法为及时切断坚硬顶板,对煤体进行卸压爆破,并提高工作面支架初撑力。现场实践表明,防治效果明显。基于多变量混沌时间序列的冲击地压预测
摘要：考虑到冲击地压的混沌特征及其监测数据含噪且长度有限,基于多变量时间序列重构和GRNN模型来预测冲击地压监测变量。给出了多变量时间序列相空间重构理论和GRNN混沌预测原理,并提出采用遗传算法同时确定最佳重构参数和GRNN的光滑因子以保证预测精度。在Matlab2010a仿真环境下,将本文方法用于Lorenz系统以验证对含噪且长度有限的混沌序列的适用性,最后对微震能量和电磁辐射两类数据进行预测研究。结果表明：即使历史数据有限,多变量混沌序列预测方法也能提前预测出多个监测变量,从而实现冲击地压预报。回采巷道煤体荷载传递机理及其极限平衡区的研究
摘要：基于支承压力作用下回采巷道两帮煤体的力学模型,分析了煤体与顶底板界面应力、煤体轴力的基本分布规律,首次对煤帮水平位移进行了力学推导,建立了极限平衡区宽度新的理论计算公式,讨论了塑性条件下煤帮极限平衡区宽度的主要影响因素。结果表明：①极限平衡区煤体的垂直应力、顶底板与煤层界面的剪应力及其水平压力均呈双曲函数分布;②煤帮处煤体垂直应力的大小随巷道高度及顶底板与煤层界面力学参数的改变而改变,其水平位移与弹塑性界面的侧压力系数、峰值应力及煤体极限平衡区宽度成正增长关系,与煤体综合弹性模量成反比;③煤体极限平衡区宽度与巷道埋深、上覆岩层平均容重、煤体与顶底板界面的强度参数、应力集中系数及侧压力系数、巷道高度及煤体综合弹性模量密切相关,随巷道埋深和巷道高度的增加而增大,随煤体与顶底板界面内摩擦角和黏聚力的增加而减小。最后,通过工程实例,验证了分析结果的合理性。《煤炭学报》获2012年度中国科协精品科技期刊工程项目资助
摘要：2012年度中国科协精品科技期刊工程项目评审工作于近日结束。《煤炭学报》获得＂期刊学术质量提升项目＂资助,这是煤炭行业惟一入选该项目的期刊。露天采矿爆破振动对民房破坏的LS-SVM预测模型
摘要：利用支持向量机学习原理,研究露天采矿爆破振动对民房破坏的预测问题。选取爆破振动幅值、主频率、主频率持续时间、灰缝强度、砖墙面积率、房屋高度、屋盖形式、圈梁构造柱、施工质量和场地条件作为露天采矿爆破振动对民房破坏的影响因素,以工程实际检测数据为训练样本,建立露天采矿爆破振动对民房破坏的LS-SVM预测模型。利用32组爆破实验数据作为学习样本对支持向量机进行训练,建立相应的预测模型并通过回代估计方法进行回检,误判率为0,用另外12组现场实验数据作为检验样本进行测试,测试结果良好。结果表明,LS-SVM预测方法的误判率低,判别精度高,为露天采矿爆破振动对民房破坏预测提供了一种行之有效的新方法,可以在实际相关工程中展开使用。基于密封舱压力场梯度的盾构开挖面稳定性判定
摘要：提出了一种基于密封舱压力场梯度的土压平衡盾构开挖面稳定性的判定方法。利用非均匀B样条最小二乘方法建立了密封舱压力场的分布模型,在此基础上,分析了竖直与水平方向压力梯度的变化,基于密封舱压力场梯度范数给出了开挖面的稳定域及判定方法。对于压力场梯度范数的极值,采用多级动态惩罚函数与粒子群相结合的优化算法对优化函数进行求解。最后,利用现场施工数据进行了仿真研究,对密封舱压力平衡、失衡时的压力场及等压线分布特征进行了分析,并进一步对开挖面的稳定性进行了判断,验证了判定方法的有效性。《Journal of Coal Science ＆ Engineering（China）》获2012年度中国科协“学会能力提升专项优秀国际科技期刊奖”资助
