煤层厚度对孤岛工作面冲击危险影响研究

研究了不同煤厚条件下覆岩空间支承压力与弹性应变能密度的演化规律。发现随着煤厚的增加,煤壁前方的支承压力与弹性应变能密度峰值逐渐增大,出现的位置也逐渐远离煤壁,且应力峰值集中系数逐渐增大,说明煤岩层赋存越深,厚度越大,开采过程中发生冲击地压的可能性就越大。     

深部大采高工作面支承压力分布特征及影响因素分析

以城山煤矿145工作面地质和开采条件为工程背景,通过煤岩力学分析、FLAC~(3D)数值模拟分析了采高、埋深对于大采高工作面支承压力的影响。结果表明:煤壁前方支承压力分布及工作面矿压显现规律受采高影响较大,采高越大,支承压力峰值系数基本不变,但峰值点离煤壁越远、影响剧烈范围越大;煤壁前方超前支承压力的分布规律和开采深度关系不大,主要取决于工作面采高和顶板岩层组成结构。     

深部厚煤层走向支承压力动态分析

通过现场实测与FLAC3D数值模拟的方法分析了某矿1310工作面走向支承压力的变化特征,研究了工作面推进步距对支承压力变化规律的影响。结果表明,走向支承压力随煤壁前方到煤壁之间距离的增大而逐渐增大,在煤壁前方125 m处达到峰值后迅速下降,釆动影响范围为125m;顶板断裂前,支承压力逐渐增大,顶板产生回转式破断时,支承压力减小,顶板断裂下沉稳定后,支承压力也逐渐趋于稳定。数值模拟结果表明,随着工作面前方到煤壁间距离增大,支承压力在煤壁前方20m范围内迅速升高,达到峰值后,随着工作面前方到煤壁之间距离的继续增大,垂直应力最终在煤壁前方130 m处趋于稳定,且稳定度与工作面推进距离无关,均为23.75 MPa。     

煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制

针对地质构造区域煤层开采容易发生冲击地压的情况,建立了煤岩组合体力学模型,研究了煤厚变化对超前支承压力分布特征和能量演化规律的影响,揭示了煤厚变异区煤层开采冲击地压发生的力学机制。研究表明:煤厚变薄区的原岩应力比变厚区大,煤厚减小率或岩煤弹性模量比越大,应力变化梯度越大;工作面由厚向薄回采,超前支承压力呈"双峰值"分布,而工作面由薄向厚回采,超前支承压力呈"单峰值"分布;冲击地压发生时,工作面由厚向薄回采,第2峰值应力区内形成高能区会阻碍能量向煤壁深部传递,产生的冲击能量将主要向巷道或工作面临空面释放,而工作面由薄向厚回采,冲击能量可向煤壁深部转移,冲击影响范围小。现场案例分析及工程实践表明,工作面由薄向厚回采更有利于防冲。     

大采深条带开采工作面冲击矿压研究

为了解决大采深条带开采工作面冲击矿压的问题,以肥城矿业集团梁宝寺煤矿3107工作面为研究背景,通过数值模拟、工作面现场实际分析,揭示该工作面沿走向超前工作面支承压力的分布状况,进而对开采期间工作面冲击危险区域进行区域划分。结果表明:随着工作面的推进,前方超前支承压力峰值不断增大,弹性应变能最大值能达到180 k J/m3,均位于煤柱边缘处,并主要积聚在煤层中。     

