基于位移反分析法的沿空留巷巷道矿压分布规律

以川煤集团叙永一矿沿空留巷为工程背景，采用位移反分析法校准了室内煤岩物理力学参数测试结果，并采用数值模拟方法分析了沿空留巷巷道矿压分布规律。现场观测结果显示：工作面回采期间，巷道顶底板最大相对移近量743 mm，巷道顶底板移近方式以顶板下沉为主，平均顶板下沉量为底鼓量的3.6倍，数值模拟结果为3.5倍。参数校准结果表明：弹性模量、黏聚力的折减对顶底板的移近量有显著影响；计算时步相同时，顶底板移近量随弹性模量、黏聚力的减小而增大，当弹性模量降低为20%时，巷道顶底板移近量最大值增加800 mm。数值模拟分析结果表明：采煤工作面后方沿空留巷高帮支承压力显著升高，支承压力分布呈两侧低，中间高的“凸”起状，且随着工作面不断推进，支承压力峰值不断增大；工作面平均超前支承压力影响范围为77 m。     

深埋软弱围岩隧道锚杆参数优化数值模拟

基于乌鞘岭隧道几种典型断面优化的结果,运用有限差分程序FLAC3D,对支护结构的锚杆参数进一步进行优化,包括锚杆的最优长度、横向间距和纵向间距等。研究表明,隧道的拱顶下沉量随锚杆长度的增加而逐渐减小。隧道的拱顶下沉量和墙腰收敛值随锚杆横向间距或者纵向间距的增加而增大,而且当锚杆横向间距超过0.8m或者纵向间距超过1 m后,锚杆的作用就不明显了。     

沿空留巷顶板稳定性分析及其控制

 根据沿空留巷上覆岩层的后期活动规律，将顶板变形视为“给定变形”，建立顶板力学模型，采用变分法，推导顶板下沉量计算公式。依据具体的地质力学参数，验证力学模型的合理可行性，并研究分析顶板下沉量与各影响因素之间的定量关系。通过分析表明，在直接顶弹性模量较大时，巷旁支护阻力的变化对顶板下沉量影响不大；在直接顶弹性模量较小时，巷旁支护阻力对顶板下沉量影响较大。直接顶厚度在3~11.5m范围内变化时，随着直接顶厚度增加，顶板下沉量明显减小。当巷内和巷旁支护阻力较高时，顶板下沉量随着直接顶弹性模量增大而明显增大；当巷内和巷旁支护阻力较小时，直接顶弹性模量的变化对顶板下沉量影响较小。顶板下沉量与巷道宽度、煤层厚度、巷帮塑性区宽度、顶板旋转角度成线性增大的关系，与巷帮煤体残余强度、充填体宽度成线性减小的关系，与巷帮煤体弹性模量成反比例关系。根据各影响因素与顶板下沉量之间的关系，提出巷内支护采用“分期联合支护”，巷旁采用“超前复合加固”等控制沿空留巷顶板稳定性的措施。     

厚松散层下条带充填开采沉陷影响因素的数值模拟分析

为了研究厚松散层下条带开采中充填率、松散层厚度、充填体强度及关键层厚度对地表沉陷的影响规律,运用FLAC3D三维数值模拟方法,分别改变上述4个因素模拟研究地表移动变形情况,探讨了以上4个因素对地表最大下沉值的影响规律。研究表明,随着充填率的增加,主断面地表移动变形的下沉值逐渐减小;随着松散层厚度增加,地表移动变形的下沉值先减小后增大;当关键层厚度在一定范围内(40~85m),随着关键层厚度的增加,地表移动变形的下沉值逐渐减小;当关键层厚度超过85m时,地表移动变形的下沉最大值由减小趋势变为增大趋势。     

工作面过断层煤壁注浆加固实践与理论分析

通过对嘉乐泉矿2804工作面进行现场观测,得到断层下工作面顶板的破断规律及矿压分布特征,建立工作面直接顶模型,利用位移变分法推导出工作面顶板沉降量计算公式,定量分析工作面注浆加固后煤体弹性模量的提高对顶板沉降量的影响,结果表明:注浆加固后随着煤体弹性模量增大,顶板下沉量逐渐减小,当煤体弹性模量增加到3 500 MPa时,顶板下沉量随煤体弹性模量增大而减小的速度变缓,且煤体强度太高,不利于割煤。     

