基于ANP-MEA模型的智能化开采工作面适应性评价研究

为更好地解决煤矿智能化开采工作面适应性评价模型的关联性和模糊性问题,提出了由地质条件、开采技术条件、关键技术条件以及管理保障条件等4个一级影响因素及16个二级影响因素,构建的煤矿智能化开采工作面适应性评价指标体系,并建立了煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型。将煤矿智能化开采工作面适应性评价等级划分为I级(好)、Ⅱ级(较好)、Ⅲ级(一般)和Ⅳ级(差)等4个等级。采用网络层次分析法(ANP)研究影响因素之间的相互联系,并使用YAANP软件计算得到煤矿智能化开采工作面适应性影响因素的权重。为有效降低个人因素对各影响因素评分的影响,将网络层次分析法与物元可拓模型相结合,对煤矿智能化开采工作面适应性影响因素进行评价,计算得到各影响因素的关联度及综合关联度,最后由综合关联度对煤矿智能化开采工作面适应性进行等级评定。将煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型在陕西黄陵1号煤矿的810智能化工作面进行应用,得出该煤矿智能化开采工作面适应性综合关联度为K₁=0.06,K₂=-0.05,K₃=-0.61,K₄=-...     

向斜作用下回采巷道冲击地压力学分析及冲击特性研究

为探索向斜对回采巷道冲击地压的作用机制,以河南某矿区21221工作面为研究背景,采用力学分析、CDEM数值计算及现场实践相结合的方法,对向斜作用下回采巷道围岩冲击特性规律展开研究。建立了向斜作用下回采巷道力学模型及数值计算模型,分析了向斜作用下回采巷道围岩能量随采动影响变化趋势,得出如下结论：(1)向斜作用下回采巷道底板围岩应力集中较大,易发底板冲击,帮部围岩应力集中相对较高,可发帮部冲击,顶板围岩应力较小,不易发顶板冲击;(2)向斜作用下回采巷道围岩能量随采动影响总体上呈现先急剧增大,后持续稳定,然后突变降低,最后持续稳增加到一定应力状态,或者稳定不变;(3)向斜轴部巷道围岩变形以底鼓为主,向斜翼部巷道围岩变形是底板和帮部同时变形,向斜轴部巷道围岩变形整体上大于向斜翼部,前者底鼓量约为后者的2倍,且向斜轴部巷道底板深度1～3 m围岩变形剧烈,底板深度5～8 m围岩较为稳定,而向斜翼部巷道底板深度1 m围岩变形明显大于底板深度2～8 m围岩。力学分析及现场应用表明,其与数值计算结果较为吻合。     

基于煤体损伤演化的煤柱承载规律与宽度确定研究

为了解决工作面煤柱承载规律不清晰和合理宽度难确定的现场难题,通过运用数值模拟和现场工业性试验等方法,对工作面巷道围岩变形规律、煤柱承载特性演化规律、煤柱内裂隙扩展规律和支护控制进行研究。分析了煤柱在受两侧采动影响下内部裂隙的演化过程和分布特征,揭示了采动应力下原生裂隙的扩展到宏观破裂面产生的损伤破坏机制,确定了煤柱两侧的损伤范围;在煤柱第1次损伤的基础上,进一步研究了沿空掘巷后煤柱内部裂隙由两侧向中间发育的破坏机理,建立了剪切裂隙和张拉裂隙的分布特征与煤柱承载特性的关系;研究了不同宽度煤柱对应的巷道围岩稳定性,最终确定了7106工作面风巷的护巷煤柱合理宽度为7.0 m;提出了使用高强度螺纹钢锚杆与双筋双梁钢筋梯子梁支护,并利用预应力锚索加强支护的工作面煤柱稳定性支护控制技术。现场应用实践表明支护控制效果良好。