软岩巷道底鼓的防治措施

论述了巷道底鼓的综合防治措施：新奥法施工；选择合理断面；提高围岩强度、改善围岩力学性能；利用支护等。     

软岩特性及软岩巷道底鼓机理

论述软岩的特性和巷道底鼓的机理.对支护和开采类似软岩,取超常规对应措施提供了理论依据.     

三软煤层巷道支护方式及围岩控制效果分析

在分析三软煤层极不稳定煤巷矿压特点基础上，研制了适应两帮大变形的可缩性工字钢支架、适应两帮及顶底严重变形特别是底鼓的U29可缩性环形支架，设计了锚架注联合支护的参数与工艺，并在同一采区先后进行了工业性试验．采用数值模拟方法研究了三软条件下锚梁网索支护不同参数选取、不同布置形式对围岩变形的控制效果，优选了支护参数并进行了现场试验，比较试验结果，表明极不稳定煤巷围岩变形主要特点是强烈和持久的两帮移近及底鼓，锚梁网索支护是控制围岩大变形的有效方法，其技术关键是提高锚杆初锚力、布置底角锚杆及顶角锚索．     

软岩隧道(巷道)实用控制技术研究

软岩、极软岩巷道具有高地压、难支护和持续变形破坏工程特征，实践表明，现有支护难以耦合控制．文章通过对软岩工程特征、变形破坏机理分析研究，提出了软岩控制和复合型软岩向单一型转化控制的技术方法和实用支护对策．经工业性试验、应力监测表明，控制了围岩的强烈变形、保证了巷道的稳定，具有显著的技术经济效益．     

软岩巷道锚注支护结构蠕变分析

对锚注前软岩巷道围岩应力状态进行弹塑性分析,计算出锚注前围岩残余强度区半径;在此残余强度区内进行注浆,并将注浆区再细化为弹性区和塑性区,引入岩石蠕变的鲍尔丁-汤姆逊模型,建立了软岩巷道锚注支护结构的蠕变分析模型,采用塑性区岩体体积不变的假设,对锚注支护结构进行了黏弹性分析和黏塑性分析,推导出软岩巷道锚注支护结构应力及位移的蠕变公式.理论分析与相似模拟结果表明:软岩巷道锚注支护结构弹性区应力与时间无关,塑性区应力随时间而变化;弹性区、塑性区位移随时间的推移而不断增大,最后趋于一定值,且塑性区位移与半径成反比关系.     

千米深井软岩巷道破坏机理及支护技术研究

基于矿井开采逐渐向深部发展,巷道围岩呈现高地压、大变形、难支护的特点,常规锚网支护已难以控制巷道围岩变形的情况.通过对华丰煤矿-1?100水平巷道破坏机理的研究,提出了采用马蹄形巷道支护断面和全封闭支护的理念,加强底板承载能力和巷道抗蠕变能力;根据千米深井巷道围岩流变特性,研究得出了围岩地压得到合理释放趋于稳定时进行永久支护的时机和距离,并在永久支护中实施锚注加固,使松散破碎岩块胶结成整体提高了围岩的内聚力和内摩擦角,使围岩由“软”变“硬”,使无支护作用的围岩体变为支护结构,同时锚注锚杆成为全长锚固锚杆,加强了围岩的加固效果,达到安全永久支护巷道的目的.     

高应力软岩巷道耦合支护研究

为了研究确定高应力软岩巷道二次支护时间和支护强度，以焦煤集团古汉山矿西大巷为研究对象，采用FLAC加中的指数蠕变模型，研究分析围岩应力和围岩变形速度随时间的变化规律、二次支护时间及支护强度对围岩变形的影响规律．结果表明：采用指数蠕变模型得到的围岩变形随时间的变化规律与现场观测基本吻合，一次支护后围岩应力、围岩变形速度趋于稳定的时间段基本一致，在此时间段内进行二次支护后围岩蠕变速度最小，而且二次支护强度在0．25～0．30MPa范围内可以有效地控制围岩蠕变速度，二次支护强度大于该范围，围岩的蠕变速度也不会再有明显的降低，保持了巷道稳定．     

软岩巷道掘进中的光面爆破控制参数研究

为避免软岩巷道掘进过程中爆破对围岩产生损伤,采用合理的控制爆破参数和施工技术,能取得良好的爆破效果,提高施工的安全性,降低成本,并带来的良好的经济效益和社会效益.     

软岩巷道破裂特征与分阶段分区域控制研究

解决软岩巷道维护问题的关键在于准确把握该类巷道围岩内部裂隙发展演化规律和破裂特征.以某矿典型的软岩巷道为研究对象,实验研究了巷道围岩组份及微结构的特征;现场测试了巷道围岩内部破裂发展过程和规律,得到了典型软岩巷道围岩内部裂隙扩展贯通具有阶段性和非均匀性的破裂特征;根据巷道破裂发展的时间效应和区域特征,提出了分阶段、分区域控制的关键技术,包括:分阶段喷射混凝土、锚杆(索)强力支护、围岩注浆加固的过程控制和重点部位的加强支护技术.现场工程实践表明,针对软岩巷道破裂特征的分阶段控制技术可以有效控制软岩巷道的围岩变形破裂的发展,实现该类巷道的围岩稳定.     

