煤样力学行为的结构敏感特性及干预机制试验研究

冲击地压的形成过程极为复杂,但本质是弹性能的大量积聚和剧烈释放.明确影响能量演化过程的客观要素和干预机制,将为指导实际防控工作提供基础认知.通过CT扫描重构了具有真实分布特征的煤样数值模型,并基于力学行为和加载环境密切相关的事实,开展了不同加载速率模拟试验.研究结果表明,应力环境变化时,相较于强度较小的煤基质,强度较大的夹杂质对于屈服、应力集中等响应表现出了更为显著的吸引作用,而屈服较晚的单元体在积聚弹性变形能的同时,整体逐渐形成了具有承载能力的空间骨架,并指出夹杂质、承载骨架或其他能够破坏介质均匀性的结构性要素,其空间分布模式对于能量或应力分布具有潜在控制作用.基于含人造结构面试样开展的不同加载速率力学试验验证了该结论,并提出有目的的人工形成特定的结构模式可实现对于煤岩宏观力学行为的选择性控制,进而为冲击地压的量化防控提供参考.     

基于脆弱性指数法的整合矿井底板突水评价及主控因素分析

整合矿井因地质资料难以统一,预测底板突水难度较大。鉴于AHP脆弱性指数法在量化底板突水的优势,选取了6个主控因素预测了某整合矿井9号煤层底板突水。结合GIS对相关数据实施归一化处理,建立了各单因素归一化专题图。根据层次分析模型获得的各因素权重对6个专题图进行叠加,将底板划分为脆弱区、较脆弱区、过渡区和安全区四部分,并得到了以往突水事故的验证。通过对各个因素的脆弱性灵敏度分析,得出有效隔水层厚度与脆弱性指数的相关度最高,提出了井田西部优先开采、东部重点防治的建议。该研究对预测整合矿井的底板突水具有一定的指导作用。     

大区段煤柱的巷采回收实践

为了尽量提高煤炭资源的回收率,延长矿井服务年限,研究永久煤柱的合理回收方法十分重要。结合山西某矿开采条件,以数值模拟为手段,研究3#煤层12307工作面大区段保护煤柱的巷采回收技术,确定了合理的巷道间距和支护方式等相关参数。通过现场实践探索了大区段煤柱的回收技术。     

大型水电工程智能安全管控体系研究

智能工程技术的发展促进了水电工程安全管理优化升级,但针对大型水电工程的全面智能化的安全管控体系尚未形成。为此,首先定义了大型水电工程的智能安全及智能安全管控体系,从自主性、实时性、可靠性、鲁棒性和整体性5个方面归纳了智能安全管控体系的特点。以现有的智能识别及反馈预警系统为基础,以新开发的智能识别及反馈预警技术为补充,以"全面感知、真实分析、实时控制"闭环智能控制原理为基本要求,构建了大型水电工程智能安全管控体系。以白鹤滩水电站为例,展示了该智能安全管理系统的应用成效,并探讨了我国大型水电工程智能安全管控体系未来的发展方向。     

带压开采底板突水预测研究

为了有效预测工作面在带压开采下底板突水,以上孔煤业15#煤层为研究背景,通过塑性理论和经验公式分别计算底板的破坏深度|考虑采动与赋存因素影响,基于修正的突水系数法,提出极限突水系数公式,确定合理的工作面尺寸,提高突水预测精度。现场施工水文钻孔探查底板涌水情况,并根据岩芯测得底板隔水层物理力学性质,与理论推算结果对比,对15#煤层底板突水可能性进行有效预测。研究结果表明：底板主要隔水层属于中等坚硬岩石类,具有较好的隔水性能,底板含水层含水性弱,不具备底板突水的条件。极限突水系数计算结果显示,15#煤层在底板完整区段无突水危险,受构造破坏的区段具有底板突水的危险,建议减小工作面尺寸,查明底板地质特征,并加强在构造等薄弱区域的探放水以预防突水危险发生。     

煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法

现有冲击倾向性测试结果常表现出与冲击地压事故互为不充分不必要条件的关系,对于工程的参考价值有待进一步提高.为此,从冲击倾向性描述弹性能的本质出发,构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型,从基本物理行为的角度对应力-应变曲线的升降趋势,以及加载过程中能量的积聚与耗散进行了研究.结果表明:外载做功和能量释...     

冲击地压应力流理论及其数值实现

冲击地压作为应力敏感型动力灾害,具象化地描述应力在煤岩介质中的空间流动特征,对于冲击地压科学评价与防控具有重要意义.为此,完善了冲击地压应力流理论,指出应力流在时间上表征了应力率,在空间上表征了应力梯度,提出了应力流张量与应力流矢量的概念及计算公式,指出应力流张量描述了不同位置、不同时刻应力的流动趋势,而应力流矢量总是...     

大区段煤柱的巷采回收实践

为了尽量提高煤炭资源的回收率,延长矿井服务年限,研究永久煤柱的合理回收方法十分重要。结合山西某矿开采条件,以数值模拟为手段,研究3#煤层12307工作面大区段保护煤柱的巷采回收技术,确定了合理的巷道间距和支护方式等相关参数。通过现场实践探索了大区段煤柱的回收技术。