干燥-饱和循环作用下砂质泥岩抗剪性能劣化试验研究

西部生态脆弱矿区煤炭开采过程中的地下水资源保护与利用是实现该区域煤炭绿色开采的前提和必要条件。其中,保水开采与地下水库技术的广泛应用为解决煤水共采问题提供可能。本文以煤矿地下水库煤岩边界在水反复浸入条件下稳定性变化为研究背景,以神东矿区乌兰木伦矿3-1号煤层顶板砂质泥岩为研究对象,通过无损浸水试验获得试样的自然吸水性规律,获得试样含水率到达饱和状态的浸水时间。根据浸水时间,对试样进行干燥-饱和反复浸水,得到不同循环浸水试样含水率随浸水次数呈指数增加关系,而试样抗剪强度和浸水次数呈指数降低关系。黏聚力随浸水次数的增加呈下降趋势,而内摩擦角先增加后减小,表明材料的均一性以及破裂面的形态及裂隙发育的形态、尺寸、方向变化造成了内摩擦角增加,而后期循环浸水占主导因素,表现为内摩擦角减小。根据黏聚力、内摩擦角与干燥-饱和循环次数的关系,建立了基于干燥-饱和循环次数的Mohr-Coulomb准则。声发射计数曲线与剪应力曲线有较强的对应性,在试样破坏时刻声发射事件明显增加,对应声发射累计计数曲线的明显上升阶段。试样在破坏过程中以低RA值为主,破坏时刻对应高RA值,即试样破坏过程中的基础裂隙类型是张拉裂隙,破坏时刻对应明显的剪切裂隙。研究结果表明,地下水库边界煤岩柱在地下水库蓄水-抽水过程中,在浸水-失水作用下其强度发生显著变化,建议在构建地下水库时应考虑水作用引起的边界煤岩柱强度弱化作用。     

含瓦斯煤的突出模拟试验

根据煤与瓦斯突出综合作用假说和相似理论,提出了模型煤样突出和现场煤层突出的相似条件,研究了地应力、瓦斯压力和煤体物理力学性质对煤层突出破坏的发生、发展过程及其强度的影响,分析了模型煤样突出和现场煤层突出破坏的相似性,建立了煤层发生突出破坏的无量纲参数准则,为现场煤层突出危险性预测提供了新的方法和指标.     

改进的Lippmann煤层平动突出模型

应用Hoek-Brown强度理论对Lippmann煤层平动突出模型进行了改进，综合考虑了强度、结构等因素对煤层平动突出的影响，研究了水平煤层从巷道两帮突出前临界状态下的应力分布规律.赵各庄矿的实例研究表明，改进后的Lippmann煤层平动突出模型适用于顶底板为岩石的煤巷或半煤岩巷煤层整体冲击的机理分析，为合理确定煤层突出范围度量指标以及煤层整体平动突出倾向性的判定提供了理论依据.     

对最小运输功准则及其计算方法的探讨

在矿山开采设计中,人们一直采用最小运输功准则确定主要开拓巷道沿矿体走向的位置,以求矿石的地下运输费用最低。本文针对传统的最小运输功准则及其证明和计算方法所存在的缺陷进行了探讨,并提出了合理的最小运输功准则及其证明和计算方法。     

高应力软岩巷道变形破坏机理与控制技术研究

高应力软岩巷道具有持续塑性变形破坏特征 ,单一支护方式难以控制。通过建立围岩变形破坏的力学模型 ,对高应力软岩变形破坏特征、力学机制、应力转移过程模式进行理论研究分析计算 ,提出了支护控制准则 ,工程实例中控制了巷道强烈变形 ,保持了巷道的稳定 ,为高应力软岩巷道控制提供了依据     

生产中车流调配及铲车的合理配置

本文运用线性规划理论确定了本矿车流调配的合理方案，并阐述了卡车合理配置准则，对单斗－汽车工艺的矿山降低运输成本，提高设备效率和经济效益有重要意义。     

通风除尘中气固两相流动相似理论研究

本文描述了气固两相流动的运动规律,运用量纲分析π定理导出气固两相流动的相似准则数.针对通风除尘中气固两相流动特点,提出相似模型试验中只有满足斯托克斯数S_(tk),颗粒雷诺数Res相似准则和几何条件以及单值条件相似,才能正确地反映气流运动的实际情况,最后提出附加准则数A_d就能正确合理地选择模型试验中的诸参数.     

煤层可放性分类研究

本文分析了影响顶煤可放性的五个主要因素,并应用加权原理把各因素对煤层可放性的隶属度归结为可放性指数。同时,依据可放性指数,运用数学与经验相结合的分类方法,对煤层进行可放性分类,为厚煤层采煤方法的选择提供了理论依据。     

用统一强度理论分析围岩含水平软弱夹层竖井的稳定性

采用统一强度准则对围岩含水平软弱夹层的圆形竖井井筒稳定性进行分析，导出了软弱夹层应力场、塑性区半径及极限深度的算式，并利用所得的算式探讨了软弱夹层的内摩擦效应和中间主应力效应对极限深度的影响。结果表明，考虑内摩擦效应和中间主应力效应时，围岩软弱夹层的极限深度将明显提高。     

气动冲击矛在土中的有限元仿真模型

针对气动矛在土中的面-面接触问题．运用Drucker-Prager屈服准则为判据．将土体视为DP材料，其塑性行为被假定为理想弹塑性．运用有限元分析手段，对气动矛在土中对土的作用加以研究．通过土体的应力、应变来求出气动矛在土中的受力情况；建立气动矛在土中的有限元分析模型．并通过气动矛在土中的实验来验证模型的正确性；同时．可为气动矛的设计优化和性能分析提供可靠的依据。