摘要：近日,由中国科协和财政部共同组织实施的学会能力提升专项评审结果揭晓,共评选出45个优秀科技社团奖项,25个优秀国际科技期刊奖项。《煤炭学报》编辑部的英文刊《Journal of Coal Science＆Engineering（China）》成功入选优秀国际期刊三等奖,每年奖励50万元,项目周期为三年,共奖励150万元。这是煤炭行业领域惟一入选该项目的期刊。考虑未冻水单管冻结温度场解析解
摘要：针对冻结法应用中的单管冻结问题,考虑土体在冻结状态下存在随负温连续变化的未冻水,通过将土中水随负温降低而连续冻结的过程离散化,建立了单管冻结温度场变化的离散相变模型,并给出了模型的解析计算方法。将解析解答与连续相变模型下的数值解进行了对比,验证了该解答的正确性。利用解析解,分析了土体冻结状态下存在的未冻水对冻结锋面推进过程的影响,结果表明：忽略未冻水将低估土中冻结锋面的推进速度,并且其低估程度随土体比表面积的增加而增大。不同温度下岩石电荷感应试验
摘要：利用建立的温度对岩体电荷感应影响试验系统,研究了不同温度下花岗岩、砂岩电荷感应变化特征和规律。从试验中观察到,花岗岩、砂岩温度达到30℃左右,开始有微弱电荷感应信号产生。随温度升高,电荷感应信号逐渐增强,花岗岩温度达到100℃,砂岩温度达到150℃后,电荷感应信号随温度的升高增幅较快。结果表明：随温度变化,岩体存在热电荷阈值。通过岩石电荷感应的研究,对进一步深入研究煤岩破裂电荷的产生机理具有一定的作用。煤岩损伤破坏ULF电磁感应实验研究
摘要：利用建立的煤岩声-电信号测试系统,对强度较低的煤岩试样进行了单轴压缩、剪切加载破坏实验,测试研究了ULF（1 kHz）、VLF（5 kHz）、LF（300 kHz）等频段电磁辐射及42.3 kHz声发射（AE）信号规律,并初步探讨了煤岩变形破坏ULF电磁信号的产生机理。结果表明：煤岩材料在单轴压缩和剪切变形破裂过程中能够产生ULF频段的电磁信号;与LF及VLF电磁信号相比,ULF信号与应力的相关性更好;同时,ULF信号与应力及AE相比存在一定程度的超前性,一般超前应力及AE信号5～10 s。实验室测得的煤岩变形破裂产生的ULF电磁信号,主要是由电荷运动产生的感应场变化引起的,煤岩材料中含有的少量金属矿物成分导致的压磁效应也是其来源之一。煤岩ULF电磁信号的研究不仅扩展了煤岩电磁辐射技术的研究范围,而且由于其在传播距离和抗干扰能力方面的优势,有望对远距离和较大尺度范围的煤岩动力灾害监测技术实现突破。基于Fisher判别分析法的隧洞围岩分类
摘要：针对隧道围岩分类问题,基于Fisher判别分析理论,选用岩石质量指标、完整性指数、饱和单轴抗压强度、纵波波速、弹性抗力系数和结构面摩擦因数等6个指标作为判别因子,以30组隧洞围岩数据作为学习样本进行训练,建立相应的Fisher判别模型。利用回代估计方法对建模数据逐一进行检验,正确率达93.3%。将建立的判别模型应用于工程实例,预测结果与实际情况吻合良好,与Bayes判别法、神经网络模型判别结果一致。研究结果表明,Fisher判别分析用于围岩分类简便可行,正确率高,是解决隧洞围岩分类的一种有效方法。裂隙充填对岩体单轴压缩力学性能及锚固效应的影响
