保水采煤新思路的典型实例

双沟泉域是陕北的一个第四系含水盆地,大气降水补给地下水,地下水以泉水的形式排泄,形成乌兰木伦河的支流——双沟。泉域下伏有丰富的煤炭资源,煤炭开采后,垮落带波及到第四系含水层,使地下水位下降,泉水流量衰减并断流。经过10多年的恢复,目前泉流量恢复到煤炭开采前的20%左右。分析了泉域水文地质条件,根据煤炭开采情况并结合泉流量过程,给出了保水采煤新思路的典型实例。     

人工开采条件下泉域地下水流计算方法研究

本文首先分析了泉域地下水流特点,探讨了人工开采条件下泉域地下水流计算方法,并应用该方法进行某泉域地下水流计算。     

岩溶泉域地下水储量的简易计算法

岩溶泉域地下水储量的计算是该区域岩溶水资源评价的一项重要任务。岩溶泉域地下水具有集中排泄的特点，它类似于流体力学中的非恒定孔口出流。本文导出了新的公式，可以简便地计算其储水量而不涉及任何水文地质参数。其应用条件为该泉域岩溶水系统是独立的，在衰减期内无补给且流量可以精确地测量。     

高瓦斯矿井穿层钻孔瓦斯流量衰减特征分析

为了研究高瓦斯矿井穿层钻孔单孔瓦斯极限抽采量及其流量衰减特征,利用自行研制的煤层钻孔瓦斯流量及浓度检测装置,对底抽巷穿层钻孔单孔瓦斯流量和浓度进行监测,并绘制单孔瓦斯流量和浓度衰减变化规律曲线,基于高负压抽采条件下的单孔瓦斯流量衰减理论、高等渗流力学及弹塑性力学等相关理论综合分析了钻孔瓦斯流量变化衰减规律。结果表明:(1)钻孔瓦斯流量衰减随时间呈现出3个阶段:线性衰减阶段、不稳定波动阶段、稳定平缓衰减阶段;(2)在测定钻孔瓦斯流量衰减系数时,只需进入相对稳定衰减阶段,即监测周期50 d;(3)基于钻孔周围应力与瓦斯抽采流量的相互关系,确定了瓦斯抽采流量与时间呈现负指数关系式。     

含瓦斯煤体爆破裂纹扩展规律试验研究

为进一步研究含瓦斯煤体爆破作用机理,从理论上分析了含瓦斯煤体爆破裂纹的形成与扩展机理,并设计了含瓦斯煤体爆破裂纹扩展规律测试试验,利用探针法对含瓦斯煤体中的爆破裂纹扩展速度进行了测试,并对其中的爆炸应变波进行了测试.理论分析与试验结果表明:含瓦斯煤体爆破裂纹扩展经历了爆炸应力波作用下的快速衰减阶段、爆生气体与瓦斯气体共同作用下的缓慢衰减和近似匀速扩展3个阶段,瓦斯气体的存在有利于爆破裂纹的扩展,可以在裂纹扩展的后期阶段小幅度的增大裂纹的扩展速度.     

封闭火区内氧气减少量的确定

采区的入风风流中的氧气减少量△O_2是识别煤矿内因火灾早期阶段的标志之一,封闭的火区回风流中的氧气减少量,同样也是判别封闭火源中所发生过程的重要标志.氧气减少量通常接下式计算:△O_2=0.265 N_2回—O_2回 (1)式中:O_2回——回风流中的氧气含量 %;N_2回——回风流中的氮气含量 %;0.265——氧气和氮气的正常比例系数(0.265×79.03=20.94).由于入风流中的氧含量是有波动的,而且可能小于正常大气,因此,在这种情况下     

循环载荷作用下混凝土预制裂纹断裂特性试验研究

以改造废弃巷道作为压缩空气储能系统,研究改造后巷道混凝土衬砌在循环拉应力作用下的稳定性。利用MTS-816岩石伺服试验系统对预制切口混凝土梁在循环载荷作用下的断裂特征进行了研究。首先,进行了单调加载条件下的三点弯曲试验,获得平均破坏载荷和平均断裂韧度。然后,进行了循环载荷试验,并计算断裂韧度。研究表明:当上限载荷比为0.8,循环载荷作用下的峰值COD(裂纹开口位移)变化可分为减速扩展阶段、等速扩展阶段和加速扩展阶段;当上限载荷比小于0.8,循环载荷作用下的峰值COD经过减速扩展阶段和等速扩展阶段的发展后,进入停滞扩展阶段,COD不再增加,裂纹不再扩展;混凝土断裂韧度的衰减与循环载荷的上限载荷有关,当上限载荷比从0.6提高至0.8时,断裂韧度衰率从0.8%增加至12.7%,断裂韧度衰减显著,反之则不超过0.8%,基本无衰减。     