托辊间距对带式输送机驱动功率的影响分析

通过对带式输送机驱动功率影响因素的分析,得出当输送机主参数、输送带选型及托辊选型不变的情况下,增加托辊间距可使带式输送机滚筒轴功率下降。案例分析显示,当输送机的张力满足传动条件时,圆周驱动力和最大张力随托辊间距的增加而减小;当输送机的张力满足垂度条件时,随着托辊间距的增大,圆周驱动力在减小,但最大张力却在增加。     

粉煤灰膏体充填主要参数对上覆岩层控制的模拟研究与比较分析

粉煤灰膏体充填开采是目前最为有效的控制上覆岩层破坏的开采技术之一。结合邢台矿区实际情况,建立数值模型,就充填体强度和充填率这2个最主要充填参数对上覆岩层控制的影响程度进行了数值模拟研究,并比较分析了两者对地表下沉值的影响规律。结果表明,充填体强度对地表的最大下沉量起着重要的作用,保证足够高的充填率是分层膏体充填开采达到预期效果的重要前提。当充填体强度为1.5~3.0 MPa时,地表最大下沉值随强度的减小呈线性增大,而充填体强度小于1.5 MPa时,地表最大下沉值迅速增大;充填率减小,地表下沉值逐渐增大,且变化的幅度基本是均匀的。     

断层构造失稳突变诱发冲击地压机制研究

为研究断层区域附近发生冲击地压的机理,分析了断层倾角、断层切向刚度、侧压系数和水平构造应力等地质因素对断层面应力场演化和滑移量突变的影响特征,总结了断层瞬时失稳诱发冲击地压的前兆信息。结果表明,工作面回采过程中断层面上切应力和滑移量随断层倾角先增大后减小。当断层倾角为45°时,断层面上切应力和滑移量最大;断层切应力随断层切向刚度和侧压力系数的增加而增大;水平构造应力作用下,当工作面距前方断层30 m内,断层面上切应力最低。工作面过断层时对断层扰动极大,断层切应力激增。在距离达到5 m时,断层滑移速率绝对值突增,滑移量陡增,为滑移突变危险区域。因此,当断层面上切应力或滑移量在逐渐降低过程中突然激增可作为冲击地压发生的前兆信息。     

长壁综采矸石与粉煤灰充填技术及地表沉陷分析

固体充填开采能够有效兼顾煤炭开采经济效益与环境效益,是一种较好的绿色开采技术,在国内获得初步应用,但实测资料较少。介绍邢台煤矿7606工作面长壁综采矸石与粉煤灰充填采煤工艺,并结合观测站实测资料和FLAC3D数值模拟手段,研究固体充填开采在减少地面下沉中的作用,并研究不同充填率和充填体不同弹性模量条件下地表下沉规律。通过观测站实测结果分析,固体充填开采在减少地面下沉方面效果明显。通过数值模拟分析,随着充填率由100%逐渐减少,地表下沉最大值则逐渐增加,充填率对地表下沉的影响很大。随着充填体弹性模量从0.24GPa增大到24GPa,地表最大下沉值迅速减小,但当充填体弹性模量增大到4GPa以后,地表移动变形值的变化不很明显。     

致密气藏储层开发过程中套管应力分布影响规律研究

目前各大油田套损现象严重,研究套管受力非常迫切。利用离散元与有限元分析方法,建立了套管—水泥环—地层组合体系模型,模拟裂缝密度、裂缝夹角、水泥环缺失厚度、多缺口夹角、套管偏心下水泥环厚度及其弹性模量、断层滑移对套管的应力分布影响情况。结果表明,套管应力随着裂缝密度的增加呈现增大的趋势,套管应力随着次级裂缝与主裂缝间夹角的增大呈现增大的趋势;套管应力随着地应力差值的增加呈现不断变大的趋势,当地应力差值相同时,随着水泥环单缺口缺失厚度增加,套管越容易发生损坏,水泥环双缺口夹角为60°及三缺口夹角75°时,套管应力值最大。当套管存在偏心,偏心率为0037、0074、0111时,随着水泥环厚度的增加,套管应力呈现不断变大的趋势;当偏心率为0148时,套管应力随着水泥环厚度增加而减小,水泥环对套管保护能力随其弹性模量的增大而增强。套管应力随着断层滑移的增大而增大,而增速在不断放缓。     