采动条件下褶皱构造区不均匀应力场演化特征研究

褶皱作为地壳岩层运动形成的地质构造之一,其附近岩层分布较大的残余不均匀构造应力,是诱发煤矿冲击地压的主要因素。针对这一问题,以义马煤田千秋煤矿21221工作面为工程地质背景,建立了褶皱构造赋存条件下的数值模型,施加了不均匀构造应力,分析了工作面开采时褶皱构造区域应力场的演化特征,研究了采动影响下褶皱构造不同区域矿压显现规律。研究结果表明:褶皱构造的原岩应力场的分布具有明显的空间分布区域性,即垂直应力和水平应力在向斜和背斜轴部表现出不同的分区特性,向斜轴部处出现了应力集中。随着工作面推进过向斜和背斜,水平应力和垂直应力在采空区顶板和底板均形成了椭圆形卸压区,垂直应力卸压区演化沿褶皱向斜或背斜法线方向逐渐扩大,垂直应力在工作面超前区域出现了一定范围的应力集中,应力集中区远离轴部扩大;水平应力在工作面垂直方向上较远处区域出现了应力集中,应力集中区逐步向顶板和底板远处发育,水平应力在卸压区内顶板应力的释放程度要明显高于底板。在工作面过褶皱轴部和翼部阶段,工作面超前支承压力的峰值随开采距离的增加而增大,应力集中系数则先增大后减小。工作面自背斜轴部俯采时工作面前方支承压力较大,自向斜轴部仰采时较小。当工作面过褶皱轴部时,直接顶受压状态的应力集中程度逐渐减小,减小的过程伴随着能量释放激增的现象,此时极易诱发冲击地压。     

采场覆岩结构对采场支承压力的影响分析

为了掌握采场周围支承压力的分布状况,根据上覆岩层运动结构的承载状态将其分为承载结构岩层、半承载结构岩层与不承载结构岩层。按照弹性基础梁的方法分析了承载层或半承载层在其下岩层产生的支承压力,再用弹性力学的方法将承载层或半承载层产生的支承压力传递到工作面煤壁内煤层,将它们叠加起来得到工作面前方煤层中支承压力的解析值。结果表明,承载、半承载岩层层数决定了支承压力峰值的个数;承载、半承载岩层距离开采煤层越近,支承压力峰值位置距离煤壁也越近;承载层或半承载层下沉量与其下部垫层地基系数决定了支承压力的大小。以济宁三号井为工程背景,计算所得5312工作面超前支承压力,对5312工作面沿空巷道的布置以及支护具有重要意义。     

深埋薄基岩大采高工作面矿压规律研究

为了解释某矿11050工作面端面漏顶、煤壁片帮严重等剧烈矿压显现现象,采用数值模拟和现场实测,研究了深埋薄基岩厚松散层条件下大采高工作面煤壁前方支承压力分布规律以及顶板来压规律,研究结果表明煤壁前方支承压力随采高增大,峰值点并不一定增大,但支承压力影响范围增大;工作面来压步距变短,工作面中部的支架载荷大于上部和下部,工作面下部支架的动压系数大于上部和中部。     

上覆煤柱影响下工作面应力场分布变化规律

为了研究近距离煤层群下行开采过程中,下煤层工作面受到上覆煤柱影响形成高应力区后,导致顶板垮落、冲击地压、煤壁片帮、瓦斯爆炸等煤矿灾害的发生问题,本文运用FLAC~(3D)软件,分别对厚度为1m、2m、3m、5m的上覆煤柱作用下位煤层开采前及开采过程中顶板应力分布动态变化规律进行数值模拟与分析。研究表明:①在下煤层未开采前,上覆煤柱会使下煤层处于应力集中状态;当煤柱厚度增加时,下煤层顶板支承应力场峰值、应力集中系数和应力集中区域范围逐渐减小,支承应力场峰值始终处于煤柱中心线附近。②随着工作面推进距离的增加,采区前方应力集中区域范围逐渐减小,支承应力场峰值及集中系数先增大后减小;在工作面推进过程中,煤柱厚度越小,工作面前方顶板支承应力峰值、集中系数和集中范围越大,应力集中区域与工作面的距离越小,越应注意防止冒顶、顶板破碎等矿井灾害事故的发生。     

大采高工作面采场支承压力分布规律分析

以寺河矿大采高高效回采工作面为试验对象,采用超前支柱监测、回采巷道及留巷变形监测、煤体应力监测等技术手段,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律及巷道变形特征,为工作面巷道布置、采场及巷道围岩控制等提供依据。研究结果表明,与常规大采高工作面相比,该工作面超前支承压力的影响范围为9~15 m,集中系数为1.7~1.9,峰值位置前移,位于煤壁前方12 m处;后方支承压力具有明显的分区特征并伴有一定的滞后性;侧向支承压力峰值位置变化不大。     

山区公路水毁机理及对策分析

针对山区公路工程使用阶段逐步突显的水害和水毁灾变现象,以实地调研结合理论分析的手段探究山区公路水毁机理,从防治原则和防治措施两方面总结水毁病害解决对策。较为系统的得出了路基、桥涵、防护与加固工程水毁灾害的防治处理措施,重点分析了路基加固和边坡防护的常用技术方法,相关经验和成果可为山区公路水毁灾害处治提供参考。     

Sinkhole formation mechanism

A mathematical model of a growing cavern is used to describe possible scenarios of sinkholes in the karstic areas. The authors present formation criteria for ground surface sinkholes and underground caverns, and estimate their sizes.     

