煤峪口矿81010工作面煤层底板裂隙发育特征及防治

针对煤炭开采过程中出现的突水事故,采用RFPA数值模拟软件建立采动模型,对底板裂隙破断过程和声发射进行模拟,研究煤层底板采动裂隙扩展突水通道,结果表明:离断层越近,断层内水压导升高度越高,断层出现活化,裂隙扩展发育,最终贯通形成导水通道,在进行注浆改造后,单个钻孔的最大涌水量为8 m³/h,说明注浆加固防治水效果较好,能确保工作面的安全回采。     

3D打印裂隙岩体动态力学性能及能量耗散规律初探

地下岩体结构经常遭受到地震、爆炸、冲击振动等产生的动力扰动，利用3D打印技术的优势研究冲击荷载下岩体动态力学性能对实现3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。采用φ50 mm的变截面霍普金森压杆(SHPB)装置，对含预制裂隙的3D打印岩体试样进行动态单轴压缩试验。研究结果表明：试样的动态抗压强度随着预制裂隙倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势，当预制裂隙倾角为30°时试样强度最小，当预制裂隙倾角为90°时试样强度最大。与3D打印岩体试样的静态单轴压缩强度对比发现，3D打印砂性材料具有明显的率效应，当应变率为139.65 s^-1时，3D打印岩体试样的动态抗压强度是静态抗压强度的4.34倍。预制裂隙缺陷在一定程度上加剧了试样的能量耗散和破碎过程，并且30°倾角预制裂隙对试样能量耗散和破碎结果的影响程度最大。同时，3D打印岩体试样的能量耗散过程与破碎块度表现出明显的自相关性，所用的3D打印砂性材料的宏观破碎结果与能量耗散之间的关系与天然岩石材料有一定相似性，为今后3D打印材料模拟天然岩体应用于动态力学试验的可行性奠定了基础。     

基于MFD的多路网子区协调交通控制策略

为了缓解大规模路网的交通拥堵，提出了一种基于宏观基本图的多路网子区协调控制策略。首先，将实际路网划分为城市道路网络的核心区域和相邻区域，并以此以获得不同区域的宏观基本图特征。假设在路网核心区域采用控制策略，进而得到核心区域的预期溢出车辆数；计算出当相邻区域可增加的车辆数量接近核心区域的溢出车辆数量时路网核心区域的绿灯压缩时间。之后对核心区域采取应用了压缩绿色时间的控制策略，使得促进核心区域和邻近区域的交通状况趋于一致，改善整个路网的交通性能。通过实际道路网络建立了仿真路网，并利用仿真工具SUMO对上述区域控制策略的效果进行评估。仿真结果表明，基于MFD的多路网子区协调交通控制策略的实施可以提高整个路网的运行指标。     

铸钢件凝固过程宏观相组织的数值计算研究

以铸钢凝固性能数据库和铸件温度场数据为基础,提出一种对凝固过程宏观相组织进行快速预测的计算模型,即根据微积分原理,将很多个较小温度区间所对应的相含量增量进行累加,近似得到凝固终止时刻以及凝固过程中各时刻的相含量值。计算了三通阀体铸钢件在凝固过程中的宏观相组织,得出奥氏体、铁素体、马氏体等不同相的含量及分布情况。结果表明,计算结果和理论分析基本吻合,从而证明了本文宏观相组织预测模型的可靠性。     

2016—2017年北天山地区两次6级地震前地电场异常

地下介质在应力积累过程中，会导致岩体裂隙结构变化，从而使得大地电场E_T的优势方位角发生变化.文中收集了2016年到2017年的数据，利用大地电场优势方位角方法，提取与分析了北天山地区2016年12月8日呼图壁6.2级和2017年8月9日精河6.6级地震前地电场异常，探讨这两次6级地震前的地电场异常表现特征.结果表明:这两次地震前，震中周围的乌鲁木齐、克拉玛依台均显示出显著的地电场异常，即岩体裂隙优势方位角异常；异常特征以突跳和偏转为主；岩体裂隙结构发生异常时间上存在准同步性，表现出短临异常信息.因此，地电场岩体裂隙优势方位角方法短期内具有一定的预报效能，可为今后利用地电场方法预测地震积累经验和震例.     

煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采技术的研究与应用

放顶煤开采期间，上覆岩层受到矿压的影响，形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域，造成瓦斯聚集并向外涌出，形成了安全隐患，因此必须将该区域瓦斯抽出来；以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施，但是这2种方法施工成本较高，且施工周期长，对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术，在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔，减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动，真正实现了“以孔代巷”，既节省了成本，又缩短了工期，还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性，减少了采空区瓦斯向外涌出，提升了瓦斯抽采效果，促进了煤矿安全高效发展。     

倾斜煤层卸压瓦斯导流抽采技术研究与工程实践

为了研究倾斜煤层条件下,采动覆岩裂隙分布规律与卸压瓦斯抽采技术,采用理论分析和数值模拟的方法,对采场覆岩应力、位移以及裂隙分布情况进行了分析,并依据研究结果,对试验工作面高位导流钻孔布置参数进行了优化设计。结果表明:工作面上端头顶板卸压区域范围大于下端头区域,关键层的卸压段靠近工作面上部,覆岩垮落破断后,工作面上部垮落岩体位移明显大于下部;裂隙网络中,下部冒落岩体裂隙处于相对闭合状态,沿工作面向上,裂隙开度逐渐增大;卸压瓦斯运移通道在倾斜方向上具有不对称性;沿工作面回风巷侧冒落带轮廓线布置高位导流钻孔,并配合相邻钻场之间的有效搭接抽采可使抽采效果保持稳定;单一钻孔全生命周期可分为远距离、有效和近距离抽采3个阶段,随着钻孔层位的增加,抽采效果逐渐变优,远距离抽采阶段长度减小,有效抽采阶段长度增加。实践结果表明,瓦斯抽采效果良好,验证了依据此方法布置高位导流钻孔的合理性。     

覆岩结构类型与开采覆岩损害特征分析

煤层开采打破了上覆岩层原有的平衡,必然引起岩层的移动、破断,导致应力场和裂隙场的改变,工作面出现矿压显现。上覆岩层的岩性和组合结构对工作面开采覆岩损害特征分布影响显著,一般岩性越坚硬,上覆岩层应力集中程度越高,采动裂隙越发育,矿压显现也越明显;坚硬岩层尤其是关键层对覆岩的破断运动起控制作用,覆岩破断发展到一定层位后软弱岩层往往是抑制覆岩破断进一步向上发展的关键。当工作面上覆岩层同时存在远近场关键层时,近场关键层的周期性破断引起裂隙带范围内岩层的运动和工作面周期来压;而远场关键层的周期性破断导致地表裂缝或台阶下沉,工作面压力急剧上升,有时甚至导致煤矿动压灾害,尤其是远近场关键层同步破断时动力现象更明显。通过地面钻孔使远场关键层提前破断是防止此类动力灾害的关键。