煤样力学行为的结构敏感特性及干预机制试验研究

冲击地压的形成过程极为复杂,但本质是弹性能的大量积聚和剧烈释放。明确影响能量演化过程的客观要素和干预机制,将为指导实际防控工作提供基础认知。通过CT扫描重构了具有真实分布特征的煤样数值模型,并基于力学行为和加载环境密切相关的事实,开展了不同加载速率模拟试验。研究结果表明,应力环境变化时,相较于强度较小的煤基质,强度较大的夹杂质对于屈服、应力集中等响应表现出了更为显著的吸引作用,而屈服较晚的单元体在积聚弹性变形能的同时,整体逐渐形成了具有承载能力的空间骨架,并指出夹杂质、承载骨架或其他能够破坏介质均匀性的结构性要素,其空间分布模式对于能量或应力分布具有潜在控制作用。基于含人造结构面试样开展的不同加载速率力学试验验证了该结论,并提出有目的的人工形成特定的结构模式可实现对于煤岩宏观力学行为的选择性控制,进而为冲击地压的量化防控提供参考。     

实体煤掘进加卸载路径下的冲击机理及防控研究

实体煤掘进冲击矿压受覆岩运动影响较小是其典型特点,其冲击机理缺乏系统研究。本文从实体煤掘进围岩力学行为入手,展开其冲击机理及防控研究。首先,运用数值模拟方法得到煤巷掘进围岩应力路径具有"竖向加载-倾向卸载-走向固定"的三轴加卸载特征;然后展开三轴加卸载路径下的煤样力学和冲击特征试验;最后用试验结果指导实体煤掘进冲击防控设计。试验揭示了煤样峰值点的加卸载侧应力不仅受初始加载侧应力和初始卸载侧应力影响,而且与卸载速率和加载速率比值(简称"卸加比")呈指数型降低,但是受初始固定侧应力影响较小。发现实验室煤样需要满足高应变速率和高应力2个条件才能形成冲击,非冲击煤样和冲击煤样分别呈现层裂式和爆裂式破坏特征,前者对应的声发射能量值比后者小2个数量级。根据加卸载下煤样破裂特征及冲击形成条件,制定相应的实体煤掘进冲击防控设计方案。现场实践表明,所设计的实体煤巷道掘进冲击防控方案有效降低了大能级矿震和冲击矿压的发生概率。     

超高水充填开采冲击地压防控效果研究

:深部煤层安全高效、绿色开采是保障国家现代能源经济健康发展的重大课题.为探究超高水充填开采对冲击地压的防控效果,以 山 东 义 能 煤 矿 CG１３０２ 工 作 面 为 工 程 背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测等手段进行探究.归纳得出开采深度、煤岩体力学性质、覆岩条件、地质构造和工作面巷道布置等是诱发冲击地压的主要影响因素,确定义能煤矿具有发生冲击地压的条件.基于能量理论分析了煤体变形能分布规律,计算得到发生冲击地压的最小动能为７７kJ/m３;模拟了不同充填率下煤层中能量的积聚情况,与垮落法开采相比,超高水充填开采能有效降低煤层能量积聚程度,从而预防冲击动力灾害的发生.现场微震及煤柱应力监测表明,超高水充填开采有效降低了工作面压力,能达到防治冲击地压的效果.     

深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理

针对某矿大倾角厚煤层高应力区工作面开采期间强矿震事件频发的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法对其开采能量演化规律、冲击地压机理开展研究.建立了倾斜悬顶结构力学模型,理论分析了工作面顶板能量分布特征,确定了工作面下部端头、中上部为悬顶弯曲变形能积聚程度高的2个重点区域;模拟结果表明,大倾角厚煤层顶板能量积聚于工作面下部端头、中上部区域,底板能量积聚于工作面下部端头区,能量积聚区域呈明显不对称分布;受下层煤局部缺失影响,大倾角厚煤层工作面围岩应力、能量峰值分别增高12.7％,46.2％,能量积聚范围扩大;基于大倾角厚煤层开采能量分布特征及诱冲机理,提出工作面冲击地压防治思路和重点区域,制定了顶板定向深孔爆破释能降载防治方案,有效降低了倾斜悬顶应力、能量水平,避免了大倾角厚煤层高应力区冲击地压的发生,可为类似条件下工作面冲击地压防治提供借鉴指导.     

考虑顶底板夹持作用的冲击地压孕灾机制试验研究

冲击地压的孕育和发生除应当具有足够能量源之外，能量的有效积聚同样至关重要。通过设计位移控制的夹持试验还原顶底板对煤层的约束作用，结果表明:岩石试块在轴向压力的作用下存在对于煤试块的闭锁作用，具体表现为加载端与中部监测点的位移不同步，该机制能够形成有效的能量积聚。同时，加载过程中煤试块局部位置表现出类似于纵波的变形传导现象，而较大轴压下出现的应力突然调整即为该现象的剧烈表现形式。研究指出，顶底板对于煤层的闭锁作用及煤层自身的变形传导对冲击地压的形成具有促进作用，现场实践表明，在近顶底板位置实施配合表面活性剂的高压注水，能够有效弱化接触面摩擦因数，实现煤壁深处变形能的可控释放，降低冲击危险性。     