Galena oxidation mechanism

The authors study the process of the oxidation of galena in the liquid phase of flotation pulp of alkaline pH in terms of the formal kinetics. Kinetic schemes of the process are considered. The theoretical kinetic parameters of the overall oxidation reactions of galena are defined as a result of calculations. The most probable rate-determining steps of the galena oxidation, as well as the equations of the rate of oxidizing the galena particles in the alkaline mineral suspensions, are found.     

岩爆发生的随机共振机制

将随机共振理论应用于岩爆形成机制的分析，建立了周期力和随机动力扰动影响下的岩板结构演化方程，采用势函数方法探索了随机共振诱导岩爆发生的机制，并讨论了动力扰动能量向周期力能量的转移现象．研究表明，岩爆的发生机制可通过随机共振理论得到很好的解释．     

浅议监理机制的完善

分析了建设监理活动中监理机构、监理委托内容和监理业务承揽中存在的一些典型性问题,提出了进一步规范监理市场,完善监理授权,健全优化监理组织,提高监理人员素质,规范监理活动的具体意见     

矩形轨迹机构的研究

依据提供的矩形运动轨迹机构的运动简图。对矩形轨迹机构的运动,拐角轨迹曲线的求法,以及凸轮轮廊曲线与矩形的关系,作了分析研究。     

基于逾渗机理的含瓦斯煤体变形破坏机制及试验研究

针对含瓦斯煤岩在高应力环境下易发生松散破坏的问题,考虑煤体的多孔介质特征,研究了含瓦斯煤岩受应力扰动影响下的变形破坏规律。首先,基于逾渗理论提出了含瓦斯煤体的逾渗破坏概念,它的实质是含瓦斯煤岩发生逾渗行为后导致瓦斯突出使煤体失稳破坏过程中发生的一种动力破坏现象。然后通过理论分析了逾渗破坏分布区域并给出了逾渗破坏概率P_∞的计算公式,推导出了含瓦斯煤体的Biot型本构方程,表明含瓦斯煤体孔隙率与渗透系数和有效应力密切相关。结合含瓦斯煤体本构方程并在逾渗破坏区进行了应用,得到了逾渗破坏区半径R_p的计算公式。最后,对拟制备的含气类岩石试件进行了三轴压缩试验,试验结果表明:随着试件孔隙、裂隙增多,弹性模量和脆-延性破坏临界拐点应力值随之减小;同时,黏聚力和内摩擦角值随试件内部气体孔隙增加均不同程度的降低,导致逾渗破坏区半径增大,并且其影响程度会随内摩擦角和黏聚力的减小而增强。随着应力增加,试件内部孔隙、裂隙逐渐贯通,最终呈松散破坏即逾渗破坏。     

行星机构软起动系统的研究

在重型机械的起动中。都希望驱动系统能提供可调的平滑的和无冲击的起动力矩,以减小动应力,从而改善对整机的受力状况。对电动机来说,还希望实现空载起动和功率平衡,更希望具有过载保护功能。为了很好地实现以上一系列性能,来提高设备的可靠性和寿命,国内外主要从两个方面来着手研究：一是电气调速保护系统,主要有可控硅直流调速、交流调压、变极、脉冲、电磁滑差离合器、变频、可控硅串级和转子电阻调速等;二是从传动装置出发,研制一系列的能可控起动的软起动装置,主要有调速型液力倡合器、油膜离合器等。但是这些系统不是价格昂贵,就是性…     

岩爆发生机理的理论分析

分析了高应力岩体动力失稳对岩爆机理研究的启示,指出了静荷载理论在岩爆机理研究中的局限,对岩爆动力学机理进行了初步探讨.