固液耦合模式下含断层缺陷煤层回采诱发底板损伤及断层活化突水机制研究

针对具体地质条件,以现场试验数据为基础,采用相似材料试验及数值模拟相结合的分析方法,对含断层缺陷煤层回采过程中底板损伤破坏及断层活化规律进行研究,研究得出:采用内径不同的水管能够很好地反映底板岩层渗透性的空间差异性,通过采用调节注水管水柱高度的方式可以控制水压以满足设计要求;煤层埋深、承压水水压及断层落差越大越易突水,断层防水煤柱宽度越大越不易突水;通过试验及模拟计算再现了不同因素影响下煤层回采过程中底板采动裂隙形成、断层活化到突水通道形成的全过程,揭示了含断层构造底板突水通道的形成机制;研究结果对承压水上含断层缺陷煤层回采时防水煤柱的留设具有重要的参考价值。     

断层倾角对逆断层活化规律影响的模拟分析北大核心

以杨村煤矿10605工作面F5逆断层为研究对象,采用三维有限差分数值软件FLAC^(3D)模拟研究了断层倾角对逆断层活化的影响,揭示了断层倾角对逆断层活化影响的规律。结果表明,当开采逆断层下盘煤层时,断层倾角越小,断层带上的应力就越大;断层倾角越小,断层带两盘相对滑移量越大;断层带受采动影响显现出的孔隙压力范围及破坏程度随断层倾角的增大而减小。小倾角逆断层容易活化,诱发断层突水危险性大,所需留设的防水煤柱的宽度越大。     

煤层底板承压水导升监测系统研发与应用

为深入分析底板导水通道的演化形成过程及承压水导升规律,自主研制了底板承压水导升监测系统,该系统由承压水加载系统、承压水导升系统组成。试验结果表明:承压水导升监测系统不仅可以较为精准地模拟含水层对底板岩体的力学作用,而且可直观地再现底板不同位置处承压水的导升情况;当采动压力峰值经过导升管所处位置后往往会造成该处水流量增加,并伴随底板岩体应力不断释放,承压水导升高度也随之增加,底板岩体卸荷程度与监测管出水量同步达到峰值。     

深部大断面硐室围岩应力演化及变形破坏规律研究

针对深部大断面硐室围岩变形机理复杂的难题,以葛亭煤矿230采区扩容泵房的地质条件为背景,运用FLAC3D数值模拟软件分析了采动过程中深部大断面硐室围岩应力演化及变形破坏规律。研究表明:硐室开挖后水平应力主要集中在巷道的顶底板部位,而在拱角和巷帮位置处垂直应力集中现象比较明显;在掘进面后方,巷帮处的水平应力及顶底板处的垂直应力逐步向硐室方向释放,且随着时间的增加,降低的程度及范围进一步加大,但降低梯度逐渐变缓最后趋于稳定。     

2008—2021年我国煤矿水害事故统计规律分析及预测研究

针对近年来我国煤矿水害威胁矿山企业安全生产的现象,通过整理国家及各省(直辖市、自治区)矿山安全监察局、煤矿安全生产网的2008—2021年水害事故资料,以数理统计的方法,从水害事故等级、时间、空间、矿井规模角度进行了分析,探讨了水害事故的发生规律,分析了原煤产量对百万吨死亡率的影响,对2022与2023年的百万吨死亡率做出了预测,并依据水害事故的特点提出了防治建议。结果表明：较大及以上等级的水害事故是煤矿水害防治的工作重点;水害事故在空间上高发于华北、东北、西南地区;水害事故在时间上高发于每年的3—4月、7—8月,每天的23∶00—1∶00,7∶00—9∶00,15∶00—17∶00,17∶00—19∶00;水害事故高发于小型矿井;原煤产量与百万吨死亡率呈长期的负相关协整关系,预计2022、2023年百万吨死亡率将分别下降至0.041与0.030。     

