深部开采冲击地压与瓦斯的相关性探讨

通过大量微震、瓦斯监测和现场调查,发现冲击地压震前、震后和同震都伴随瓦斯异常涌出．对以往“冲击地压只是忽略或没有瓦斯作用的煤体突出”理论提出质疑．提出煤炭深部开采条件下冲击地压与瓦斯密切相关,高压瓦斯气体极有可能参与了冲击地压的孕育,存在一种含气多孔介质和储气构造在开挖卸荷和高压吸附瓦斯解吸膨胀耦合作用下诱发的冲击地压,是造成群死群伤特大灾难性事故的严重隐患．建议深部开采应高度重视冲击地压与瓦斯灾害的相关性．     

抚顺西露天矿影响区地裂缝对拟建综合管廊的影响机制研究

在露天矿影响区的地裂缝活动环境下开展地下综合管廊建设具有一定的风险,为了探究地裂缝活动对拟建地下综合管廊结构的影响,以穿越抚顺西露天矿影响区１号地裂缝的综合 管 廊 结 构 为 研 究 对 象,结 合 现 场 监 测 数 据,利 用ABAQUS有限元软件分析了地裂缝错动作用下地下管廊结构的变形和受力特征.研究结果表明:管廊的竖直和水平位移随地裂缝错动量的增大而增大,上盘沿纵向距地裂缝６０m,下盘距地裂缝４５m 范围为管廊的变形区;在地裂缝的错动作用下,地下综合管廊竖直方向的变形呈现出反“S”形特征;当地裂缝的累计错动量达５０cm 时,管廊的水平位移在地裂缝位置达到峰值,顶板水平位移峰值为４cm,底板位移峰值为３．１cm,靠近地裂缝位置的管廊结构易发生张拉破坏;在地裂缝错动作用下,位于下盘位置的管廊顶板受压,底板受拉,位于上盘的管廊顶板受拉,底板受压,顶板和底板是管廊的主要轴向应力区;地裂缝错动超过２０cm 时,管廊顶、底板轴向应变远超规范规定的应变值,拉破坏为管廊的主要变形破坏模式.分段设置柔性接头可以显著降低管廊结构因地裂缝错动而产生的轴向应力和应变.研究结果可以为抚顺市地下管廊穿越地裂缝带的结构设计提供科学依据.     

散体介质复杂力链网络演化持续同调拓扑研究

力链网络是表征颗粒物质和散体介质细观力学本质特征以及研究其宏观结构力学行为的重要基础。由于力链构型的复杂性和多重形态，使得力链网络难以分析处理。拓扑数据分析（TDA）为定量描述力链网络提供了一种简单、有效且易处理的方法。基于拓扑数据分析中的持续同调理论，建立了散体颗粒从接触网络到力链网络，再到拓扑空间模型的分析方法。以放顶煤开采为例，采用光弹实验方法，追踪放顶煤开采力链演化过程，对顶煤与覆岩力链网络进行持续同调拓扑分析。研究表明:将采场中散体颗粒应力作为持续同调分析的阈值ε时，Betti数可以作为衡量采场来压的一个量化指标，采场顶部覆岩和工作面前方煤岩力链网络β₀曲线呈抛物线形，且来压时抛物线峰值高于初始状态下的峰值。顶部覆岩β₀峰值位于强力链范围，而工作面前方煤岩β₀峰值位于次强力链范围。β₁曲线呈L形，在[0.3, 1]区间内，β₁趋近于0，在[0, 0.2]区间内与ε近似呈反比。持续同调拓扑研究为定量分析颗粒介质复杂力链网络演化和宏观力学行为提供了有效方法。      

露天矿边坡影响区建筑物的加固结构体系研究

抚顺西露天矿历经百年开采，在滑坡、地裂缝及泥石流等多链式灾害的影响下，建筑物已产生不可逆的损伤。尽管边坡治理工程已基本完成，但建筑物仍存在损伤进一步贯通的风险。为此，对周边建筑物的破损特征进行了梳理，将损害等级区域划分为四级，提出了建筑物刚性抗变形加固与柔性吸收变形相结合的加固体系。根据建筑物整体模型和关键承载构件模型的模拟计算结果可知：采用地下连续墙加固可使建筑物结构损伤体积降低约6.05个百分点，采用基础锚杆加固可使建筑物基础部位的破损体积降低约3.67个百分点，而采用韧性砂浆填充的柔性吸收变形法可使构件损伤体积降低约11.15个百分点，故该加固体系可为露天矿周边城市建筑物加固工程提供技术支撑与参考依据。