煤厚变化区采动应力演化及其冲击影响研究

为探究深部煤厚变化区冲击地压显现机理,以山东某矿孤岛工作面为工程背景,基于矿震活动分布规律和揭露的煤层变薄带,采用数值模拟方法分析了煤层厚度变化对冲击地压的影响。结果表明:在煤厚变化区初始应力集中,且煤层越薄应力增大的程度也越大;当工作面采动推进至煤厚变化区时,这一现象更为明显。     

基于岩石破裂特征及能量演化的致密砂岩脆性指数优选

脆性参数是致密油“三品质”评价中完井品质评价的重要敏感参数之一。采用岩心三轴岩石力学参数测试方法，基于岩石破裂特征及岩石破裂过程中的能量演化优选出适用于鄂尔多斯盆地定边油田长7段致密砂岩储层的脆性指数计算方法。首次应用裂缝体积密度计算方法对岩石破裂复杂程度进行了定量表征，表征结果与岩石的弹性模量、抗压强度呈正相关；与泊松比、峰值应变呈负相关。通过对岩石力学参数各向异性系数C1和C2的分析，认为弹性模量和泊松比对各向异性更为敏感，两者构建的脆性参数更能体现岩石的脆性特征。基于岩石破裂的能量演化过程，将峰值强度前后能量变化大小与变化速率相结合，构建脆性评价新指标BEC，其与裂缝体积密度及前人提出的脆性评价指标均具有较好的相关性。以BEC为衡量标准优选出适合研究区致密砂岩储层的脆性指数E/μ，该指数与研究区直井试油试采的初周日产液呈正比关系。研究结果为研究区水平井水力压裂施工时指示有利压裂层段提供了科学依据。     

布尔台矿水力压裂对矿压显现影响分析

针对布尔台煤矿42106综放工作面回采期间发生多次动力灾害显现,为了分析水力压裂对强矿压显现的影响,采用了现场实测及理论分析方法,依据水力压裂卸压机理及矿压岩层控制理论,对该工作面回风巷上覆岩层实施水力压裂卸压。结合现场监测矿压显现变化情况对卸压机理及效果进行深入分析,其结果揭示了在强动压影响下的巷道顶板岩层中采取水力压裂可有效减弱顶板岩层中赋存的高应力,释放顶板储存的弹性能;弱化基本顶,避免采空区后方悬顶,降低超前支撑压力的影响;减小相邻采空区侧对工作面回采巷道的影响,有效缓解巷道围岩变形。     

深部岩巷非对称性变形原因与补强支护技术

针对深部岩巷掘进支护后表现出的非对称变形破坏的现象,采用力学理论分析结合计算机数值模拟的方法对其变形破坏的原因及支护控制进行研究分析。结果表明,巷道周边围岩一侧肩角及对应的底角出现不同程度的应力集中,且这些应力集中点围岩发生塑性变形,是产生非对称变形破坏的关键部位;周边工作面回采后,侧向支承应力拱垂直于覆岩形成应力扰动,造成巷道非对称受力,与模拟结果相同。基于上述研究,提出了"关键变形部位补偿加强支护"的控制对策。工程应用结果表明,采用非对称加强支护形式,可以有效控制巷道非对称变形,巷道围岩稳定性大大提高。     

深部层状岩体巷道承载特性的物理模拟试验研究

为研究深部高应力条件下层状岩体巷道的承载特性及失稳机理,采用物理相似模拟试验方法,并借助高速摄像机、静态电阻应变仪、位移计等手段,研究了不同支护方式(无支护、锚杆支护、锚杆索支护)层状岩体巷道的变形破坏特征和应力演化规律;同时,从压力拱的角度分析了层状岩体巷道的成拱特性。研究结果表明:无支护条件下,巷道围岩变形破坏严重,顶板大面积垮落,呈现倒V型破坏区,无法形成有效的压力拱结构;采取锚杆支护和锚杆索支护后,巷道围岩应力状态得到改善,能够形成有效的压力拱,围岩变形量减小。研究成果为类似地质条件巷道支护设计提供了依据。     