基于一体化支撑平台的配电生产风险管控的研究

随着坚强的智能电网概念的提出,配电生产的安全平稳运行受到了高度的重视和关注,在这种背景下,如何加强对配电生产的风险管控,提高配电生产运行的稳定性,成为有待解决的问题。目前,尽管电网公司的部分单位建立了相应的故障应急处理系统,但缺乏和其他风险相关单位之间联系和沟通。若从一体化支撑平台的角度下对配电生产的风险进行管控,可以明确生产风险发生的来源,各风险相关单位能够统一协助对配电生产中的风险进行相应的处理,有效提高了配电生产的稳定性。因此,基于一体化支撑平台的配电生产风险管控的研究是十分有必要的。     

近年来我国煤炭经济发展研究及预测

为了更加深入地分析我国煤矿安全事故发生的特点及规律,基于2008—2021年全国煤矿事故数量及死亡人数的统计数据,分别从事故发生地区、事故等级、事故类型及发生时间4个维度对我国煤矿安全事故进行分析,并对2022—2023年百万吨死亡率进行预测。结果表明：我国煤矿安全事故呈现出北方多南方少、西南地区偏多的规律;不同等级事故中,一般事故发生起数最多,死亡人数最少;重特大事故发生起数少,但是死亡人数最多;从事故类型来看,顶板事故、瓦斯事故及运输事故是我国煤矿安全事故发生的主要事故类型;从事故发生时间来看,1—3月事故起数相对较少,7—10月事故起数较多。

     

高温与不同水压下深部砂岩渗透特性试验研究

岩石的力学性质与渗透特性与应力,温度及渗透压力具有密切关系。运用Rock Top多场耦合试验仪对红砂岩进行100℃高温下不同静水压力与渗透压差条件下的温度–应力–渗流耦合试验研究。研究结果表明:(1)100℃高温下红砂岩全应力–应变经历裂隙压密→线弹性变形→微裂纹稳定发展→非稳定破裂发展→峰后变形与破坏5个阶段;(2)对应岩石应力–应变曲线,流量随应力差的增大呈现反向急速溢出段,反向稳定溢出段,急剧上升段,稳定增长段,此时渗透率随应力差的增大呈现先由初始值下降,保持水平常值,急速增长至伪峰值后衰落,稳定增长至真峰值等变化特征;(3)红砂岩在高温、高围压作用下的渗透率随围压的等梯度增长近似呈线性降低趋势,在高围压下渗透压差对渗透率影响并不明显,渗透率值趋于稳定,2种方法均显示红砂岩属于典型低渗类岩石;(4)相同围压与渗透压差下,瞬态法与稳态法2种渗透率测试方法所测结果相近,在30～60 MPa围压范围内,压力条件是影响渗透率的主要原因。     

带压开采煤层底板破坏突水规律

针对随着开采深度不断加深而带来的承压水威胁进一步增加这一现状,根据具体地质条件,利用相似材料模拟试验以及自主设计的承压水导升模拟装置,观测了承压水在开采不同阶段的导升情况和底板破坏情况,深入研究了从开采伊始到逼近断层时底板从细微破坏到最终导水通道形成的规律;利用对模型进行分层拆解的方法,了解了裂隙的内部发育情况。     

智能便携式风扇设计

针对传统风扇调速不便、噪音大、性价比低等问题,设计了一款利用微控制器控制的智能风扇。该风扇具有手动按键和自动控制两种工作模式,可通过无线进行红外遥控和语音控制。自动控制模式下利用温湿度传感器检测周围数据,根据设定门限值自动调整转速,风扇的工作状态信息实时显示在LCD12864液晶屏上,且内含锂离子电池,可脱线长时间使用,使用12 V直流永磁无铁芯变频电机大大降低了噪音。文中详细介绍了系统结构和软件算法的设计方案。经实际测试表明,该系统实用性强,性价比高,具有很好的现实意义和市场前景。