煤层厚度变化区域矿震活动规律研究

为更有效地预防采掘期间深部煤层分叉或厚度变化区域冲击矿压的发生,以某矿回采工作面为工程实践背景,基于矿震活动在能量释放与震动频次方面的变化特征及在空间上的分布规律,分析了煤层分叉及煤层厚度变化对冲击矿压的影响。结果表明:在大能量矿震发生前,日震动频次连续处于高位而日释放能量较长时间维持低水平;在煤层厚度变化区域,矿震活动活跃,容易发生大能量矿震。通过对矿震进行"时间-空间"分析,可以确定矿震集中区域和能量积聚时间段,从而可对煤层厚度变化影响区域进行有针对性的卸压防冲工作。     

重复采动停采边界关键层失稳诱发灾害研究

基于岩层控制的关键层理论,分析了重复采动过程中上覆巨厚关键层岩块形态特征、冒落和移动规律.结果表明:重复采动停采边界矿震机理归结为2种形式:1)采高增加引起顶板冒落高度增加,造成高位关键岩块铰接平衡结构失稳诱发矿震;2)重复采动引起顶板岩层移动线外扩,导致采场边界顶板活动范围增加,造成高位关键层破断诱发矿震.依据此机理,提出了降低推采速度(低扰动)、优化开采边界(低应力)等防控动力灾害的技术方法.通过3下510工作面实施运用与开采实践,达到了采场边界矿震及动力灾害的防控目的,保证了工作面安全和地面稳定.     

煤矿开采诱发地震的成因及预防

由于围岩破坏过程的复杂性,煤矿开采诱发地震成因比天然地震成因更为复杂.结合徐州某煤矿矿震灾害实例,分析煤矿开采诱发地震的成因及矿震波的特性,提出防治矿震危害的措施;计算冒落岩石的重力势能、顶板岩石冒落时冲击气浪的能量和矿震震级,并将计算的震级与地震台网测定的结果进行比较后发现误差较小,即相对误差为3.7%.研究结果表明：矿震波形呈现周期大、衰减快以及前后无关联的特征;虽然矿震可以分为顶板冒落、顶板开裂、矿柱冲击和断层剪切等类型,但实际上大多是多种类型的复合,围岩应力分布复杂;矿震的过程就是能量的释放过程.矿震成因非常复杂,如何有效利用数值预测技术预测矿震还有待进一步研究和探讨.     

高构造应力区矿震规律研究

利用华亭煤矿微震监测系统,研究了处于褶皱区域矿震灾害严重的250102工作面开采过程中矿震时空演化规律.结果表明:强矿震大部分发生在向斜轴部,向斜轴处冲击动力灾害危险高于其他位置.向斜轴部强矿震周期短,频次高;强矿震发生前,震动次数持续上升,但震动能量出现"平静"或下降趋势,可作为高应力向斜构造区强矿震预测的前兆信息.高构造应力区强矿震波形持续时间长,频谱呈高频多峰分布,破坏性大.降低产量,工作面匀速推进与超前卸压相结合,能控制高构造应力区矿震灾害强度.     

平煤十一矿微震监测系统优化布置及应用

根据十一矿己二下山采区的采掘接替关系,提出了时空预测技术,确定了冲击地压重点防治区域.对微震监测站布置进行了优化,共布置了14个地下测站和2个地面测站.根据矿震监测记录,分析了微震信号的频谱特征和能量特征.结果表明,距矿震地点较近的震动频谱范围较宽,能量较大,低能量的震动有利于能量的释放,强矿震前会出现矿震能量和次数的静默期,最后,建立了十一矿强矿震危险监测防治体系,提出了冲击地压的解危措施.     

综放覆岩破断诱发冲击地压的防治方法与实践

综合采用调研、理论分析、工程实践等方法,研究了综放开采的覆岩运动特征、矿震扰动特征、冲击防治方法,推导了覆岩破断能量释放特征,给出了预裂断顶步距的确定依据.结果表明:综放开采的覆岩运动特征使其产生较分层开采更加强烈的矿震动载扰动,是冲击地压的重要诱发因素之一,通过合理预裂断顶来弱化矿震扰动是有效的冲击地压防治方法.研究成果在现场得以应用,显著减少了高能量矿震,并避免了冲击的发生,效果良好.     

基于厚硬关键层破断的地面震动损害边界研究

在对近地表厚硬关键层运动引起地面震动案例分析的基础上,综合厚硬关键层破断及能量传播规律,提出了"震动损害边界"的观点,并以质点震动速度作为震动损害的主要评价指标,初步建立了矿震诱发地面震动损害的评估方法.根据厚硬关键层破断诱发强矿震的基本条件,提出了矿震引起地面震动损害的防控思路:1)改变矿震孕育的条件;2)减小一次矿震释放的能量.通过某矿16101工作面开采实践,取得了良好的效果.     

