不同节理夹角煤单轴压缩力学和声发射响应及影响机制

煤岩的力学特性和声发射响应规律对冲击地压监测预警至关重要,为研究加载方向与节理面夹角(α)对煤样力学特性、裂纹扩展方式及声发射响应的影响,对不同加载方向与节理面夹角的煤样进行单轴压缩试验,并分析了力学和声发射信号响应规律。结果表明:加载方向与节理面夹角对煤样力学特性和声发射响应规律有显著影响。随α增大,峰值载荷和破坏时间均呈先微降后增大的趋势,峰后破坏时间从0°到30°出现陡降趋势。α≤45°煤样的应力-应变在峰值或峰值后出现震荡起伏现象,单轴抗压强度和应变量均小于α45°的煤样。α45°煤样的应力-应变曲线在峰值或峰值后无震荡起伏现象;α≤45°的煤样受力以平行节理面应力分量为主,更容易产生沿节理面的滑移破坏,振铃累计值陡增和大能量声发射信号主要集中在峰后阶段,声发射信号与应力降具有很高的相关性。α45°的煤样受力以垂直节理面应力分量为主,更容易产生挤压摩擦破坏,在应力稳定上升阶段就伴随着大量的声发射信号,大能量声发射信号主要集中在峰前阶段;随α增大,煤样表现出的冲击倾向性越强,声发射信号以45°为界表现出不同的峰前峰后特征。因此,鉴定煤冲击倾向性和利用声发射进行冲击地压监测预警时,需充分考虑煤层节理面与现场受力情况。     

煤冲击破坏过程规律及同源声电响应特征

针对冲击地压监测预警问题,开展不同速率的煤样单轴加载实验和单轴加卸载实验,同步采集了全波形声电数据和煤破坏过程图像,结合频谱分析、相关性分析、声波波速层析成像分析、能量分析等,研究煤破裂过程的同源声电响应特征及煤冲击破坏的时序演变规律和空间孕育特征。结果表明:声发射和电磁辐射都与应力降有明显的正相关性,两者的时序分布具有同步性,两者的频谱分布具有一致性且主要集中在低频段,表明声电信号是煤破裂产生的同源异象现象;煤的冲击破坏过程包含多个子冲击阶段,各子冲击阶段与载荷降有明显的正相关性,在冲击破坏孕育阶段,煤样内裂纹、应力、能量、声发射等的分布具有对应关系,冲击破坏容易发生在临近自由面的破裂密集且应力集中高的区域。研究成果可为冲击地压监测预警研究提供依据。     

生命的“别样”捍卫者:安全工程专业

《易传》中曾定义,"无危则安,无损则全"。《左传》中记载"居安思危,思则有备,有备无患"。在我们安居乐业的生活环境背后,有一群不懈努力的生命捍卫者,他们默默地化解人类生命征途中一场又一场危机,捍卫着国家的稳定和人民的生命安全,他们就是安全工作者。近年来,随着我国经济的快速发展,安全形势虽有较大好转,但伤亡事故却依然偏高,各种事故不断增多,安全问题越来越受到国家的重视,安全技术问题亟需得到研究。而安全工程正是研究人类在生产和防御各种灾害的过程中所采用的,是一门技术与管理并重的综合性学科。本文将通过介绍北科大安全工程的三大魅力,带大家了解什么是安全工程专业,安全工程专业的学科特色有哪些,在北科大就读安全工程能学到什么,以及北科大安全工程的就业前景如何,使大家能深入地认识安全工程的学科魅力。     

浅埋深坚硬顶板工作面冲击地压微震时空前兆信息特征

为提高冲击地压矿井现场防冲措施实施的针对性,以宽沟煤矿B2煤层I010203工作面为工程背景,研究其历次矿压显现事件发生前后的微震监测信息时空演化规律.结果表明:I010203工作面矿压显现事件震源位置受上层"刀把型"采空区边界影响,具有阶段性特征,且主要集中于工作面中下部、 区段煤柱和侧向采空区围岩,垂向上大多位于煤...     

坚硬厚顶板煤柱型冲击地压防治技术研究#br# #br#

为了对坚硬厚顶板这种特定地质条件下的冲击地压防治技术进一步细化研究,分析了宽沟煤矿I010203工作面开采过程中上覆坚硬厚顶板冲击地压过程,提出了相应的防冲技术措施,并基于工作面卸压防冲前后微震事件时空变化规律对防治技术进行了效果检验,研究结果表明：B2煤层开采后上覆坚硬厚顶板易在I010203工作面采空区及相邻I010201采空区之间的煤柱区域产生悬顶,不但会造成煤体静载应力集中,而且造成能量积聚,从而产生大量动载,悬顶长度过长时会发生垮落、破断等强动载扰动,当动载荷和静载荷叠加超过临界值时便会造成冲击显现,煤柱集中静载和坚硬顶板破断动载是冲击地压主控因素。根据上述冲击地压分析结果,设计了顶板断顶预裂和煤体超前爆破两种卸压技术措施,并选取卸压前后稳定生产期间的微震事件进行卸压效果对比分析,卸压后微震日总能量和日总频次明显降低,103～104J以上微震事件明显减少且微震的空间分布较为分散,顶板附近微震事件明显减少,说明采取的卸压措施效果明显,可有效降低冲击危险性。     