煤体爆破作用机理模拟试验研究

为进一步改善煤体爆破效果,在岩石爆破理论基础上分析了煤体爆破作用特点与原理,确定了煤体爆破损伤断裂准则。试验结果表明：煤体中爆炸应力波一般包含两段波形,爆炸应力波的衰减速度较一般岩石更快,爆炸应力波的主要作用是形成少量新裂隙、激活原生裂隙并打破瓦斯气体的平衡状态;煤体爆破损伤包含爆炸波作用的初始阶段和爆生气体与瓦斯气体作用的后期阶段,在近区,爆破损伤以爆炸波的衰减速度迅速减小;中远区在准静态爆生气体和瓦斯气体压力作用下爆破损伤缓慢减小。LS-DYNA数值模拟结果表明,瓦斯对煤体爆破具有积极作用,瓦斯压力可以增大应力波作用时间和应力峰值。煤体爆破是爆炸应力波、爆生气体和瓦斯气体共同作用的结果。     

海螺沟温泉地质成因分析

通过泉域地质构造、水文地质条件的分析,根据温泉的水文地球化学特征,从温泉的水源、热源、构造等方面阐明了海螺沟温泉的成因,认为海螺沟温泉是接受充沛大气降水、冰雪融水、河水补给的岩溶裂隙、构造裂隙水向下作深部循环,在不同深度汇入海螺沟断裂破碎带及影响带,与来自深部地壳的呈"蒸汽蒸馏"状的高温高压热流产生混合作用,同时进行热交换、离子交换、溶滤、吸附等热物理、化学作用,生成了泉域特定水化学特征的高温热矿水,并在适宜的构造、地貌部位溢出,形成的热泉。对海螺沟地区地热资源的开发利用和旅游地质的研究具有一定的参考价值。     

隧道洞口爆破冲击波超压的衰减规律研究

依托济南宅科隧道爆破工程,采用理论分析、现场监测 与数值模拟３种方法联合对隧道洞口冲击波超压的衰减规 律进行研究.首先利用 ANSYS/LSＧDYNA 有限元 软 件 对 隧道冲击波进行数值模拟,并将模拟结果与现场监测数据进 行对比,最大误差不超过１０％,验证了数值模拟的可行性. 接着运用所建立的数值模型,对全断面微差爆破隧道洞口冲 击波超压的衰减进行了系统性研究.最后运用 Surfer软件 绘制隧道洞口冲击波超压极值等值线图,并对隧道洞口冲击 波衰减规律进行分析.研究结果表明:隧道洞口的冲击波超压 呈中轴线对称分布;隧道壁向外延线上,冲击波超压先升高后减 小;从隧道洞口处向外延伸方向,隧道洞口外中轴线向两侧,到 达冲击波超压峰值时间略微增加、到达超压峰值后减小速率快, 但正压持续时间增加.     

全尾砂胶结充填体蠕变特性试验研究

胶结充填体的时效性往往影响着采矿工程的长期稳定性。为分析胶结充填体的蠕变特性,进行了单轴蠕变试验。采用BLW-3000微机控制剪切蠕变试验机对灰砂比为1∶6浓度70%的胶结充填体在0.75应力水平下进行单轴压缩蠕变试验。试验结果和数据分析表明:在0.75应力水平下胶结充填体具有明显的衰减蠕变和等速蠕变阶段,并未显示出加速蠕变过程。其应变速率与时间呈指数衰减关系;变形模量随时间可用Logistic函数进行描述。采用伯格斯模型描述充填体蠕变特性并对参数进行辨识,拟合结果与试验数据可很好的吻合。     

地表下沉衰减函数与塌陷区稳定性分析

根据地表下沉的3个阶段,分析了地表下沉速度的主要影响因素;以Knothe时间函数为基础,导出了适用于衰退期及其之后的下沉衰减函数,并提出下沉衰减函数中参数的确定方法.针对兖州矿区典型塌陷区不同的地质开采条件和现场实测资料,求出了典型塌陷区的下沉衰减函数和残余下沉量;最后提出了塌陷区稳定性评价指标和塌陷区稳定性分类方法,将塌陷区分为非稳定型、相对稳定型和稳定型,并对塌陷区进行了稳定性评价.     

软硬煤瓦斯扩散系数动态变化规律的差异性

为了研究软硬煤瓦斯扩散特征的差异性,选择淮南丁集、安阳龙山2种变质程度的软硬煤样,模拟了瓦斯吸附-解吸动态扩散过程,对比了软硬煤瓦斯扩散系数的动态变化特征。采用压汞法测定了软硬煤的孔隙结构参数,分析了软硬煤解吸扩散参数差异的产生机理。结果表明:软硬煤在解吸的初始阶段,软煤的扩散系数明显大于硬煤,但随时间衰减也更快;在整个扩散时间内,煤粒瓦斯扩散系数随放散时间呈现单调递减的减函数,即呈幂函数衰减,最终趋于稳定,扩散系数体现出时变性的特征;软煤的中孔和大孔孔容明显大于硬煤,以致软煤的扩散系数明显大于硬煤;储存于不同孔隙和位置的瓦斯扩散路径的差异是软硬煤瓦斯扩散系数随时间变化的原因。     

