不同冲击荷载下高温-水冷却花岗岩能量耗散特征研究（英文）

研究地热钻井施工中高温岩石冷却后的能量耗散特性,对提高岩石破碎效率至关重要。通过对分离式霍普金森压杆(SHPB)系统在不同冲击载荷下的动态试验,研究了高温-水冷却花岗岩的能量耗散特性。花岗岩的加热范围为25℃至1000℃。此外,还通过电镜扫描(SEM)和压汞试验(MIP)获得了该花岗岩的微观形貌和孔隙分布。以400℃为界,孔隙分布变化趋势可分为两个阶段：在400℃之前,微孔和小孔占比超过75.00%;当T≥400℃时,中孔占比迅速增加。此外,动态峰值应力和峰值应变随入射能量的增加而增加,而动态弹性模量的变化趋势不明显。当加热温度从25℃增加到800℃时,耗散能占比呈上升趋势,而加热到1000℃的花岗岩的吸收能量下降。当应变率在100 s^-1-120 s^-1之间时,能量利用效率最高。     

综放工作面开切眼掘进及其围岩稳定性控制技术

为解决综放工作面开切眼掘进过程中围岩控制难度大的问题,利用FLAC3D软件对开切眼一次掘进(导硐)、二次掘进(扩宽)过程中围岩扰动情况进行数值模拟,对比分析其位移和应力特征。结果表明:一次掘进时巷道变形量不大,但随着二次掘进宽度的增加,巷道变形量不断增大;顶板变形量主要发生在二次掘进期间,且受二次掘进宽度的影响较大,二次掘进宽度越大,顶板变形量越大。据此提出采用"宽导窄扩"的掘进方式,该掘进方式对围岩的扰动破坏程度较低,通过在西沙河煤矿1901综放工作面开切眼进行工业性试验表明,顶底板最大移近量为98 mm,该掘进方式能有效控制开切眼围岩的变形破坏。     

沿空掘巷窄煤柱稳定性影响因素及工程应用研究

统计了中国东西部6个煤矿典型案例,总结分析了影响窄煤柱变形破坏的关键因素。利用FLAC数值计算研究了不同煤层强度和厚度、煤层埋深、基本顶强度、掘进和采动以及支护强度等因素影响下窄煤柱变形破坏特征,确定了这些因素的影响效果;在基本顶能沿采空区边缘切断的前提下,坚硬的基本顶有利于窄煤柱的稳定;沿空掘巷窄煤柱的宽高比对围岩变形的影响最大,过小的宽高比容易造成煤柱本身整体失稳;锚杆对窄煤柱浅部围岩强度进行强化,提供一定的侧向约束力,控制煤柱表面向巷道内移动。最终提出不同影响因素下保障窄煤柱稳定的控制对策。     

采场自燃发火防治研究

21世纪是中国高速发展的时期,也是能源大量消耗的时期.而在中国的一次能源消耗中,煤炭资源的比重一直是最高的.所以煤矿开采的形势对国家发展起着重要作用,而在煤矿开采中难免会出现一系列的问题,其中自燃发火就是一个很严重的问题.本文旨在论述自燃发火带来的危害,自燃发火形成的原因以及其影响因素.同时探讨自燃发火隐患预测预报技术以及煤炭自燃火灾防治技术.     

基于PFC3D-GBM的晶体–单元体尺寸比对花岗岩动态拉伸特性影响分析

为从矿物颗粒尺度上探究花岗岩的动态拉伸力学行为,提出一种新型的基于颗粒流方法(particle flow code,PFC)的三维等效晶质模型(grain-basedmodel,GBM),并利用FDM-DEM耦合建模技术构建三维分离式霍普金森压杆(splitHopkinsonpressurebar,SHPB)模拟系统。利用该系统对模拟岩样进行动态半圆弯拉(semi-circular bending,SCB)试验,探究试样破裂过程,并讨论晶体–单元体尺寸比对花岗岩动态拉伸力学行为的影响。研究结果表明：动载作用下的试样内部裂纹数目演化过程可分为萌生、缓慢增长、急速增长、趋于稳定4个阶段,且拉伸破坏是引起试样整体破裂的主要力学机制。随着晶体–单元体尺寸比的增加,试样晶内接触数量占总接触数量的比值逐渐上升并趋于稳定,而晶间接触占比则相应减小。试样破坏后产生的晶内裂纹数量占总裂纹数量的比值逐渐增大,导致试样发生宏观断裂时所需的外部荷载值上升,因此其动态抗拉强度上升且逐渐趋于稳定。PFC3D-GBM在研究晶质性岩石动力学方面具有可行性,是从矿物颗粒尺度上进行岩石力学探究的有力工具。