凝固浴条件对聚醚砜膜结构与渗透性能的影响

采用双凝固浴法制备聚醚砜（PES）平板膜,通过改变第一凝固浴的组成,调控膜表面及内部的结构,研究了凝固浴条件对膜结构与渗透性能的影响．实验表明,当第一凝固浴中溶剂二甲基乙酰胺（DMAc）质量分数为0～70％时．随着DMAc质量分数的增加膜内部由指状孔向海绵状孔过渡,当DMAc质量分数达到70％时指状孔结构几乎完全消失．同时膜的表面在DMAc质量分数超过50％时出现开孔结构,且随浓度增加而增多．膜的性能也受到第一凝固浴DMAc质量分数的影响,当DMAc质量分数为0-50％时,膜的纯水通量随浓度上升而下降,牛血清白蛋白（BSA）截留率则变化不大,当DMAc质量分数超过50％时,膜表面出现开孔．纯水通量又开始上升．而截留率则显著下降．     

Risk evaluation of rock burst through theory of static and dynamic stresses superposition

Rock burst is one of the most catastrophic dynamic hazards in coal mining. A static and dynamic stresses superposition-based(SDSS-based) risk evaluation method of rock burst was proposed to pre-evaluate rock burst risk. Theoretical basis of this method is the stress criterion incurring rock burst and rock burst risk is evaluated according to the closeness degree of the total stress(due to the superposition of static stress in the coal and dynamic stress induced by tremors) with the critical stress. In addition, risk evaluation criterion of rock burst was established by defining the "Satisfaction Degree" of static stress. Furthermore,the method was used to pre-evaluate rock burst risk degree and prejudge endangered area of an insular longwall face in Nanshan Coal Mine in China. Results show that rock burst risk is moderate at advance extent of 97 m, strong at advance extent of 97-131 m,and extremely strong(i.e. inevitable to occur) when advance extent exceeds 131 m(mining is prohibited in this case). The section of two gateways whose floor abuts 15-3 coal seam is a susceptible area prone to rock burst. Evaluation results were further compared with rock bursts and tremors detected by microseismic monitoring. Comparison results indicate that evaluation results are consistent with microseismic monitoring, which proves the method’s feasibility.     

坚硬顶板孤岛煤柱工作面冲击特征及机制分析

利用微震监测及现场冲击记录,对冲击震源、能量、显现区、显现范围及显现形式等进行定位与统计分析,总结冲击特征。通过理论建模与计算,从围岩体结构和应力状态2方面分析孤岛煤柱冲击机制。研究表明:60 m厚基本顶不破断及临空区覆岩"二次"运动使冲击震源均分布在临空区及其边沿;随孤岛面推进,煤体静载应力峰值逐渐增高并接近冲击临界应力,高静载应力与动载应力叠加达到并超过冲击临界应力使冲击频发;两巷靠近设计停采线部分为静载应力峰值区,该段巷道底板距15-3煤0~1 m,使该段巷道成为重复冲击显现区;机道应力高于风道,使机道显现次数多于风道,分别为6次和3次;巷道底板无支护,接近15-3煤,使显现形式主要为底鼓。该分析方法与思路为类似条件下的冲击治理提供借鉴。     

基于粒子群算法和BP神经网络的冲击危险性评估

为评价冲击矿压危险程度,提出一种基于粒子群算法和BP神经网络(PSO-BP)的冲击危险评估方法。利用已有冲击矿压数据,通过BP网络建立回归模型,并采用PSO算法对模型的连接权重和阀值进行优化,克服了BP网络收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点。选取冲击矿压的10种主要影响因素,利用典型冲击矿井的20组工程数据建立PSO-BP评估模型,并将该模型与标准BP模型进行对比分析,结果表明PSO-BP模型较标准BP模型的评估准确率提高15%。最后,通过某矿冲击危险评估的工程实例验证了该方法的可行性和普适性。     

砂岩破裂状态声发射梅尔倒谱系数判识方法

岩体结构破裂是严重制约矿山、地铁、隧道等地下空间工程建设及其安全运行的重要因素。实现对岩体结构破裂状态的识别是当下研究的热点与重点之一。为此,开展了不同条件的砂岩加载破坏实验,提取了加载全程的声发射梅尔倒谱系数及其波动差,研究了系数及其波动差在砂岩受载破坏全程的变化规律,分析了1号系数(一组声发射梅尔倒谱系数包括12个,1号系数指第1个声发射梅尔倒谱系数)及其波动差与砂岩破裂状态的相关性特征,基于此提出了砂岩破裂状态声发射梅尔倒谱系数判识方法,构建了判识准则并进行判识效果检验。结果表明：随载荷增加,1号系数整体上增大,系数及其离散性在破坏阶段显著增大并表现出显著的规律波动性特征;1号系数波动差具有阶段性变化特征,波动差的大小及其起伏变化可表征砂岩的破裂,波动差整体增大及突增的变化可反映砂岩非稳定变形和峰后破坏阶段的宏观破裂,波动差的突增幅度可反映砂岩破裂程度;声发射梅尔倒谱系数及其波动差对砂岩破裂表现出良好的响应特征,该特征受不同加载条件的影响较小,说明声发射梅尔倒谱系数在反映砂岩破裂上具有适用性;1号系数及其波动差与砂岩破裂状态具有较好相关性,该相关性可分为3个阶段,即1号系数及其波...