带压开采工作面底板突水规律相似模拟试验

为研究带压开采工作面底板破坏规律和突水形成机制,以焦作矿区赵固一矿首采工作面底板为研究对象,使用自主设计的底板突水机理物理模拟试验系统进行相似模拟试验。通过对回采过程中底板突水过程以及突水前后岩层的视电阻率进行模拟和观测,研究了承压含水层威胁下底板破坏和发生突水的一般规律,揭示了矿山压力引发的破裂构造是导致底板突水的重要因素,并得出底板破坏深度。研究结果可为评价赵固一矿带压开采提供理论基础,为揭示带压开采底板突水的力学机制提供参考。     

开采煤层底板"四带"划分理论与实践

简述了国内外开采煤层底板突水机理的研究现状．基于损伤力学、断裂力学和矿山压力理论，在开采煤层底板“三带”划分理论基础上，提出了开采煤层底板“四带”划分理论，即开采煤层底板可以划分出I矿压破坏带；Ⅱ新增损伤带；Ⅲ原始损伤带；Ⅳ原始导高带．对比分析了上述2种理论的共同点和不同点，推导出开采煤层底板“四带”理论中各带厚度的计算公式，给出了底板突水判别方法．结合肥城煤田开采煤层底板探测实例，说明开采煤层底板“四带”存在的客观性．     

承压含水层上采煤突水危险性评估研究

为了评价岩层阻水性能、确定导升带高度,准确评估不同地质和采掘条件下承压含水层突水危险性,实施了井下钻孔水压致裂综合测量,并采用数值模拟方法评估了带压开采突水危险性．实际观测表明,泥岩、粉砂岩、中砂岩、灰岩阻水性能由大到小,导升高度则由小变大;模拟结果显示,当隔水层厚度较大且没有垂向导水构造时,正常地层不会发生奥灰突水;当存在陷落柱时,随着采面推进向陷落柱接近,采矿扰动导致柱体内应力集中及集中范围不断加大,柱体内岩层裂隙活化不断加强,当采动应力集中带与柱体内应力集中带之间煤岩柱不足以抵抗地下水压力时,即发生突水．     

采场岩层的力学分析

建立了煤矿底板渗流过程的力学模型,利用RFPA计算了当工作面推进到50m和100m时的渗透特性及渗流稳定性指数．研究表明：底板变形一渗流的耦合作用造成煤层底板边界随时间变化,边界变化到一定程度时形成导水通道;随着底板边界的变化,导水通道与各岩层之间的交集的渗透特性也发生变化;当任一导水通道经过的岩层渗透特性满足一定关系时,发生突水．当煤矿回采工作面推进到50m时,FWI为0．834,底板中水渗流是稳定的,不会发生突水;当工作面推进到100m时,FWI为0．928,接近1,这意味着底板可能产生渗流失稳现象．     

断层构造对底板突水影响力学机制分析

本文从地质构造、围岩应力以及地下水状态出发,依据岩体极限平衡理论,分析了刘桥一矿承压水体上开采断层突水的力学机制,并选择合理判定公式对煤层开采底板突水进行预测。研究结果表明,在正常块段开采,底板所能承受极限水压大于承压水实际水压,不会发生突水;随着工作面推进至断层附近,由于断层导致应力重新分布,由公式推算P实≥P断,致使在断层处造成突水,研究结果可以为承压水体上遇断层开采提供理论依据。     

煤层气开采后成庄矿15号煤层底板突水危险性评价

研究煤层气开采后煤层底板突水机制及危险性评价,对于煤炭安全开采具有重要的理论和实际意义.从岩石力学和地质力学两方面对煤层气开采后煤层底板突水进行理论分析,并以山西晋煤集团成庄矿15号煤层底板奥陶系含水层为例,建立突水危险性评价模型.结果表明:煤层气开采后,若煤层底板与奥陶系含水层导通,煤层底板突水的主控因素按权重从大到小依次为底板最小主应力、底板含水层水压、有效隔水层厚度、地质构造;若煤层底板与奥陶系含水层未导通,底板突水控制因素按权重从大到小依次为底板含水层水压、有效隔水层厚度、含水层富水性、地质构造、岩石破裂压力和底板最小主应力;采用层次分析法确定主控因素权重,利用分形-脆弱性指数法进行突水危险性分区,即研究区西部脆弱性较强,中北部为过渡区,东南大部为安全区.该评价模型可为煤层气开采后煤层底板突水危险性评价提供参考.     

