真三轴卸荷条件下砂岩力学特性和剪切变形带预测模型

中间主应力和卸载作用对岩石剪切破坏特性具有重要影响。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展不同中间主应力条件下砂岩加载和卸载破坏试验,分析其变形特征和强度特性,通过建立本构关系和剪切变形带角度预测模型,研究2者对剪切变形带角度的影响规律。试验结果表明：随着中间主应力增加,岩样峰值处偏剪切应力增加,且卸载条件下增幅较小;岩样最大压缩点呈现先增加后趋于稳定的趋势,达到最大压缩点后,加载条件下岩样体积应变由膨胀逐渐变为压缩,而卸载条件下均呈膨胀趋势。随着中间主应力增加,岩样偏剪切应变陡增,卸载条件下陡增提前。在峰值处,卸载条件下应力Lode角和应变Lode角均比加载条件下的大,且2个条件下2类Lode角的差值随中间主应力增加而增大。中间主应力和卸载作用可以通过应力Lode角反映岩石屈服特性,通过应变Lode角反映岩石内部裂隙演化方向。采用等效塑性应变表征内摩擦角和剪胀角,建立由三应力不变量构成的硬化本构关系;引入相关流动法则,构建剪切变形带角度预测模型。对比试验值,发现模型预测效果良好。随着中间主应力增加,变形带角度先减小随后趋于稳定;而卸载作用会减小变形带角度,并受中间主应力影响,角度减小...     

残采区关键域充填储碳空间重构的科学内涵

减碳降碳是我国煤炭工业绿色低碳发展面临的新挑战和科技攻关的新方向.在分析残采区储碳空间重构必要性的基础上,以绿色开采和科学开采的学术思想为指导,综合考虑残采区空间资源的高效率开发与CO₂的大体量储集,提出了残采区关键域充填储碳空间重构的技术方法——基于残采区发育特征和围岩结构形式,通过分区设计、充填重构和储集控制等技术的系统集成,在煤矿残采区关键位置实施针对性地充填增稳技术,构筑出封闭且稳定的CO₂储集空间.残采区关键域充填储碳空间重构需要解决四大关键科学问题：残采区潜在储碳空间煤岩破坏响应规律及关键域判别原理、关键域碱性充填材料碳化改性-碳化养护的协同储碳机制、煤岩充结构体蠕变失稳模型与储碳空间群灾变失稳机理、储碳空间关键域充填参数与CO₂注/排参数的设计准则等.残采区关键域充填储碳空间重构关键技术包括：潜在储碳空间关键域的多参量识别技术、关键域碱性充填材料储碳性能的表征技术、注/排影响下储碳空间的链式灾变模拟技术、储碳空间重构“承载-储碳”参数的调控技术等.残采区关键域充填储碳空间重构亟需攻关的研究任务有：残采区潜在...     

应力传递对垮落岩体空隙率空间分布的影响

垮落岩体空隙率空间分布特征将直接影响采空区瓦斯涌入工作面。本文基于离散单元法,通过自主编程模拟了垮落岩体的压实过程,研究了岩块间应力的传递和演化对垮落岩体空隙率分布的影响。结果表明:垮落岩体内应力主要通过强力链向下传递,压缩量较小时,强力链主要集中在垮落岩体上部,使上部岩块受力大于下部,随压缩量增大,强力链向垮落岩体下部延伸,使上部的高应力区不断向下扩展。由于垮落岩体下部岩块受外力扰动较小,导致垮落岩体下部空隙率高于其他层位,其中下部空隙率为上部的1.1～1.4倍。垮落岩体空隙与力链空隙均呈现双峰分布,随压缩量增大,力链出现断裂,力链空隙进行重组,使岩块出现滑移,导致垮落岩体内部分大空隙分裂为小空隙。     

英、法等国电力营销管理简述

对英、法等国家和地区电力营销管理基本情况作了简要介绍,其先进经验。对我国现阶段电网企业开展电力营销管理和优质服务工作,具有一定的借鉴和促进作用。     

基于顶板结构断裂特征的煤矿结构充填关键位置确定方法

充填开采是控制岩层移动并降低地表沉降与环境损害的重要途径,而充填材料来源不足和充填成本高昂现成为制约井工煤矿充填开采推广应用的主要瓶颈。探寻重点区域的低充填率靶向充填新方法与配套技术是充填开采的研究热点之一。为解决上述问题,结合煤矿井下结构充填的学术思想,深入研究了顶板岩层断裂特征,明确了顶板岩层破断块体尺寸及铰接形态,识别了破断铰接块体主沉降区域,判定出结构充填的关键位置。结合关键位置确定方法,提出重点控制基本顶最大挠度位置,即板结构潜在张拉断裂位置(塑性铰发育位置)的“工字型”结构充填新方法。结合新阳矿岩层地质参数,借助FLAC3D数值模拟软件,深入分析了工作面采宽和推进方向上顶板岩层内应力、竖直沉降、塑性区分布规律,揭示了不同方案下充填体稳定性演变特征。结果表明：“工字型”充填在节省充填用量的基础上,较垮落式开采减少初采期直接顶沉降量33.47%,与全部充填仅相差2.3%。同时,关键位置充填体能有效应对顶板回转下沉引起的应力集中,保持自身稳定性,实现对顶板的长效支撑。综合分析得到了新阳矿首采工作面初采期“工字型”结构充填最佳充填方案为中部条带长度72 m,宽度7 m,两侧条带长度...     