深部巷道裂隙围岩危险体判定及应力监测预警

工程岩体是由节理、裂隙等结构组成的不连续介质体,深部巷道处于高地压、强扰动的复杂工程环境中,裂隙岩体的稳定性是深部工程安全稳定性研究的重要课题。本文以矿井深部巷道为研究对象,构建离散裂隙网络模型,获得等效岩体参数,并以此建立裂隙岩体工程模型;分析工程巷道裂隙围岩的应力、变形和破坏特征。模拟试验结果表明:斜联巷、釆联巷、水仓与主运输巷交叉等位置是应力集中区,易产生张拉、剪切破坏;根据数值模拟获得的应力集中危险区域分布特点,布设围岩应力监测网络,成功预警位于斜联巷和水仓连接巷的顶板塌落事故,为矿山设备、人员安全提供了可靠的保障。     

二阶二段掏槽技术在岩巷掘进中的应用研究

为了解决阳煤一矿岩巷掘进中出现的炮孔利用率低、大块率高、抛渣距离远的问题，在岩巷掘进爆破施工中应用二阶二段掏槽技术。在分析了二阶二段掏槽破岩机理的基础上，依据炸药爆炸在岩石中形成粉碎区和裂隙区半径的计算式确定了一阶及二阶掏槽孔口距、孔底距等二阶二段掏槽技术关键参数，并在现场进行应用。现场试验结果表明：与原方案相比，采用二阶二段掏槽技术后，炮孔利用率由81%提高到90%，大块率降低了72%，抛渣距离减小了29%，月进尺由60m提高到90m，提高50%。应用效果表明二阶二段掏槽技术具有良好的适应性，并具有较高的技术经济效果，可为同类型巷道快速掘进提供借鉴。     

陈四楼煤矿岩巷综合机械化掘进探索

为提高岩巷单进水平，减轻职工劳动强度，在“多上设备少上人”的理念指导下，陈四楼煤矿一直在探索着岩巷快速掘进技术，先后在不同地点、不同条件下实践了6条不同设备配套形式的岩巷作业线，通过对不同岩巷作业线优缺点的对比，在探索中不断改进，使得在不同条件下的岩巷作业线形式逐渐清晰、成熟，最终总结出了适合陈四楼煤矿较为成熟的岩巷作业线，车场、联络巷等较短或拐弯较多的巷道采用耙装机+胶带输送机+采区矸石仓岩巷作业线形式，主要大巷采用液压钻车+挖掘装载机+胶带输送机+采区矸石仓岩巷作业线，与传统的人工打眼、耙矸机+矿车出矸系统比较，采用岩巷作业线平均单进水平由传统工艺的60 m/月提高到90 m/月，施工人员由12人减少到8人，极大地提升了岩巷单进水平、提高工效，降低工人劳动强度。     

Supercharged Proteins and Polypeptides

Electrostatic interactions play a vital role in nature. Biomacromolecules such as proteins are orchestrated by electrostatics, among other intermolecular forces, to assemble and organize biochemistry. Natural proteins with a high net charge exist in a folded state or are unstructured and can be an inspiration for scientists to artificially supercharge other protein entities. Recent findings show that supercharging proteins allows for control of their properties such as temperature resistance and catalytic activity. One elegant method to transfer the favorable properties of supercharged proteins to other proteins is the fabrication of fusions. Genetically engineered, supercharged unstructured polypeptides (SUPs) are just one promising fusion tool. SUPs can also be complexed with artificial entities to yield thermotropic and lyotropic liquid crystals and liquids. These architectures represent novel bulk materials that are sensitive to external stimuli. Interestingly, SUPs undergo fluid–fluid phase separation to form coacervates. These coacervates can even be directly generated in living cells or can be combined with dissipative fiber assemblies that induce life-like features. Supercharged proteins and SUPs are developed into exciting classes of materials. Their synthesis, structures, and properties are summarized. Moreover, potential applications are highlighted and challenges are discussed.     

中空微/纳米结构材料的制备及其在超级电容器领域的应用

对近年来中空微/纳米结构材料的制备方法及其在超级电容器领域的应用进行综述。介绍了中空微/纳米结构材料的制备方法,包括:硬模板法、软模板法和无模板法,概述了中空微/纳米结构材料在超级电容器领域的应用,总结了中空微/纳米结构材料在超级电容器领域应用中存在的一些不足。