车集煤矿软岩硐室破坏机理及加固技术研究

松软岩层中的井下巷道支护是目前矿山建设中的一个主要难点.针对车集煤矿的具体条件,对井下巷道的破坏形式及破坏机理进行了分析,在此基础上,提出了锚注法修复加固方案,并阐述了锚注法的支护机理及支护参数.实践表明,应用效果显著.     

TBM掘进圆形隧洞底鼓机理FDEM数值模拟研究

采用耦合的有限元-离散元法（finite-discrete element method, FDEM）研究了圆形隧洞底板大变形灾变机制,并研究了地应力量值、侧压系数、底板位置和隧洞形状对底鼓灾害的影响。结果表明：1）在静水压力状态下,圆形隧洞底板大变形灾变力学机制为隧洞开挖造成围岩径向应力降低和切向应力升高,当超过岩体强度后产生共轭剪切破裂,并伴随拉伸断裂;浅部破裂岩块在深部围岩弹性变形恢复和剪胀效应下发生向隧洞内的翻转大运动,进而引发底板大变形灾害;2）随着地应力量值、侧压系数和底板位置的变化,围岩破坏率、损伤破裂区半径和隧洞表面围岩最大位移量等也发生变化,但仍为破裂碎胀性的大变形;3）传统的滑移线场理论难以解释直墙拱形底板围岩的共轭剪切破裂和深部岩体破裂,采用FDEM和双轴压缩力学模型可成功解释上述现象,为隧洞底鼓大变形灾变机制提供新的研究思路。     

车集煤矿软岩硐室破坏机理及加固技术研究

松软岩层中的井下巷道支护是目前矿山建设中的一个主要难点．针对车集煤矿的具体条件,对井下巷道的破坏形式及破坏机理进行了分析,在此基础上,提出了锚注法修复加固方案,并阐述了锚注法的支护机理及支护参数．实践表明,应用效果显著．     

深部高应力松散破碎软岩巷道支护技术研究

云南某铅锌矿860坑550中段阶段运输大巷应力高,围岩松软破碎,难于支护,严重影响着矿山的生产.在现场岩体结构调查和室内力学实验的基础上,采用声波测试法对该巷道3类不同围岩进行了3个断面的测试.测试结果表明:550中段1号监测断面层纹灰岩和2号监测断面结晶灰岩的松动圈厚度为1.3 m,属于中松动圈Ⅲ类围岩;3号监测断面一般千枚岩松动圈厚度为2.0 m,属于大松动圈Ⅳ-Ⅴ类软岩.根据巷道三类围岩松动圈测试结果,分别提出了相应的支护措施.通过FLAC3D数值模拟软件对一般千枚岩支护措施和方案进行了优化.最后在550中段开展了一般千枚岩巷道的支护试验,现场监测结果表明巷道支护效果良好.研究成果为类似巷道的支护方法提供借鉴.     

深井软岩巷道底板卸压钢丝绳网锚注支护技术研究

针对平顶山天安煤业股份有限公司一矿深井软岩回风上山巷道工程地质条件和围岩变形特征,采用数值计算方法,研究了底板卸压槽卸压前后巷道围岩应力场、塑性区的变化规律,分析了底板卸压槽卸压机理,提出了钢丝绳网锚注支护技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:(1)巷道底板开掘卸压槽卸压后,底板围岩垂直应力和水平应力的高应力区及其峰值应力均向底板深部转移。卸压后底板同一深度的围岩应力均小于卸压前的围岩应力;卸压后巷道顶底板和两帮围岩的塑性区范围均增大,底板卸压效果明显。(2)深井巷道围岩的破碎区和部分塑性区是支护的重点。回风上山巷道采取开挖底板卸压槽、钢丝绳网锚杆支护和围岩注浆加固等支护措施后,在围岩中形成了锚注体支护圈,提高了围岩的强度和自身承载能力。巷道围岩经历加速变形阶段、减速变形阶段和稳定变形阶段后,一直处于稳定变形状态。卸压槽+钢丝绳网锚注支护在回风上山巷道的支护试验取得成功,可为深井软岩巷道支护提供参考依据。     