大采深条带开采坚硬顶板工作面冲击矿压治理研究

为了解决大采深条带开采坚硬顶板工作面的冲击矿压问题,以古城煤矿2106工作面为例,采用现场分析、实验室试验、数值模拟的方法对其发生机理进行了研究.结果表明在此条件下开采时发生的冲击矿压与煤岩性质、采深、坚硬顶板厚度及顶板的周期来压有密切关系.当冲击矿压发生的煤层具有强冲击倾向性,煤层硬度系数大于3、采深900 m以上、顶板岩层坚硬且厚度大于20 m时,冲击矿压发生具有突然性和猛烈性;主要发生在顶板周期来压期间、超前支护50m范围内,此时工作面的CH4和CO气体含量同时升高.对此提出了钻屑法等预测预报的方法和煤体爆破卸压与柔性支护等治理措施.     

冯营矿矿井突水机理分析

针对冯营矿矿井水文地质条件复杂、水害严重的现状,研究了矿井充水水源、充水通道等充水条件,认为石炭系L8灰岩水、顶板砂岩空隙裂隙水和L2灰岩水是主要充水水源,断裂构造是主要的导水通道．研究表明：煤层顶板砂岩含水性相对较弱,太灰和奥灰含水层属中等-强富水性;断裂构造是沟通煤层底板太原组L8,L2灰岩和奥陶系（O2）灰岩的主要通道,也是矿井突水且突水量较大的主要因素之一．井田断层发育且导水良好,形成矿井突水的潜在威胁;对煤层底板采动裂隙影响的计算表明其有效隔水层较薄,加之矿压对底板的破坏,可构成煤层底板导水通道．以上因素导致冯营矿水害频发．     

冯营矿矿井突水机理分析

针对冯营矿矿井水文地质条件复杂、水害严重的现状,研究了矿井充水水源、充水通道等充水条件,认为石炭系L8灰岩水、顶板砂岩空隙裂隙水和L2灰岩水是主要充水水源,断裂构造是主要的导水通道．研究表明：煤层顶板砂岩含水性相对较弱,太灰和奥灰含水层属中等-强富水性;断裂构造是沟通煤层底板太原组L8,L2灰岩和奥陶系（O2）灰岩的主要通道,也是矿井突水且突水量较大的主要因素之一．井田断层发育且导水良好,形成矿井突水的潜在威胁;对煤层底板采动裂隙影响的计算表明其有效隔水层较薄,加之矿压对底板的破坏,可构成煤层底板导水通道．以上因素导致冯营矿水害频发．     

告成矿滑动构造下导水裂隙带高度分析

为了研究告成矿滑动构造下不同类型顶板的导水裂隙带发育高度,结合告成矿地质采矿条件,利用GMS软件对25采区上覆岩层信息数字化,经算法插值后生成三维地质模型,得到了滑动构造的产状特征。基于地质模型,通过岩层拉伸率计算和数值模拟等方法,对告成矿采空区不同类型顶板的裂隙带高度进行研究。结果表明:滑动构造下的导水裂隙带高度低于常规地质采矿条件下的;滑动构造带以较厚且易碎的特征赋存,煤层采出后主要以变形为主,不易发生断裂,不能形成由下至上贯通的导水裂隙,具有一定的隔水性;滑动构造条件下,在应用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中导水裂隙带计算公式时,需考虑顶板岩层的力学性质等因素。     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.