分级加载下矸石胶结充填材料蠕变特性研究

矸石胶结充填材料用于煤炭资源的充填开采时,其长期工作性能关系到采空区安全与稳定。为探讨无侧限充填体长期稳定性,制备不同骨料级配和不同水胶比的试样进行单轴压缩分级加载蠕变试验,并分析了长期稳定强度、蠕变硬化系数等参数。结果表明:基于A.N.Talbol骨料级配理论制备的矸石胶结充填材料可满足流动性能要求,其28d单轴抗压强度随水胶比增加而降低,n为0.8时最高,为6.73MPa;除n为0.9外,其他n值的充填体蠕变破坏强度大于28d单轴抗压强度,长期稳定强度在n为0.6时最高,为8.13MPa,n为0.9时最低,为4.47MPa,且随水胶比增加而降低,从8.82MPa降至5.83MPa,水胶比0.642是其急速转缓慢下降的临界值;在n为0.6、水胶比0.542时,蠕变硬化系数最大,分别为1.31和1.38,且随n值和水胶比增加而降低。     

刀柱残采区上行长壁开采支承压力时空演化 规律研究

针对大同矿区刀柱残采区安全上行开采问题,通过相似模拟试验分析了刀柱残采区形成时和上行长壁开采过程中采场支承压力时空演化规律,提出了上行采动影响下超前采动煤柱的基本概念,基于关键层理论建立了超前采动煤柱的应力模型,解析了超前采动煤柱所受的平均支承压力,并结合晋华宫煤矿进行了分析验证。结果表明:1)超前采动煤柱是指:下伏残采区中受上行工作面超前支承压力影响的遗留刀柱煤柱。2)下部残采区形成过程中,刀柱煤柱的支承压力显著高于边界煤柱处,其整体呈现增长趋势,但增长速率逐渐减小;上行长壁开采过程中,超前采动煤柱的支承压力峰值在主关键层初次破断时达到最大,主关键层初次破断后明显减小。3)受主关键层运动影响,各刀柱煤柱受力依次经历了"微增长—快速增长—急速降低—保持低应力—应力反升"5个阶段。4)晋华宫煤矿9号煤层上行长壁开采,预计主关键层初次破断时超前采动煤柱承受的平均支承压力为40.5～47.2 MPa。     

采场上覆岩层面接触块体结构的力学机理分析

在现场观测的基础上,建立了直接顶面接触块体结构的物理力学模型,并分析了其力学实质,提出了面接触块体结构的力学定义.同时基于块体理论中确定关键块体的思想,运用矢量分析法确定了面接触块体结构中的关键接触面,对其进行了力学分析,从而深入研究了面接触块体结构的力学特性,获得了结构整体所受的挤压力和摩擦力的解析式,并且针对大阳泉煤矿8113综放工作面进行了实例计算,所得结果与现场矿压观测结果基本吻合.     

机械破碎后煤矸石在Ca(OH)2溶液中的活性特征

为研究在48 h内机械破碎后的矸石粉末在不同浓度的氢氧化钙溶液中火山灰反应特性和活性离子溶出特性,采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪分别对矸石粉末浸入1 mol/L和0.1 mol/L Ca(OH)2溶液中不同时间段的滤渣矿物成分、微观形态和红外光谱进行分析和观测,同时运用电感耦合等离子体发射光谱仪和电导率仪分别对滤液的活性离子浓度和电导率进行测定。结果表明：机械破碎后的矸石具有火山灰活性,在两种浓度矸石-Ca(OH)2溶液中,活性离子Al3+,Fe3+,Si4+浓度均在6 h和24 h达到峰值;活性离子来源于矸石中高岭石Al-O和Si-O键能的变化,溶解时间越长,键能变化越明显;矸石在两种浓度的Ca(OH)2溶液中表面形态,都经历了片状矿物的裸露→薄片状Ca(OH)2晶体的附着→小颗粒活性物质的析出→花瓣状产物的生成向针柱状产物转变的过程;随溶解时间的增加,1 mol/L和0.1 mol/L矸石-Ca(OH)2溶液的电导率均呈下降趋势,且前者的火山灰反应程度明显高于后者。     

白家庄矿垮落法残采区上行开采相似模拟实验研究

针对白家庄煤矿垮落法残采区上覆煤层开采问题,通过室内相似模拟实验研究发现,受两次采动影响,上行开采层间岩层出现了裂隙产生、扩展甚至贯通的过程,导致其层间岩层发生了结构性变化。掌握了垮落法残采区上行开采层间岩层的应力传递规律,再现了垮落法残采区上行开采层间岩层受两层煤开采共同影响作用下的移动变形全过程和岩层结构演化过程,揭示了垮落法残采区上行开采层间岩层存在块体梁-半拱结构控制层的结构机理与其力学特性。