综放面覆岩运动混沌性态的Lyapunov指数分析

综放开采法一次采出厚度大,工作面顶板运动及其矿压显现也相对剧烈。基于综放工作面覆岩运动引起的综放支架矿压显现的井下实测时间序列,进行了综放工作面覆岩运动混沌性态的 Lyapunov指数的提取,并对其混沌性态进行研究。实例分析表明:综放工作面覆岩运动呈现出典型的混沌性态,沿工作面长度方向上的混沌程度与顶板破断规律及结构特征密切相关。     

深井高应力难采煤层上行卸压开采的研究与实践

以新汶矿区为工程背景，深入研究了采动覆岩裂隙亚分带特征、覆岩运动与结构分带特征、上行卸压开采作用效应，建立了上行卸压开采可行程度的评价方法，论证了深井复合顶板煤层上行卸压开采的可行程度，通过应用实践根除了深井高应力难采煤层的多重障碍，为上行卸压开采的可行程度判别、区域划分、开采部署提供了决策依据。     

基于最大Lyapunov指数的冲击地压预测模型

冲击地压的拟合预测方法是对监测数据在未来一定时期的变化和走势规律进行预测，传统的数理统计预测模型把冲击地压监测序列认为是由于外在随机因素引起的，而冲击地压观测时序大多是一个貌似随机的非线性混沌序列，随机过程理论并不完全适合冲击地压时序的预测．最大Lyapunov指数作为量化动力系统对初始轨道的指数发散和估计系统的混沌量，是系统的一个很好的预报参数，本文在对观测序列相空间重构的基础上，基于最大Lyapunov指数对冲击地压工作面观测时序建立了预测模型，并与传统的数理统计预测方法进行了对比分析．通过对冲击危险区域的电磁辐射日平均值序列及顶板下沉速度序列等实例的预测运算和分析，得到冲击地压的最大Lyapunov指数预测模型达到了较高的预测精度，是完全可行的．     

基于混沌时序预测方法的冲击地压预测研究

冲击地压的预测研究通常是通过监测对冲击地压的发生、发展过程比较敏感的指标来进行的，监测指标值的大小和变化规律是进行预测的基础，监测数据在未来一定时期的峰值变化和走势变化规律对于预测过程具有重要意义。首先，通过对互信息和伪邻近点数的计算，确定观测序列的延迟时间和嵌入维数等相空间重构参数；然后，在对观测序列相空间重构的基础上，运用一阶局域近似法和基于最大Lyapunov指数法等混沌预测方法对冲击地压上作面的观测时间序列进行数学建模，并与传统的数理统计预测方法进行对比分析；最后，用实例对冲击危险区域的电磁辐射序列及顶板下沉速度序列等进行预测运算和分析，其结果表明，运用混沌理论的预测方法可达到较高的预测精度。     

放顶煤工作面端头"弧三角形悬板"的弹性分析

放顶煤采煤工作面端头是顶板事故的多发地,其主要影响因素是"弧三角形悬板"的运动方式与稳定范围,它影响着工作面端头项板的稳定和支护的难易程度。通过弹性分析可知,分层厚度的大小直接影响着"弧三角形悬板"尺寸的大小。在现有的采掘技术条件下,可以把分层厚度小的、不稳定的顶板通过对岩层的锚固,变为厚度大的、稳定的顶板,使之形成大小适度、完整稳定的"弧三角形悬板",从而改善工作面端头顶板及超前支护的现状。     

高位硬厚岩层破断规律及其动力响应分析

 以杨柳煤矿10416工作面高位硬厚岩浆岩条件为背景，建立高位硬厚岩层三边固支一边简支弹性薄板力学模型，利用瑞利–里兹法，推导出硬厚岩层挠曲函数与应力近似解析式，得到破断跨度的计算式，并根据覆岩破裂形态提出破断步距的计算方法。采用微震、支架压力及地表下沉等监测分析，揭示高位硬厚岩层破断失稳规律及其动力响应。研究表明：高位硬厚岩层破断前的挠度最大点为(x =a /2，y =13b/(10π)) (a为硬厚岩层走向悬露长度，b为硬厚岩层沿倾向的悬露长度)；当a＜1.049b时，硬厚岩层首先沿倾向固支边发生破断，否则首先沿走向固支边发生破断；硬厚岩层初次破断形式为沿走向对称而沿倾向非对称的“O-X”型，且破断后侧向跨度固支侧大于简支侧。高位硬厚岩层破断及运移过程中微震活动加剧，产生强微震活动，破断失稳期间支架压力显著升高，并引起地表下沉明显变化。高位硬厚岩层破断失稳引起强烈的动力响应，采用理论计算和微震监测可以进行分析预测。     

逆断层倾角对断层两侧巷道围岩稳定性的影响

运用UDEC数值模拟软件,建立40°、60°、80°3种倾角的逆断层模型。通过分析巷道围岩塑性破坏特征、顶底板和两帮的移近量以及围岩垂直应力分布特征,研究逆断层倾角和上下盘关系对两侧巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:巷道在逆断层上盘时,随断层倾角增大,围岩稳定性有降低的趋势;若巷道布置在逆断层下盘,断层倾角为60°时巷道围岩稳定性最差;若巷道布置在逆断层下盘,则顶底板移近量均小于在上盘时,而围岩塑性区范围、两帮移近量和巷道两侧应力的集中程度大于上盘,且断层倾角越大差值越大。     

相邻采空区煤柱宽度优化研究

针对兴隆庄煤矿七采区冲击地压防治的实际需要,采用理论分析和数值模拟研究了相邻采空区煤柱的采动应力变化规律和煤柱宽度优化。研究表明,开采过程中所留设的煤柱受两侧采空区的影响而产生压力叠加。通过研究不同煤柱尺寸条件下的煤柱应力分布规律,并结合理论研究和现场实际情况,得出了合理的煤柱尺寸,为兴隆庄七采区留设合理的采区隔离煤柱提供了科学依据。根据研究成果,在保证安全、减少煤炭损失的前提下,工作面留设了45m的采区隔离煤柱。