抵抗线对爆破地震波衰减规律的影响研究

以相似理论为基础,利用量纲分析法推导出模型试验 应遵循的相似准则。构筑混凝土模型,进行不同大小抵抗线 的单孔爆破试验,然后利用 HHT分析方法从能量角度对爆 破地震波衰减情况进行分析。通过对爆破地震波瞬时能量 谱的分析,得出不同抵抗线爆破的地震波能量衰减变化情 况。研究结果对降低爆破振动和提高炸药能量利用率具有 一定的指导意义。     

超声聚能器作用下全尾砂浆浓密沉降试验

为探究超声聚能器产生的超声波对全尾砂浆浓密的促进效果,采用自制砂仓模型进行全尾砂浆浓密沉降物理试验,基于控制变量法探究在全尾砂沉降不同时刻施加超声波,及不同功率的超声波对其浓密沉降效果的影响。研究结果表明:超声波在清水及全尾砂浆中的声强衰减规律类似,在距离上均可分为持续衰减阶段与波动衰减阶段两个阶段。在持续衰减阶段,超声波在清水中的声强值与功率的大小关系呈反比,在全尾砂浆中则呈正比;而在波动衰减阶段,两种情况下的声强值都随着功率的增大而增大。此外,两种情况下的声强衰减率在持续衰减阶段均与功率大小呈正比,在波动衰减阶段均呈反比;而从全过程来看,两种情况下声强最终衰减的百分比均随着功率的增大而减小。在实际生产中,并非施加超声波就能改善全尾砂浆的浓密沉降效果,超声波的功率大小及在全尾砂浆沉降过程中的施加时刻均影响全尾砂浆沉降效果,这种影响甚至会对全尾砂浆的浓密沉降起到反作用。     

不同压力及氧环境条件下微生物降解煤层瓦斯实验研究

为了保障甲烷氧化细菌生物反应降解煤层瓦斯实验的顺利进行,自主研发了高压气体混合装置,研究了在不同压力及有氧、无氧条件下,甲烷氧化细菌降解煤层瓦斯的规律和对煤吸附瓦斯性能的综合影响。通过对实验前后CH4和CO2的变化量进行检测、对比和分析,发现在1~5 MPa压力范围内,压力越大越有利于甲烷氧化细菌对煤层瓦斯的降解;压力相同时,有氧环境下的CH4减少量明显多于无氧环境下的CH4减少量。     

企业战略管理理论发展问题研究

从企业战略管理理论的发展历史及演变过程出发，将企业战略管理理论的产生与发展分为四个阶段，并分析了每个阶段的理论基础及特点，指出这一过程是动态的，是不断重复和更新的，企业管理者应以此为依据，进行动态企业战略管理研究。     

布沼坝露天矿西帮清方减载设计及实施

针对小龙潭矿务局布沼坝露天矿西帮边坡变形不断增大的情况,对西帮边坡进行了清方减载设计。结合矿区生产情况,确定清方减载分3个阶段进行。对3个阶段的设计边坡,采用滑移场理论进行滑面搜寻,应用Morgenstern-Price法、JanBu法、Bishop法和Ordinary法对设计边坡进行稳定性评价,并依据西帮边坡监测数据对治理效果进行深入分析,验证了布沼坝矿西帮边坡清方减载设计的合理性。     

巷道断面突变对突出冲击波传播的影响

为了研究巷道断面突变对突出冲击波传播的影响和冲击波超压冲量的破坏作用,利用自行搭建的煤与瓦斯突出冲击波传播实验系统,结合三维变截面巷道冲击波传播数值模型的建立,基于实验室实验和数值模拟的方法,研究了不同初始瓦斯压力下突出冲击波在断面突变巷道中的传播规律。结果表明:突出后巷道内压力变化可划分为冲击扰动初始阶段和压力衰减阶段,其中冲击扰动初始阶段冲击波超压峰值大于压力衰减阶段压力峰值,且前者超压冲量小于后者;以初始压力为0.6 MPa为例,计算得出压力衰减阶段超压冲量比冲击扰动初始阶段高52.4%,总冲量随冲击波传播呈先衰减后增大的规律;突出发生后,冲击波超压先随距离发生衰减,当冲击波从断面突变前的大直径巷道传入后方小直径巷道,因壁面反射形成局部高压区,超压强度在截面前0.65 m处增大,出现先衰减后增大的变化规律。     

深部软岩巷道围岩吸水后抗压强度变化规律研究

为了研究深部软岩巷道围岩因吸水软化和强度降低而造成巷道变形破坏严重的主要原因,以鹤岗矿区南山煤矿深部软岩巷道为工程背景,通过对现场巷道典型围岩取样,进行了岩石室内吸水和强度软化实验,试验结果表明:南山矿深部砂岩吸水量随时间的变化分为急速增长阶段、非线性减速增长阶段、等速增长3个阶段;强度软化随吸水时间变化也分为3个阶段,即强度迅速衰减阶段、减速衰减阶段和强度稳定阶段,拟合曲线表明深部砂岩强度衰减与吸水时间呈指数关系.