上解放层开采对综放工作面回采巷道稳定性的影响分析

采用UDEC模拟开采上解放层条件下综放工作面回采对巷道稳定性的影响。通过分析被解放层垂直应力及巷道表面位移,得出:开采解放层后,被解放层煤体垂直应力分布可划分为原岩应力、应力升高、应力降低和应力恢复4个区,开采上解放层条件下,被解放层开采对巷道的超前影响距离明显降低,数值模拟结果和现场实测结果一致。     

千米深井沿空留巷复合充填体研制与应用

针对千米深井沿空留巷存在的问题,以山东某矿为试验场所,开展了沿空巷旁复合材料充填试验及其应用的研究。通过对沿空留巷覆岩结构模型和岩层运动的分析,认为留巷围岩结构要经历4个主要动压阶段:巷旁围岩破碎圈扩大阶段、不对称结构形成阶段、蠕变与稳定阶段以及二次回采超前影响阶段;根据岩层运动及矿压理论建立了巷旁充填体最大压缩量和矸石砖的最小抗压强度计算模型,得出充填体最大压缩量和最小强度分别为0.3 m和6 MPa;基于此提出了基于复合充填材料的分段分级施工、承载理论,并进行了主副墙体的参数和性能设计;最后,研究了主墙体矸石砖的制作过程,包括配比的优化、生产的工艺流程等参数。该矿工程实践表明,沿空巷旁复合材料(主副墙体)充填技术能够适应顶板岩层的运动规律,发挥了主副墙体的各自功能,满足支撑顶板、维护巷道稳定等需求,达到了预期效果。     

尾矿絮体结构的分形特征及其沉降速度研究

絮凝沉降广泛存在于尾矿处置的各个工艺环节,实现尾矿絮凝沉降速度的精确测算对于指导尾矿充填及地表堆存等工程问题具有重要的现实意义。本文借助分形理论研究了尾矿絮凝体的结构特征,建立了絮凝体几何尺寸与颗粒粒径、分形维数之间的数学关系,综合分析了浮力效应、回流效应以及黏滞效应对絮凝体沉降的影响作用,最终构建了沉降速度的测算模型。开展尾矿絮凝沉降试验,同时利用聚焦光束反射测量(FBRM)技术对絮凝体几何形态的变化进行观测,并根据实测数据对沉降速度测算模型进行了验证分析。结果显示：絮凝体沉降速度随其等效粒径增大而增大,可划分为加速沉降、匀速沉降、压密沉降3个阶段;试验尾矿絮凝体的粒径为140～350μm,当分形维数取2.25时,沉降速度为1.3～2.0 mm/s,模型计算值与实测值存在较好的相关性,具有一定的实际应用价值。     

矿山岩土液化有限元数值模拟与π定理的耦合研究

实际工程中的矿山泥石流现象非常复杂,仅靠理论分析对矿山安全中的岩土液化问题进行求解存在许多困难。应用OpenSees有限元平台和非线性空隙介质固液耦合本构方程理论对矿山岩体与砂土液化现象进行数值模拟,应用无量纲分析法分析了复杂的矿山泥石流现象影响因素。无量纲分析结果与实际情况一致,且能够直观地表达各无量纲量对岩土液化现象的影响,为矿山安全生产研究提供了一种新的思路和依据。     

基于聚类分析的微震定位二次优化研究

为了提高微震定位的精度,利用MATLAB软件及其工具箱编制相关分析、处理程序,进行了关于微震定位结果的二次优化研究。利用传统数学方法,将微震定位问题简化为求解线性方程组,建立基于多传感器的四四组合定位模型,四四一组求解其定位结果;并采用k-means聚类方法对组合定位结果进行优化处理,减小定位结果的奇异性。设定核心簇和外围簇2类,引入聚心曲线拐点及噪声偏移距离概念,建立聚类继续与否的判定准则。通过某矿现场验证表明,优化后的结果与真实震源误差为(1.8,2.83,11.6),空间距离约为12.08 m。该方法算法简单,操作方便,且精度较之单一定位方法有所提高,基本满足现场需求。     

爆破震动与岩石破裂微震信号能量分布特征研究

 以矿山现场微震数据为基础,选取矿山爆破震动信号与岩石破裂微震信号对比研究。首先,运用Matlab的小波包分析模块对微震信号进行5层多尺度分解,分别求取各节点处重构信号的小波包频带能量,对爆破震动信号与岩石破裂信号的频带能量分布特征进行研究;其次,通过建立新的频带空间,对比二者的能量分布特征。结果表明,矿山现场微震信号的频带能量分布特征为：岩体破裂信号的能量多集中于S5,0～S5,7低频频带(0～125 Hz),爆破震动信号的能量则在S5,24～S5,31频带(375～500 Hz)表现得较为集中。该分析方法为矿山识别爆破震动事件与岩石破裂事件提供了一种思路,利用二者能量分布差异大、特征对比明显的特点,通过对比新频带空间内的能量分布特征,可以实现对两类微震波形的初步辨识。