Advanced Functional Materials Constructed from Pillar[n]arenes

Pillar[n]arenes are new generation of supramolecular macrocyclic host, which exhibit excellent host−guest recognition properties. In the last decade, functional materials constructed from pillar[n]arenes have been attracted more and more attention and displayed outstanding characteristics, such as stimuli-responsiveness, self-healing and adaptability. In this mini-review, we provide a survey of the pillar[n]arene-based literatures covering light-harvesting systems, functional hydrogels, and solid materials. It is anticipated that more and more pillar[n]arenes-based advanced materials with multi-functional properties will appear in the near future.     

望云煤矿15101综放面沿空煤巷围岩支护技术研究

通过现场调研和松动圈观测对望云矿15101工作面沿空煤巷0~450m段破坏进行了统计,得出沿空煤巷顶板偏向煤柱侧及煤柱帮不对称破坏的特点。根据这一特点提出采用偏向煤柱侧布置锚索及增加锚杆长度与直径和增加锚杆索数量的控制方法,在现场试验中取得良好控制效果。     

某铁矿隔水护顶矿柱厚度计算及安全影响预测

科学合理地确定矿山隔水护顶矿柱安全厚度是矿山安全生产的前提条件，为保障某铁矿地表民房、道路等建（构）筑物安全，防止矿山开采过程中产生的导水裂隙带贯通第四系含水层，采用荷载传递交汇线法、K.B.鲁别涅依他估算法和冒落带、导水裂隙带高度估算法3种理论分析方法对隔水护顶矿柱厚度进行计算，并利用数值模拟手段对留设隔水护顶矿柱后的开采过程安全影响进行了分析，对理论计算结果进行了验证。3种理论计算方法得出的隔水护顶矿柱厚度分别为14.3～17.3 m、17.5～31.4 m和41.8～57.4 m，推荐隔水护顶矿柱留设厚度为60 m。通过数值模拟分析得出，在留设60 m厚的隔水护顶矿柱的基础上，开采区域和隔水护顶矿柱位置产生的最大拉应力约0.47 MPa，矿山开采不会对隔水护顶矿柱造成破坏；地表产生的最大水平位移约5.8 cm，最大垂直位移约26.5 cm，最大倾斜为1.70 mm/m，最大曲率为0.20 mm/m2，最大水平变形值为0.70 mm/m，满足相关规范要求，预测矿山开采不会造成地表建（构）筑物破坏。     

多次动压影响下的煤柱巷道围岩控制技术

针对岳城矿煤柱巷道受叠加应力、多次动压影响、围岩控制难度大、支护效果不理想等现状,提出了高压注浆配合强力锚索补强的综合加固方案。现场矿压监测结果表明,加固后的巷道围岩保持了较好的完整性,顶板下沉量、两帮移近量都控制在设计要求之内,说明该方案能够显著提高巷帮破碎围岩的整体塑性,确保巷道安全掘进。     

非连续采空区矿柱力学分析的数值模拟

为探讨非连续采空区矿柱力学原理，通过FLAC3D数值模拟技术，对下向水平分层进路式胶结充填采矿法开采形成的非连续采空区中矿柱的受力状态进行了分析。研究表明，非连续采空区中矿柱所受的力主要为覆岩的自重应力，水平应力对其影响不大；随着埋深的增加矿柱承受的垂直方向的力近似呈直线增加；随着非连续采空区跨度的增加（进路数量增加），非连续采空区受垂直方向的应力逐渐由围岩两侧向矿柱中间过渡。     

复杂应力区段煤柱合理留设宽度仿真研究

针对南关煤矿3205运输巷道工作面掘进与支护困难、巷道变形严重且维修频繁的现状,为破解复杂应力情况下煤柱合理留设宽度这一关键性问题,借助FLAC 3D软件进行了应力场与位移场仿真分析。研究结果表明:显著的水平应力场、邻近的采动应力场与劣化的围岩稳定性三重因素的综合作用是制约3205运输巷正常掘进作业的瓶颈。在不同煤柱宽度方案比选过程中,窄煤柱在应对较强水平应力与剪切应力作用时处于劣势。煤柱宽度越大,采动应力场对煤柱及工作面的影响越小,采掘活动更为安全。经过方案比选,最终确立留设煤柱在复杂应力区段的合理宽度为30 m。     

近距离煤层煤柱下应力分布和巷道支护技术

针对和尚嘴煤业近距离煤层煤柱下掘进巷道变形大的问题,在介绍地质力学特征的基础上,采用数值模拟分析上部煤层不同方式采动后,采空区和煤柱在下部煤层的应力分布情况。分析煤柱下巷道变形特点和支护要点,结合高预应力强力锚杆支护理论,提出合理的锚网与锚索联合支护设计,现场试验效果明显。     

长周期扰动应力下盘区柱内巷道锚杆支护动态响应规律

长周期扰动应力下盘区柱内巷道稳定及盘区柱整体稳定是大规模开采的关注重点。采用数值模拟方法,构建了大规模、多中段、长周期强烈开采扰动下的数值模型,建立了锚杆支护的拉伸破断、剪切破断数值力学模型,研究了不同水平、不同阶段回采过程中盘区柱内巷道锚杆支护的受力特性和盘区柱围岩的应力和塑性区发展特征。研究结果表明:不同开采阶段不同开采水平的锚杆轴力和巷道顶板变形响应明显,锚杆剪力由于变形监测部位的限制响应程度甚微,盘区柱内巷道稳定性好。盘区柱内巷道围岩偏应力场与塑性区动态演化仅在前两个中段开采时反应强烈,大规模开采结束时盘区柱仍然能够保持正常稳定。分析方法及分析结果能够对盘区柱内巷道稳定及盘区柱整体稳定做出提前预判,为盘区柱的正常使用提供安全保障。     

深部大采高工作面煤柱留设优化数值模拟研究

为缓解高产高效矿井采掘接续紧张局面，鄂尔多斯地区综采工作面多采用“两进一回”的巷道布置形式，辅运巷在回采结束后用作下一工作面的回风巷，两进风巷之间采用大煤柱护巷。但随着该地区采深600 m以上的深部矿井增多，冲击地压灾害问题逐渐显现，双巷大煤柱留设的弊端也暴露出来。针对此问题，以鄂尔多斯红庆河煤矿3^-1101大采高综采工作面为例，对不同宽度煤柱留设的应力分布规律进行建模研究，提出了合理的煤柱留设宽度，为鄂尔多斯地区类似条件矿井的安全高效开采提供参考依据。