冲击地压的发生机理与防治方法

随着煤矿采掘深度和强度的不断加大,冲击地压灾害愈发严重。冲击地压的发生是能量在煤岩体内部积聚的结果,高应力是冲击地压的充分必要条件。现有冲击地压防治方法都是通过卸围压来释放煤岩体内部积聚的能量,从而减弱煤岩体内部的应力集中,防治冲击地压现象。     

缺陷煤岩体对冲击能量防控的机理研究

在对重大冲击地压灾害全面调研的基础上,分析了我国深部矿井重大冲击地压的显现特征及研究现状。通过对冲击煤体的冲击倾向性变化分析,对比了冲击煤体和缺陷煤体的应力和能量特征,得出了缺陷煤体和冲击煤体的本质区别。通过人为缺陷结构改变了冲击煤岩体的能量积聚和释放特征,提出了缺陷煤岩体防控冲击地压的能量机理,可将重大冲击能量耗散并降低至低能量。结合具体工程,阐述了缺陷煤岩体防控重大冲击地压的技术方法,从控制冲击倾向方面发展了一种防控重大冲击地压的新技术。     

工程缺陷体对冲击煤岩体的改性机制研究与实践

冲击地压是煤矿较为严重的动力灾害之一,随着矿井开采深度的不断增加,冲击地压灾害越来越严重。针对重大冲击地压灾害显现特征,结合近年来冲击地压研究现状和工程实践,从通过人为实施工程达到控制重大冲击灾害角度,提出了工程缺陷体的概念并进行了分类;分析了高均质度、完整冲击煤体的变形破坏力学特征、能量释放模式,对比分析了完整煤体、含裂隙煤体、含工程缺陷煤体的应力应变曲线变化形态,分析了不同力学性质煤体的能量积聚、耗散及释放模式;从煤体弹性能指数、冲击能指数角度分析了冲击性煤体与含有工程缺陷煤体冲击倾向性的力学特性;通过建立工程缺陷体煤体的冲击倾向性计算公式,找到了工程缺陷体改变煤体冲击倾向性的力学机制,揭示了工程缺陷体防控重大冲击地压的机理。研究与实践表明:工程缺陷体通过对煤体的固有冲击倾向性属性的改性,改变了采场应力分布特征、煤体内冲击能量的演化规律,工程缺陷体能在煤层开采的过程中有效耗散煤体内的冲击弹性能,避免发生破坏性冲击地压。结合具体工作面地质开采条件,给出了工程缺陷体的时空布置方案,阐述了工程缺陷体防控冲击地压的技术方法,并进行了防控效果检验,实现了冲击煤层的安全开采。     

冲击地压的三参量能量致冲准则及多场监测预警和动态防治技术

针对目前冲击地压监测分析、预警能力不足,难以确定危险区域及其演变趋势,不能开展针对性的卸压工程,导致冲击地压频繁发生实际问题.从能量角度研究冲击地压产生机制,提出冲击地压的三参量能量致冲准则,分析能量场和应力场耦合监测预警原理,建立基于多场耦合监测的危险性评价和防冲技术,开展采掘过程中动态监测和调控防冲实践,进行了效果验证.研究表明:冲击地压发生的累积不稳定能量E、压制能力RE、启动扰动强度DI等3个参量相互联系、协调作用而诱发冲击地压,累积足够的不稳定能量E是冲击孕育的首要条件.应力场CT反演和能量场密度空间解析技术的结合,可以有效识别不稳定能量E的积聚过程,共同形成冲击地压危险区域精准识别关键技术,进而可以根据危险区域识别结果实施针对性卸压、解危措施,阻断不稳定能量E的积聚过程,防止其超过临界值E0.工程应用表明,冲击地压的多场耦合监测预警与动态防治技术的应用,有效避免了监测与治理的盲目性,取得了很好的防冲效果,为探索冲击地压内在机制及其预警理论和方法提供了新思路、新方法.     

动载荷诱发卸荷煤体冲击失稳动态响应机制探讨

为探讨动载荷诱发卸荷煤体冲击失稳的动态响应机制,采用MTS-1500大型动态材料试验机,对大尺寸强冲击倾向性煤样进行动态试验,从宏观力学表现和损伤特征对试样的动态力学特性进行分析,深化弹性能量指数和滞回环面积的表征意义,用以描述动载作用下能量积聚与耗散特性。试验结果表明:动载冲击地压的发生需要一定的静载基础,静载水平越高,动载的扰动作用越明显,发生冲击地压的概率越大;动载损伤不同于静载损伤,损伤量的最大值取决于动静载的耦合值;动载弹性能量指数与动载滞回面积能够表征煤体动态加载过程中能量的积聚与耗散特征,2个参量在动载加载过程中均呈现规律性变化。综合来看动载作用下的扰动效应、不充分损伤、能量积聚与耗散特性是卸荷煤体发生冲击失稳的动态响应机制。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

合同与侵权责任竞合时诉讼请求权的选择

合同责任与侵权责任是民事法律关系中两种重要制度，二者的构成要件不同，责任承担方式不同。当发生合同责任与侵权责任竞合时，如何选择适当的诉讼请求权，具有十分重要的意义。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。