煤(矿)柱失稳冲击破坏的突变模型及其应用

应用突变理论，建立了煤(矿)柱受载失稳发生冲击矿压(岩爆)的尖点突变模型，得到了在刚度比和全位移两个变量控制空间下煤(矿)柱失稳发生冲击矿压(岩爆)动力现象的分歧点集，得出了预测预报煤(矿)柱失稳发生冲击破坏的临界点位移公式．进而，对模型的应用作了进一步讨论，并解释了冲击矿压(岩爆)发生的刚度理论和预应力锚杆支护体系加固围岩防冲、减冲机理，同时结合热力学定律阐述了煤岩体注水、深孔爆破卸压等防冲减冲措施的机理。     

单侧采空工作面矿震活动规律与冲击地压相关性分析

以某矿井21103工作面生产地质条件为背景,研究了单侧采空工作面矿震活动规律、冲击地压显现特征以及矿震活动与冲击地压时间域的相关性.结果表明:针对单侧采空工作面,邻空侧巷道冲击显现可划分为邻空侧巷道帮鼓明显,顶底板破坏不明显;顶底板破坏明显,巷道帮鼓不明显;巷道帮鼓、顶底板破坏均明显三类.工作面矿震以低能级矿震为主,能...     

高地震烈度区水电站地下厂房结构震损机理分析

中国水电站多位于西南高地震区.针对地下厂房结构的震损机理问题,以距汶川8.0级地震震中最近的映秀湾水电站和渔子溪水电站为分析对象,对水电站建筑物进行了震后实地调查,建立了映秀湾水电站洞周围岩和厂房结构的整体有限元模型,采用波动场应力法,对地下厂房结构在震时的结构稳定性进行了计算分析.根据实地调查结论和数值计算成果,对地下厂房结构的震损机理进行分析.实地震损调查表明,地下结构的震损形式多为表层脱落和闭合裂缝,破坏程度要明显轻于地面建筑.数值计算所反映的震损规律与实际调查中得到的结论基本吻合,则可从数值分析的角度进一步研究震损机理,认为产生震损的外因是沿一定角度入射的地震波,内因是地下厂房结构空间分布的不均匀性,而地下厂房结构赋存于洞周岩体则是地下结构震损与地面建筑具有本质区别的原因.     

临震次声异常产生的机理研究

为研究观测到的震前次声异常,提出了强地震发生前次声波异常信号产生的机理模型．该模型采用膨胀扩容孕震理论,将大气对流层与地质体作为一个动力学系统,采用瞬态有限元模拟方法计算分析了孕震末期地表变形及其产生的次声波和频率．结果表明,该模型的确能在空气中产生次声波,且次声波的主要频率是孕震体膨胀一收缩时间周期的倒数;孕震体收缩变形阶段产生的声压波幅远大于膨胀阶段．     

InSAR同震形变场及其在震源参数确定中的应用研究进展

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是20世纪70年代发展起来的一种空间大地测量技术,具有全天时、全天候、高精度、广域覆盖的优势,自20世纪90年代以来在地震地壳形变监测研究领域得到了广泛应用,对地震发生机理研究具有重要意义。尤其是InSAR技术观测的同震地壳变形结果可以为分析发震断层几何学特征和动力学机制提供重要约束。随着InSAR技术的发展,如何获取可靠、多维的同震形变场,构建更加真实的正反演模型,是利用InSAR技术研究地震震源参数的关键。首先,综述了利用InSAR技术获取同震形变场的研究现状,总结了InSAR技术获取同震形变场的优缺点、InSAR技术获取三维同震形变的现状; 接着,回顾了地震震源参数正反演模型及方法的研究历程,包括从简单的弹性半空间位错模型到接近真实地球介质的数值模型,分析了不同反演方法和先验约束对结果的影响; 最后,从同震形变场分离、自动化InSAR数据处理与震源参数反演等方面进行了展望。综上所述,InSAR技术获取的同震形变场具有大范围、高精度的优势; 随着精细地壳介质参数的逐步确定,联合地震学技术方法,InSAR技术可以反演确定比较准确的地震震源参数。     

三河尖煤矿坚硬顶板对冲击矿压的影响分析

顶板岩层结构，特别是煤层上方坚硬、厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一。通过实验研究、现场实测、冲击矿压现象分析，说明了顶板坚硬岩层，特别是顶板的关键层运动、破断对冲击矿压的发生有巨大的影响，掌握顶板的运动规律，并对其进行监测，可达到预测预报冲击矿压危险的目的。     

