煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术

煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对"煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究"这一科学命题,基于冲击地压"三因素"机理和煤与瓦斯突出的综合作用假说,从煤岩动力灾害防控理论基础、关键技术和防控实践等3个方面,梳理澄清了煤矿煤岩动力灾害防控中的一些模糊概念,建立了用于统一描述冲击地压和煤与瓦斯突出发生机理的广义"三因素"("物性因素"、"应力因素"及"结构因素")理论,确定了我国煤矿典型冲击地压的4种类型(煤层材料失稳型、煤层结构失稳型、顶板断裂型、断层滑移错动型),分析了影响冲击地压和煤与瓦斯突出的主要因素,从思想认知、原则方法及技术核心等方面凝练了煤岩动力灾害多尺度分源防控技术,提出了深部开采冲击地压巷道"三级"吸能支护思想与成套技术,开发了煤与瓦斯突出井上下联合抽采防控技术和超高压水射流"横切纵断"防治复合煤岩动力灾害技术,并在现场开展了应用试验。煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论与关键技术的建立与完善,为我国今后煤矿煤岩动力灾害的防治提供了科学依据。     

相界面对双相钛合金层裂孔洞形核的影响

利用一级轻气炮对TC4双相钛合金进行加载, 获得初期的层裂状态, 在加载中采用多普勒激光干涉测速技术对样品自由面粒子速度进行测试。在软回收经过加载的样品之后, 借助于金相显微镜、X射线断层扫描、纳米压痕等检测手段进行多维分析, 探讨了相界面对孔洞形核位置的影响。结果表明, 孔洞绝大部分都在α相内形核, 而不是如准静态损伤理论预测的形核于α/β相界面。这是由于相界面的反射与透射作用, 当冲击波从高阻抗α相传入到低阻抗β相时, 会在α相内产生拉伸脉冲, 当拉伸脉冲足够大时, 导致在α相内产生孔洞。     

CrN和CrN/Ag涂层的真空高温摩擦磨损性能*

为改善涂层在真空、高温等苛刻条件下的摩擦学性能，利用中频直流磁控溅射技术在硅片和316L不锈钢上沉积了CrN和CrN/Ag涂层，利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对涂层的成分及相结构进行了表征，通过划痕测试仪、纳米压痕仪和摩擦磨损试验机测试了涂层的力学及摩擦学性能。结果表明：添加Ag元素以后，CrN/Ag涂层硬度及承载能力有所减小，但结合强度增加；真空高温环境下CrN与CrN/Ag涂层摩擦因数随温度升高呈下降趋势，其中CrN涂层通过软化镀层减小剪切强度和阻力，从而减小摩擦因数，CrN/Ag涂层主要通过高温产生的热驱动力诱导表面Ag润滑膜的形成来减小摩擦因数；CrN涂层依靠自身剪切特性参与摩擦，而CrN/Ag涂层在真空高温下具有自润滑和持续润滑性能，作为自润滑零部件具有潜在的应用价值。     

不同应力路径下灰砂岩力学特性与强度参数研究

基于常规岩石力学试验设备与自行研制的岩石空心圆柱扭剪试验系统,开展灰砂岩直剪试验、常规三轴压缩试验与空心圆柱三轴压缩(内外压相等与内外压不等)试验,研究不同应力路径下岩石的力学特性和强度参数。通过比较常规三轴压缩试验与空心圆柱三轴压缩(内外压相等)试验结果,验证了岩石空心圆柱扭剪试验系统以及采用空心圆柱试样进行试验的可行性,内外压不等的空心圆柱三轴压缩试验可以反映中间主应力对强度参数的影响。通过比较不同类型试验获取的灰砂岩强度参数,认为按D-P准则整理的岩石空心圆柱三轴压缩(内外压不等)试验数据,获取的强度参数能合理地反映应力状态和应力路径的影响。     

东非某水电站地下洞室群开挖过程围岩力学行为演化及分析

以东非某水电站为例,通过三维数值模拟,分析地下洞室群开挖过程中围岩力学行为的演化,并进行稳定性分析,计算及分析结果表明,洞室整体稳定性较好,应力松弛部位应加强支护。分析结论可为项目的开挖和支护设计提供依据。     

SHPB在岩石动态力学性能测试中的应用成果综述

综述了岩石动力学的工程意义、SHPB装置的试验原理和试验方法、岩石SHPB动力学试验的研究成果,总结得出:1)SHPB可作为研究岩石在中高应变率下力学性能的有效实验装置;2)试件尺寸和入射波形对SHPB试验准确性有很大影响;3)岩石的动态强度与应变率成很强的正相关性;4)岩石内的自由水对岩石的动态强度有较大影响;5)岩石的动态力学性能在极端高温和极端低温下有较大变化;6)动静组合加载下岩石的动力学性能与单轴冲击荷载下有一定区别,SHPB循环冲击试验能很好地模拟许多深层岩石工程问题。最后对SHPB试验方法与内容的改进提出了若干看法。     

兰州水源地工程超长输水隧洞初始地应力反演研究

兰州水源地工程输水隧洞全长31.29km,沿线地质条件复杂。为准确获得该超长输水隧洞沿线的初始地应力场分布情况,分别采用多元线性回归方法(方法1)和粒子群-神经网络智能反演方法(方法2)开展了初始地应力场研究。结果表明,兰州水源地工程输水隧洞沿线地应力属中等地应力场,以水平构造应力为主,埋深较大时(380m)逐渐转变为以自重应力场为主;两种方法所得地应力值均与实测值相近,方法2的计算精度较方法1高,但计算量约大4倍,因而大范围地应力估算时方法1具有计算量小、精度足够的优点,而局部范围地应力估算时方法2精度更高、效果更好。     

某城中镇易地扶贫搬迁规划设计与初探

自改革开放以来,一系列扶贫方针不断提出与扶贫政策不断出台。其中易地扶贫搬迁成为解决脱贫现状的一个有效方法。本文以宁明县城中镇易地扶贫搬迁安置区项目为研究对象,从总体规划、居住环境、交通与停车设计、景观绿化和建筑户型进行探析,为扶贫规划和发展提供一定的参考。     

钙质砂中碳酸钙含量测定方法的研究

钙质砂是一种海洋沉积物,其化学成分主要为碳酸钙,碳酸钙含量是钙质砂区别于一般石英砂的主要指标。按国际通用分类标准规定,当土中碳酸钙含量超过50%时,其力学性质会发生较为显著的变化,因此准确测定土中的碳酸钙含量对准确评价钙质土的工程特性无疑具有重要的意义。采用取自三亚某海滩的砂土为试验土样,比较气量法、EDTA容量法、元素分析仪法和原子吸收光谱法测定碳酸钙含量的差异。结果表明:四种测定方法的试验结果间存在着较为明显的差异,将测定结果与X衍射法测试结果进行对比,发现EDTA滴定法与X衍射法的测定结果相关性最高。综合比较操作难度、测试费用、分析速度和试验精度等指标,认为EDTA容量法较为适合钙质砂中碳酸钙含量的测定。