云盖山一矿穿多层倾斜软岩巷道锚注支护技术应用研究

针对云盖山一矿巷道掘进过程中穿多层倾斜软岩难以支护的问题,深入开展围岩结构观察和岩性分析,并用数值模拟方法分析巷道非对称变形的原因,提出巷道非均匀变形控制思路与支护方案,采用锚注支护控制巷道的非对称变形,结果表明:穿层软岩巷道两帮浅、中、深部破碎范围分布不均匀,顶底板呈现非对称变形破坏特征,浆液扩散差异化显著,与层理、节理的不均匀分布密切相关;采取中空锚杆索浅深部和高低压相结合的注浆方式,对破碎岩体节理和岩层层理进行胶结,高强度锚网索将胶结后的节理和层理进一步进行挤压加固,设计"三次喷浆+高强锚网索+中空注浆锚杆索+底板硬化"全断面联合支护方案,在现场得到成功应用,可为类似穿层软岩巷道的控制提供参考。     

高炉炼铁过程数据驱动软测量技术研究综述（英文）

在高能耗、高污染、极为复杂的冶炼过程中,高炉是极为重要的反应器。软测量技术是在线实时预测反映高炉能耗和运行稳定性质量指标的关键技术,在节能减排、提高产品质量和带来经济效益方面发挥着重要作用。随着物联网、大数据和人工智能的发展,高炉炼铁过程中的数据驱动软测量技术受到越来越多关注,但目前尚无关于高炉炼铁过程数据驱动软测量技术的系统性总结与评价。本文详细总结了高炉炼铁过程数据驱动软测量技术的最新研究成果与发展现状。具体而言,首先对高炉炼铁中使用的各种数据驱动软测量建模方法（如多尺度方法、自适应方法、深度学习等）进行了全面分类总结与分析。其次,对高炉炼铁中数据驱动软测量技术的应用现状（如硅含量、熔铁温度、气体利用率等）作对比分析。最后,展望了数据驱动软测量技术在高炉数字孪生、多源信息融合、碳达峰与碳中和等方面的潜在挑战和未来发展趋势。     

110工法顶板结构运动全过程力学模型的研究与应用（英文）

由于以往对110工法覆岩结构动态运动特征不了解,难以精确计算巷道支护阻力,造成巷道的过度支护,导致巷道支护成本大幅度增加。本文针对上述问题,对110工法沿空留巷的覆岩结构运动及巷道变形规律进行了深入研究。首先,依据两次采动影响下巷道顶板结构受力和支撑边界的动态变化过程,对切顶沿空巷道划分典型阶段;其次,以关键块为主要研究对象,基于沿空巷道的覆岩顶板破断结构和垮落特征,建立回采不同阶段切顶巷道支护阻力的力学模型和计算公式;然后,利用数值模拟软件,初步确定具体分阶段支护起始范围并验证支护方案的可行性;最后,结合现场实测数据,总结出110工法在两次采动影响下巷道分阶段压力显现及其变形规律。本文所叙研究成果与现场实测结果基本一致,为110工法在不同阶段的分区精准支护提供理论依据。     

事件触发机制下无模型多智能体系统的分布式优化（英文）

研究了一类一般非线性无模型多智能体系统的分布式优化问题。每个智能体的动态模型是未知的,只能获得输入和输出数据的信息。首先,通过采用无模型自适应控制方法,将原来未知的非线性系统等效转化为动态线性化模型。然后,为保证所有智能体输出的一致性误差收敛,提出一种基于事件触发机制的一致性控制方案。其次,引入分布式梯度下降法,提出一种新的事件触发无模型自适应分布式优化算法。根据李亚普诺夫稳定性理论,给出闭环系统达到一致性和最优性的充分条件。最后,通过仿真实验验证算法设计方案的有效性。     

冻融焦煤力学行为特征及微观结构响应规律试验研究（英文）

为深入研究煤岩在冻融与载荷作用下的力学行为特征和细观结构响应规律,开展了冻融焦煤单轴压缩试验,试验全程采用声发射和DIC系统监测,采用扫描电镜及显微镜观测了不同冻融次数焦煤细观结构及断裂面形貌。结果表明,随着冻融次数增加,煤样质量持续增长,孔隙裂隙结构显著发育,单轴抗压强度及弹性模量逐渐降低。冻融次数增加,压缩煤样声发射活动逐渐增强,且压密阶段AE事件分布密度及强度显著增加;煤样压缩全程内部拉伸微裂纹占比较大(除冻融30次外);声发射b呈“V”型变化,揭示冻融焦煤裂纹扩展速度先增后减,加载过程中b值平稳降低特征逐渐显著,微裂纹尺度不断增大。冻融次数增加,压缩煤样耗散能占比逐渐增大,弹性能占比对应减少;冻融0～20次煤样多呈劈裂拉伸破坏,冻融30次后转为剪切破坏,煤样破坏时最大主应变由17.42%降至4.65%,断面形貌由粗糙逐渐趋于光滑。建立了冻融及单轴载荷作用下冻融焦煤单轴压缩损伤本构模型,所得理论曲线与试验结果吻合度较高。研究发现,自由水冻结造成孔隙裂隙空间扩展延伸、不断强化的水岩作用以及矿物颗粒间的相互作用是造成焦煤冻融损伤的主因。