冲击矿压预测的电磁辐射技术及应用

试验研究表明，煤岩在冲击破裂过程中，裂缝的形成和颗粒的摩擦会产生电磁辐射；煤岩体所受的应力越高、变形破裂越强烈，电磁辐射信号越强；现场观测的微震和冲击矿压发生前，电磁辐射也有较大幅度的增加．为此，提出了非接触式电磁辐射预测冲击矿压危险的临界指标和偏差技术．     

铜矿石摩擦过程中的声电效应研究

通过试验研究了岩石摩擦过程中产生声发射和电磁辐射的规律，发现实验过程中的加载速度以及试样所受的摩擦力对电磁辐射信号的频率和强度都有影响，并根据信号特征分析了岩石摩擦产生电磁辐射的机理。     

煤岩体冲击倾向性指标相关性研究

对煤岩材料进行单轴压缩实验,获得相应的冲击能量指数、弹性能量指数、动态破坏时间数据,分析了3个指标之间相关关系。研究结果表明:煤岩体的弹性能量指数与冲击能量指数之间满足正相关性,在两者数据值比较小的区间符合对数关系;动态破坏时间与冲击能量指数之间存在明显的负相关性,在动态破坏时间较小时,两指标符合乘幂关系;冲击倾向性实验中可根据拟合结果由其中某一指标值确定相关的另一指标。在其他区间内,数据的离散程度较大,相关性较差,实验中应当适当增加样本数量,提高结果的准确性。     

安全目标管理在煤矿安全管理中的应用

矿难事故表明,安全管理直接影响煤矿安全生产,是导致煤矿事故发生的深层次原因.从地质环境危险因素、机电设备的不安全状态、工人的不安全行为和安全管理缺陷四方面,剖析了煤矿安全管理中存在的问题.为了解决这些问题,采用了以超前型管理为主的安全目标管理模式,并针对问题提出了相应的解决办法.     

起爆位置对煤岩体深孔爆破的影响

基于岩石断裂力学和爆炸力学原理,分析了起爆位置对深孔爆破效果的影响。并运用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对不同起爆位置下柱状药包在煤岩体中产生的应力场及其传播规律进行三维数值模拟研究。研究结果表明:起爆位置对深孔爆破有显著影响,孔口起爆形成的爆炸高能区指向煤岩体内部,有利于炮孔底部深部岩体的瞬时脆性断裂,孔底起爆在煤岩体内形成的应力有效冲量是孔口起爆1.5倍左右,有利于塑性区内应力集中区煤岩体的破碎和裂纹扩展。     

煤样单轴压缩变形微震信号及应力分析

选取现场典型软硬煤试样,利用新三思微机控制电液伺服压力试验机进行单轴压缩实验,研究分析在加载模式下,煤岩强度及变形破坏特征,建立煤岩压缩过程侧向应变与破裂机制的关系。实验结果表明:煤样在主破裂发生前呈现出很弱的微震信号,即破坏发生前主频带变宽,振幅,应力达到最大值,信号频率最复杂。这就意味着煤样在该阶段已经进入危险状态,此时就必须采取相应的措施。     

塑性煤岩体应力连续测量试验研究

针对目前煤矿塑性煤岩体应力测量存在的问题和不足,提出了1种新的应力连续测量方法及装置。该方法及装置的软弹性感应器可以与钻孔孔壁耦合接触,克服了传统应力感应器伸缩量过小和抗压不抗拉的缺陷,并进行了实验室标准混凝土试件应力试验和现场初步试验。结果表明,该装置在测量过程中可以实现应力感应器与围岩快速主动耦合,并且不受钻孔周围围岩破坏程度影响。     

煤层突出危险性的属性综合评价模型研究

针对目前煤层突出危险性程度难以准确判定的难题,基于属性数学理论和方法,建立了煤层突出危险性的属性综合评价模型。模型选用煤层瓦斯压力、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤体破坏类型、综合指标D值和K值等6项指标作为煤层突出危险性的评价指标;应用属性数学理论,构造了各项指标的属性测度函数,定义了单指标属性测度和综合属性测度的计算方法;采用相似数和相似权的方法客观给各项指标赋权,用置信度准则进行属性识别,给出评价结果。通过贵州盘县的煤矿突出实例对模型进行了验证,结果表明该模型的评价结果与实际情况基本一致,可应用于煤层的突出危险性评价中。     

三轴加载煤体瓦斯渗流速度-温度联合响应特征

瓦斯渗流速度及温度响应能反映出受载煤体内部结构和能量的变化,可以作为煤与瓦斯突出预警信号。以型煤为研究对象,利用自主研发的含瓦斯煤受载破坏试验系统测定了三轴加载条件下煤体的瓦斯渗流速度及温度联合响应规律,分析了加载速率对瓦斯渗流速度和温度影响效应,建立了瓦斯渗流速度及温度与突出煤失稳破坏之间的关系。实验结果表明:(1)在整个加载过程中,瓦斯渗流速度表现出先减小后增大的趋势,在应力峰值处渗流速度出现突变点;随着加载速率的增加,瓦斯最小渗流速度V_(min)呈现出先减小后增大趋势,而瓦斯渗流速度变化量(V_(max)-V_(min))则先增加后减小;(2)随着加载应力的升高,瓦斯渗流温度呈线性增大趋势;瓦斯渗流温度变化差值(T_(max)-T_(min))随着加载速率的增大而逐渐减小;(3)加载速率较低时,约在煤样宏观破裂80%处渗流速度出现"平静期",而加载速度较高时,渗流温度在破裂前出现多次波动且有较长的"平静期",可作为突出煤失稳破坏的有效预警信息。     

石膏和砂岩试样损伤破裂及声发射时空演化规律研究

通过对石膏和砂岩试样进行单轴压缩声发射试验,获取两种试样破裂全过程中的载荷-轴向变形曲线及声发射参数,观察试样破裂失稳情况,分析破裂过程中的声发射时空演化规律和波形的多重分形特征。研究结果表明:砂岩试样的单轴抗压强度是石膏试样的7倍多;由于岩性的变化,石膏和砂岩试样的破裂宏观形态由"X"型变化到倒"Y"型;两种试样声发射脉冲计数与应力变化规律比较一致,但是砂岩试样脉冲计数的最大值远远大于石膏试样;两种试样三维空间定位点分布与各自破裂宏观形态是一致的,但出现的时间以及分布位置是不同的;二者破裂过程中的波形都具有多重分形特征,破裂时的多重分形谱宽Δf(α)小于破裂前的Δf(α),破裂前的Δf(α)小于破裂后的Δf(α),砂岩试样各阶段的Δf(α)都小于石膏试样对应各阶段的Δf(α)。表明两种试样在破裂时的能量大于破裂前,破裂前的能量大于破裂后,而且石膏在各个阶段的能量小于砂岩对应各阶段的能量。通过对比分析,更加深入了解石膏冲击破裂的规律。石膏和砂岩一样会发生冲击破裂,只是冲击破裂形式不同,而且在同等条件下,石膏破裂产生的能量小于砂岩,为石膏矿冲击地压的防治打下了理论基础。