熔融还原中流态化附碳过程的研究

本文通过对多种原料附碳后的矿相结构研究，分析了附碳过程的特性，找出附碳中综合最佳盐，并探讨了附碳机理。     

矿震扰动下采区煤柱应力偏量集中区诱冲机制及防治方法

以张双楼矿西一采区生产地质条件为工程背景,基于应力偏量、等效应力、Mises强度准则、能量释放速率分析了煤岩冲击失稳的充要判别准则,揭示了采区煤柱覆岩结构、应力偏量、矿震事件随工作面回采演化规律,并探讨了矿震扰动下采区煤柱冲击危险防治方法.结果表明:煤岩冲击失稳充要条件为开采活动及矿震扰动引起的应力偏量超过煤岩体强度极限,且单位时间内煤岩系统释放弹性能量与矿震应力波输入能量之和大于煤岩系统稳态破坏消耗能量;随着采区工作面持续开采,采区煤柱两侧覆岩形成"T"型悬臂结构并不断损伤破坏;以标量应力偏量第二不变量J2表征应力偏量σ′_(ij),煤柱区应力偏量前期呈"M"型分布并逐渐向单峰型转变,屈服破坏区逐渐向煤柱中部扩展;以矿震频次、能量、震源位置表征应力波扰动σ_(ij)~d,矿震扰动以低能量事件为主,且主要集中于正回采工作面及采区煤柱区域.根据分析结果,提出矿震扰动下采区煤柱切顶爆破、扩大采区煤柱宽度、跨上山开采、大直径钻孔卸压等防冲方法.     

低品位铝土矿预脱硅工艺及动力学研究

为提高低品位铝土矿的铝硅比（Ａ／Ｓ），采用了机械活化的方法处理。对山西普铝矿进行预脱硅的实验结果表明，８０℃，在１００ｇ／Ｌ Ｎａ２Ｏｋ碱液中，经１０ｍｉｎ，未活化矿的脱硅率仅为７％左右；而活化矿的脱硅率则可达９５％以上，Ａ／Ｓ由原矿的４．８３提高到精矿的２０￣４０。动力学研究表明，活化矿和未活化矿的表观反应级数和表观活化能有显著差别。并初步分析了活化过程机理。     

铌钙矿的有效捕收剂及IAS和XPS光谱分析

研究了几种捕收剂在不同pH值和不同用量条件下对人工合成的铌钙矿的捕收效果，考察了苄基胂酸，苯乙烯膦酸，双膦酸，环烷基异羟肟酸，C7～9烷基异羟肟酸等几种代表性的捕收剂的捕收性能．用IAS和XPS检测和分析了双膦酸对铌钙矿的作用机理．试验结果表明双膦酸是铌钙矿的良好捕收剂，而且铌钙矿的回收率在双膦酸用量为20mg／L且矿浆pH值为2．5～5．0时，达到了83．27％以上．指出了这些捕收剂的选择性和捕收性能的顺序．IAS检测结果显示双膦酸在铌钙矿表面发生了吸附．同时XPS检测结果表明经双膦酸处理后的铌钙矿的P2p峰位键合能变化了3．85eV，证明了该吸附主要为化学吸附．     

熔融还原中流态化附碳过程的研究

本文通过对多种原料附碳后的矿相结构研究，分析了附碳过程的特性，找出了附碳中综合最佳参数，并探讨了附碳机理．     

一种矿震监测的WSNs按需分层时间同步算法

针对无线传感器网络矿震监测系统对时间同步的需求,提出了一种新型按需分层时间同步算法(ODLP).通过分析无线传感器网络矿震监测系统的网络结构特点,建立了系统拓扑模型,在此基础上进行经典时间同步算法的分层融合,采用极大似然估计的方法提高同步精度,并对其同步过程进行详细阐述.仿真结果表明:与TPSN和RBS相比,ODLP灵活性较高,可以在全网范围内取得更小的同步误差和更低的能量消耗.     

C—B4C—SiC复合材料的抗热震性能

对运用热压法制成的Ｃ－Ｂ４Ｃ－ＳｉＣ复合材料进行了抗热震性能的研究，发现样品经６００℃水淬热震后，抗弯强度反而提高，提高幅度为３％￣４１％，且和它的相对密度，原始强度有关，作者从机理上初步解释了这些特异现象，认为这是微裂纹增韧强化和残余应力释放的协同作用而产生的现象。