大倾角综放工作面仰斜开采的技术应用

针对大倾角综放工作面仰斜推进过程中面临的难题,以东山煤矿11532工作面为工程背景,对产生问题的各类影响因素进行研究,确定调整工作面布置,优化综采设备参数,成功解决了工作面推进速度慢、支架适应性不足、采煤机截煤困难等技术难题,为其他类似条件的矿井开采提供了有效借鉴。     

三维应力作用下单一裂缝渗流规律的理论与试验研究

针对目前国内外在岩石力学学科中争议较大的关于岩体裂缝的渗透系数是否受侧向应力的影响这一焦点问题进行了深入的研究。建立了单一裂缝岩体在三维应力作用下的物理模型和严密的关系方程，推导出渗透系数计算公式，并对该公式进行了大量的三轴试验数据的验证。其简化后的仅在法向应力作用下的渗透系数计算公式，与已有的计算公式一致。分析后得出结论：裂缝侧向应力引起的裂缝侧向变形对其裂缝渗流有重要的影响，其影响规律同样是负指数规律。     

煤体的渗透性与裂隙分维的关系

通过研究煤体的渗透性与裂隙的分型规律，揭示了煤体的裂隙发育程度与分形维数的关系，得出煤体渗透性与裂隙分维关系式及煤体渗透性随体积应力、水压、分形锥数、强度的定量变化规律，对工程实际具有重要的指导意义。     

煤柱及围岩应力分布的三维模拟研究

在带压开采三维固流耦合模拟研究的同时,分析了煤柱区应力及其变形,重点讨论了在开采过程中煤柱应力及其变形的动态过程,探讨了它对地下围岩、地表移动的影响及今后采取的主要措施.     

旧采区复采过空巷群支承压力研究

以晋煤集团圣华煤业3101工作面为残煤复采背景,采用扩展SMP准则判断复采工作面煤柱的稳定性,并以RFPA软件数值模拟不同空巷跨度和不同煤柱宽度的空巷群情况下,对顶煤和煤柱应力分布进行研究。结果表明应力集中出现在靠近工作面的煤柱边缘,应力集中系数与空巷跨度和煤柱宽度比值成正比关系。     

钙芒硝溶解渗透试验研究

对钙芒硝矿床开采的主要目的是提取其所含的硫酸钠成分,不管采用哪种开采方法,从钙芒硝中提取硫酸钠都会涉及钙芒硝的溶解与渗透.利用高精度μCT225 KVFCB显微CT试验系统和MDS-200型三轴渗透试验系统,对在孔隙压出水口敞口状态下的钙芒硝进行了溶解渗透试验的进一步研究.研究表明:在溶解渗透试验过程中,钙芒硝固体骨架由致密不渗透的结构变成了可渗透的多孔介质,其固体骨架一直保持完整;随着溶解渗透时间的不断持续,由于结构的致密程度和矿物成分不断的发生变化,致使其力学性质和有效应力也在不断的发生变化;在轴压、围压不变的情况下,试件溶解贯通所需的时间随着注水压的增大减小,渗透系数随着注水压的增大而增大,随着时间的持续而增大.     

浅埋薄煤层钻采煤柱稳定性与破坏机理研究

对埋深50 m薄煤层采用螺旋钻开采的FLAC3D数值模拟,从采场和煤柱的应力分布、塑性区分布规律入手,探究了煤柱宽度尺寸改变时采场和煤柱的稳定性和破坏形式。研究表明:采场和煤柱受水平应力影响极小,主要为竖直方向应力且破坏形式主要为剪切破坏,煤柱内应力弹性核区随煤柱宽度减小而减小,弹性核区内应力峰值逐渐增大直到临界失稳时增幅不大,煤柱宽度尺寸对其稳定性影响很大。     

基于地学信息复合叠置分析对煤层底板突水的预测

分析了影响矿井承压突水的影响因素，介绍了多源地学信息复合叠置法原理,并建立了突水预测流程，以此为基础借助于地理信息系统（GIS）空间分析工具，对地质构造、含水层富水性及渗透性、水压、隔水层厚度等因素进行了科学的量化，利用多因素地学信息空间复合叠置方法，建立了太原东山煤矿矿井承压水的预测模式.在此基础上，利用Spatial analyst工具获得突水指数，获取了东山煤矿15号煤层的突水判别模式，以4个突水主要控制因素为前提得出了突水灾害的分区划分指标，并根据东山煤矿15号煤层底板的各影响因素的实际数据，对其底板承压突水进行了预测预报，获取了有效的突水分区模式图.     

三维应力下吸附作用对煤岩体气体渗流规律影响的实验研究

介绍了三维应力作用下煤岩体孔隙裂隙中瓦斯气体渗流规律的实验方法和实验结论。主要揭示：气体吸附作用和变形作用对渗流有重要影响,吸附作用表现为渗透系数随孔隙压呈负幂函数规律变化,变形作用表现为渗透系数随有效体积应力呈负指数规律变化以及非吸负指数规律变化,吸附与变形共同作用的结果,使渗透系数随孔隙压变化表现为存在一临界值ｐｃ,当ｐ〈ｐｃ参透系数衰竭,当ｐ〉ｐｃ时,渗透系数增加。