基于Massive MIMO及频谱叠加的5G SA网络上行优化方法

大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)可以有效提升5G SA网络的上行链路数据传输速率以及可靠性。针对5G SA网络上行链路速率和覆盖不均衡的情况,提出了基于大规模MIMO的分组算法,将发送信号矢量进行分组,组内采用最大似然检测,组外采用基于正交三角分解(QR分解)的干扰消除检测,并且结合5G频谱的叠加策略,在降低算法复杂度的同时,有效提升网络覆盖和速率。通过5G SA现网实测,通过MIMO降低分组数量能够提升分组检测性能,结合上行低频段频谱叠加策略能够有效提升5G SA网络上行覆盖30%,提升5G SA网络上行平均速率40%~80%,特别是弱覆盖边缘的网络速率,最高可达600%。     

基于围岩动态监测与反馈的锚固巷道稳定控制

针对煤巷锚杆支护的稳定控制问题 ,以锚固系统的变形协调条件出发 ,提出了围岩动态监测与反馈的基本原理并对其指标的选取、确定以及运用准则给予了分析和说明。最后通过实例论证了围岩动态监测与反馈的应用效果。     

浅埋薄基岩采煤工作面上覆岩层纵向贯通裂隙“张开-闭合”规律

浅埋深薄基岩采煤工作面上覆岩层纵向裂隙贯通是形成溃砂溃水通道的主要因素,为掌握该种裂隙“张开-闭合”规律,采用相似模拟、理论分析、现场实测等综合研究方法,深入分析了该种裂隙的张开闭合过程与形式,结果表明：纵向贯通裂隙的张开始于周期来压来临之前,随着工作面的继续推进,该种裂隙随着水平力、岩块错位量的动态变化而逐渐扩展,当扩展至极限时,纵向贯通裂隙随着关键岩块的切落而迅速闭合,伴随着下次周期来压的出现,之后出现该贯通裂隙的进一步压实,以及下一条纵向贯通裂隙的出现。基于上述研究,从工作面推进速度、液压支架支撑力、采空区的充填程度等易于工程控制的3个方面阐述了其对纵向贯通裂隙张开闭合的影响机制,为浅埋薄基岩工作面溃砂溃水隐患控制提供有效依据。     

深部采动巷道顶板稳定性分析与控制

深部采动巷道冒顶事故是当前煤炭资源开采中面临的重大难题。基于深部采动巷道围岩应力环境,分析了双向非等压条件下巷道围岩塑性区形成的力学机制及其形态特征,并对顶板稳定性影响因素进行了探讨。结果表明:1深部采动巷道围岩双向压力比值λ(0λ1)较小时,围岩塑性区形态不再是圆形和类椭圆形,而呈现出蝶形分布的特征,当碟叶位于巷道顶板上方时,容易发生冒顶;2采动应力方向决定围岩最大破坏深度的位置,并控制潜在冒落区的范围,当围岩最大破坏深度与潜在冒落高度相同时,顶板稳定性最差。要保持顶板围岩稳定,支护体必须要有足够的长度和延伸性能,据此,提出了可接长锚杆支护技术,现场试验结果表明,可接长锚杆较好地适应了顶板围岩的剧烈下沉,取得了良好的支护效果。     

基于沉积分析的围岩稳定性区域预测技术

为了对围岩稳定性区域预测提供沉积成因分析,从沉积环境识别划分和沉积岩沉积学特征入手,利用沉积学理论,从成因角度揭示了围岩稳定性与沉积环境的关系。通过对反映主要岩相分布特征及古地理的成因和展布的砂岩与泥岩含量百分比进行标准化处理,将比值划分为5个区间,并以万利矿区为例,进行了沉积环境和围岩稳定性的分析和计算,绘制出围岩区域稳定性对比图,计算出各区域的稳定性影响系数,Ⅰ级取1.00、Ⅱ级取0.81、Ⅲ级取0.74、Ⅳ级取0.61、Ⅴ级取0.58。从而提出了一套基于沉积分析的围岩稳定性区域预测方案。     

锚固技术及其理论研究现状和方向

基于国内外大量而广泛的锚固技术实践与研究，全面概括分析了锚固技术与理论研究的现状。指出必须引入岩体锚固系统才能有效研究和解决锚固技术存在的关键问题。     

煤与瓦斯共采钻孔增透半径理论分析与应用

在煤与瓦斯共采时,受采动加、卸载应力影响,瓦斯抽采钻孔围岩塑性区内煤体会产生大量裂隙,增大了瓦斯的渗透率,形成瓦斯增透圈,增透圈半径的大小直接影响瓦斯的抽采效果。以钻孔围岩"蝶形塑性区"理论为基础,建立了钻孔塑性区与瓦斯增透圈模型,首次推导出了钻孔增透圈半径解析式。深入分析了钻孔增透半径影响因素发现:增透半径与钻孔半径成线性正比例关系,与最小围压和围压比值呈类指数增长关系,与岩石黏聚力和内摩擦角呈负指数变化关系;其中最小围压与围压比值是影响增透半径的关键因素,深部开采与高围压比值是形成大尺寸有效增透圈的必要和充分条件。这一理论为煤与瓦斯共采中瓦斯抽采钻孔间距设计、位置选择、方向确定、采场与钻孔布置在时间和空间上关系协调提供了科学依据。     

煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想

根据巷道围岩蝶形塑性区理论,分析了巷道围岩蝶形塑性区蝶叶瞬时急剧扩展的突变特征,提出了煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想,认为煤巷冲击地压是由于巷道围岩蝶形塑性区的蝶叶瞬时爆炸式扩展引起的,阐明了该类型冲击地压形成、演化及发生的力学本质和物理过程。提出了蝶叶突变型冲击地压发生的必要与充分条件,建立了煤层巷道冲击地压判定准则,合理解释了巷道顶板冲击、底板冲击、煤帮冲击等不同类型的冲击地压发生机理。该猜想能够预见巷道冲击地压发生时必然产生至少1个、最多4个巨大的蝶叶塑性区的未知现象,可以获得煤巷冲击地压危险性评价和预测的关键指标和可测参量。     

岩体锚固系统的串、并联模型及可靠度分析

针对目前以单一锚杆为主体研究的诸多问题，提出了岩体锚固系统的概念并分析了构成岩体锚固系统的4个单元要素之间的相互作用关系。为量化分析，建立了岩体锚固系统的串、并联模型，并根据该模型对锚固系统可靠度的计算进行了理论分析，给出了解析式。最后就模型对锚杆的理论研究、工程设计以及实践给出了有意义的结论。     

高跨比对层状顶板稳定性的影响

根据梁的受力理论,对层状顶板的破坏进行了力学分析。通过层状顶板破断的演化过程来研究其破断机理,探讨了层状顶板的应力分布状态。运用东北大学岩石破裂与失稳研究中心的岩石破裂过程分析系统(RFPA2D)对高跨比对复合层状顶板稳定性的影响进行了数值模拟计算,得出了不同高垮比对巷道稳定性的影响情况。