巷道底臌机理的研究

底臌一直是煤矿软岩巷道支护中难以解决的问题之一，但迄今为止人们对巷道底臌的机理尚无统一的认识。只有正确认识了底臌的机理才能建立反映实际的力学模型进行有效的数值计算。在大量现场研究、实验室模型试验和数值计算的基础上，全面讨论了煤矿巷道的底臌特征及其机理，分析了影响底臌的主要因素，为在不同的矿山地质条件下采取有效的防治巷道底臌的措施和进行正确的力学数值计算提供了依据。     

充填料载体的磁处理效应研究

本文研究了载体的磁处理对充填体脱水性能的影响。结果表明，经过磁处理后，细粒级砂体的渗透速度明显提高。运用现代科学理论，对水体磁处理的脱水机理进行了分析研究。     

捕收剂混合使用效果的优化研究

本文系统地研究了不同捕收剂混合使用时,影响组合效果优化的主要因素,如矿浆的酸碱度、药荆用量、药剂添加顺序及混合比等。试验证明,不同混用组合只有在各自优化条件下得出的结果,才有较好的可比性,才能作为组合择优的依据。     

浮选剂找药分子设计理论的应用与发展

研制新型高效浮选剂是发展浮选技术的关键。国内外许多学者曾研究浮选药剂理论,并企图用于讨论机理及指导找药研究。本文简要评述了这些工作,通过例示介绍了浮选剂找药分子设计理论近年来在新药剂开发工作中取得的成效,系统地介绍了作者关于浮选剂找药分子设计理论及应用的研究成果。     

复合氧化物标准生成焓的估算

本文提出一个新的复合氧化物标准生成焓的估算式：根据１５２个已知二元复合氧化物标准生成过文献值，优化得出３２个常见简单氧化物的特征参数Ａ和Ａ＇值，可用于未知二元复合氧化物标准生成焓的估算，并可据此参数推测三元复合氧化物的标准生成焓数据，估算结果令人满意。     

高钛铁制备研究进展

高钛铁具有熔点低、使晶粒细化等特殊的性质而得到广泛应用。本文简述了高钛铁的主要用途并着重介绍了制备高钛铁的主要方法及工艺,包括重熔法、金属热还原法及电解法,在此基础上分析了各方法的优缺点,提出以钛矿为原料制备优质高钛铁是高钛铁的发展方向。     

生物浸出磁黄铁矿的研究概况

磁黄铁矿矿物组成复杂,且极易氧化;浮选困难,但易于生物浸出。本文从浸出机理、动力学和强化措施等方面阐述了生物浸出磁黄铁矿的研究现状。指出了该技术存在的问题和应用前景。     

煤柱屈服区宽度计算及其影响因素分析

应用库仑准则导出了煤柱屈服区宽度的计算公式，着重分析了煤柱高度、煤柱极限强度等５个因素对煤柱屈服区宽度的影响规律。认为煤柱的极限应力与采深无关，主要取决于煤体自身的极限强度。明确了煤层与顶底板接触面的粘聚应力σｃ和摩擦角φ的含义与取值规则，可直接供煤矿生产设计应用。     

铀矿开采项目经济评价方法研究

铀资源是我国的能源和战略物资,在国民经济建设中起着重要作用。铀矿开采项目具有很强的探索性和巨大的投资风险,为了减少投资风险和决策失误,必须对铀矿开采项目进行经济性评价。本文分析了铀矿开采项目的传统经济评价方法和实物期权法,传统经济评价方法介绍了净现值法、蒙特卡洛法、决策树法等,实物期权法有B-S定价模型和二叉树定价模型。通过对比研究指出,实物期权法在评价铀矿开采项目时的合理性———考虑了不确定性所带来的投资机会柔性管理的期权价值,突破了传统经济评价方法的内在局限。     

金精矿的焙烧矿物学及残渣中金难浸原因的探讨

本文研究焙烧过程中黄金洞难浸金矿发生的矿物学变化,并推测浸金残渣中金残留的原因。