综放工作面沿空留巷“错动”变形破坏机制及其控制

为了解决厚煤层大断面沿空留巷矿压显现强烈、维护困难、复用前修巷工程量大等问题,以晋城矿区唐安煤矿沿空留巷为工程背景,通过井下观测、理论分析和工程试验,分析综放沿空留巷围岩变形破坏特征和整体变形模式,提出针对性的围岩变形控制对策并在现场实施和验证。研究表明：综放沿空留巷变形主要表现为顶煤切顶下沉、巷旁支护劈裂歪斜、煤帮挤出和底鼓,不同位置围岩变形破坏呈现整体关联性;围岩变形整体呈现“错动”模式,对沿空留巷整体结构变形起控制作用的主要是回采空间顶板回转和向外侧移,以及底板在水平应力作用下向巷内挠曲,在顶、底、煤帮、巷旁支护综合作用下,形成趋向采空区的“错动”变形形态。基于留巷“错动”变形特征,提出沿空留巷围岩变形控制对策：巷旁混凝土墙支护采用薄墙体、高强度、预设迎山角的形式,巷内顶、帮补强支护,留巷“切顶控制”补强支护,超前工作面顶板区域水力预裂卸压。新技术方案现场试验和监测表明,回采后采空区顶板及时断裂,留巷应力环境明显改善,巷旁支护墙体完整,留巷围岩变形控制效果显著。     

煤与瓦斯突出的地质动力系统失稳判据研究

为了进一步弄清煤与瓦斯突出发生的原因及演化规律,在分析突出现象和已有研究成果的基础上,明确了突出的地质动力系统构成,分析了地质动力系统的演化过程,并构建了地质动力系统的失稳判据.研究结果表明:含瓦斯煤体是突出的物质基础,地质动力环境为突出营造了高构造应力、低强度煤岩体、高瓦斯赋存环境,而采掘扰动为突出提供了激发动力和空间条件;突出的发生需经历地质动力系统的孕育、形成、发展和终止等演化过程;突出的发生需满足地质动力系统形成的力学判据C_1;失稳力学判据C_2和能量判据C_3;利用地质动力系统判据能够揭示典型煤与瓦斯突出事故的发生机理,为掘进工作面突出的预测和防治提供了依据.     

双环[4.2.1]⁃1(8)⁃壬烯的合成研究

根据反Bredt规则,桥头双键化合物的烯烃应变能(Olefin Strain,OS)若小于71 kJ/mol,在室温条件下则可分离。双环[4.2.1]?1(8)?壬烯化合物的烯烃应变能小于71 kJ/mol,属于反Bredt规则分子。提出了一条新的合成路线,由2?环庚烯酮出发,以乙烯基溴化镁参与的1,4?共轭加成和分子内Wittig反应为关键步骤,以七步反应和17%总收率完成了双环[4.2.1]?1(8)?壬烯的克级规模合成。不同于以往的合成,本课题组采用的原料均商业可得,避免了原料自身的合成,简化了合成路线。此外,采用分子内Wittig反应作为关键反应,避免了异构体的生成。由于桥头双键化合物具有高张力和结构不稳定性,因而合成该类化合物具有很大的挑战性。但是,发展此类化合物的合成方法对于深入研究其化学性质和应用价值具有重要意义。