摘要：用相似材料试件研究了裂隙不同充填物对节理岩体单轴压缩力学性能及锚固效应的影响。对裂隙含不同充填物节理岩体相似材料无锚及有锚试件进行了单轴压缩试验及数值研究,分析了不同充填物对节理岩体单轴压缩力学性能及锚固效应的影响。研究得到：充填物弹性模量在一定范围内,含充填节理岩体抗压强度峰值随着充填物弹性模量的提高而提高;充填物与基体材料弹性模量越接近,无锚含充填节理岩体试件的峰后塑性越好,但充填物对加锚试件的峰后塑性影响很小;充填物与基体材料弹性模量差值越大,试件峰后应力-应变曲线应力下降速率越快;当裂隙充填物弹性模量低于基体材料时,试件内沿受力方向出现拉应力,拉应力的峰值及分布区域随充填物弹性模量的降低而增大。组合方式对煤岩组合体力学特性和破坏特征影响的试验研究
摘要：为探讨组合方式对煤岩组合体力学特性和破坏特征的影响,利用MTS815岩石力学试验系统,分别对岩-煤-岩（YMY）、岩-煤（YM）及煤-岩（MY）3种组合方式试件进行了单轴压缩和三轴压缩试验研究。试验结果表明,组合体试件破坏主要集中在其煤体部分,而与组合和加载接触方式无关;煤体部分损伤发展和破坏程度的加剧,在一定程度上会诱导岩体出现损伤和发生破坏。单轴加载条件下,3种组合方式均表现为以煤体部分拉张破坏为主的破坏特征,YMY组合的平均抗压强度为40.03 MPa,分别是YM和MY组合方式对应平均值的1.80和1.53倍;三轴加载条件下,均表现为以煤体部分剪切破坏为主的破坏特征;随围压压力增加,各组合方式三轴抗压强度平均值逐渐趋近。尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术
摘要：针对高瓦斯低透近距离煤层群开采条件下＂U＋L＂型通风系统上隅角和尾巷瓦斯浓度严重超限的治理难题,基于试验区综采工作面瓦斯涌出特征和＂U＋L＂型通风系统瓦斯尾巷的优点及其局限性,提出尾巷超大直径管路（φ1 200 mm）横接采空区密闭抽采技术,并阐述了其控制采空区瓦斯渗流场的抽采原理。依据采空区瓦斯大气混合气体渗流的控制方程,建立了采空区三维渗流的CFD模型,分析得出上隅角瓦斯浓度、采空区渗流场与抽采位置距工作面距离的关系,确定了密闭抽采技术的关键参数。现场实践表明,尾巷超大直径管路横接采空区密闭抽采技术治理瓦斯效果显著,上隅角瓦斯浓度稳定在0.9%以下,尾巷瓦斯浓度从6.0%降低到1.7%以下,实现了复杂瓦斯地质条件下的安全高效开采。内铺煤粉方管内瓦斯预混火焰传播特性
摘要：为了研究煤粉对管内瓦斯预混火焰传播过程的影响,选用典型煤粉试样将其均匀铺于截面100 mm×100 mm、长1.5 m的有机玻璃方管底部,采用高速摄像机/光电传感器、微细热电偶、压力传感器等测试得到了管内瓦斯火焰传播过程中火焰传播速度、火焰瞬态温度、燃烧压力等参数,并初步分析了煤粉影响瓦斯火焰传播的机制。结果表明：有煤粉时火焰传播速度有所增加,但燃烧反应持续时间明显增长;内铺煤粉时管内火焰温度的半峰宽度增加,测点处瞬态温度曲线呈现出较为明显的＂双峰＂结构,说明活性的煤粉与瓦斯火焰形成瓦斯-煤粉复合火焰;有无煤粉时燃烧压力峰值差别不大,但有煤粉时压力波脉冲宽度增加。
