2003～2012年我国建筑业事故统计分析研究

文章对2003～2012年间我国建筑行业发生的事故进行了统计分析,并从经济角度分析了事故特征与经济发展趋势之间的相关性,进而提出了相应的改进建议。研究结果对于建筑行业事故的预防和控制具有一定的理论意义和应用价值。     

不同介质作用下爆生裂隙的形态特征试验研究

为研究不同介质对爆生裂隙形态特征的影响规律,分别开展了空气、水、空气-悬砂颗粒和水-悬砂颗粒作用下的有机玻璃爆破试验,分析了爆生裂隙的长度、宽度和空间偏转角度,得到了爆生裂隙的形态特征和悬砂颗粒在裂隙中的分布规律。试验结果表明:采用水作为介质时,主裂隙的长度和宽度明显大于采用空气作为介质时,分别增大了16.9%和33.3%,可见,含水条件下爆破能量的利用率较高;相比于单纯的空气和水作为介质时,悬砂颗粒的添加使主裂隙长度分别增大了45.2%和45.0%,主裂隙宽度分别增大了133.3%和100.0%。在爆生气体的膨胀作用下,悬砂颗粒被气流带入到爆生裂隙中,很好地支撑了裂隙,使裂隙宽度增大。而且,悬砂颗粒的存在弱化了裂隙扩展的偏转作用,使裂隙偏转角度分布范围分别降低了81.3%和30.0%。试验结论对爆破增透强化瓦斯抽采技术具有一定的理论指导意义。     

基于固气耦合的煤岩-瓦斯二相介质相似材料及其力学特性

含瓦斯煤是具有多孔特性和气固耦合特性的二相介质复合材料。为了精准模拟含瓦斯煤的物理力学属性,基于相似准则和主控参数相似比尺,进行了80余组材料配比试验和力学参数试验,研制了煤岩-瓦斯二相介质相似材料。对比了相似材料和原煤的相似性,并基于新材料进行了三维煤与瓦斯突出相似模拟试验。主要结论如下：1）煤粉和腐殖酸钠水溶液为骨料和胶结剂配制的煤岩相似材料的弹塑性参数和吸附性参数均与原煤相似;2）适当体积比的CO2和N2二元混合气体的膨胀能和CH4膨胀能一致,CO2和N2二元混合气体可作为CH4相似气体,且安全性高;3）研制的煤岩-瓦斯二相介质相似材料与含瓦斯原煤的物理力学参数具有高度相似性,实现了气固耦合特性模拟;4）三维物理模拟试验再现了石门揭煤引发煤与瓦斯突出现象,得到与现场接近的突出孔洞形态和突出粉煤质量,验证了相似材料的合理性,也为进一步研究煤与瓦斯突出规律,监测突出前兆信息提供了科学手段。     

注水过程渗流对煤体的影响分析

对注水过程中水、气两相介质渗流对煤体的影响进行了理论分析,提出注水过程中的渗流对煤体的影响主要表现在水和瓦斯气体对煤体的物理化学作用和力学效应。分别对注水过程中水区和气区渗流介质的非稳态渗流对煤体的影响进行了分析,提出气体对煤体的影响主要表现在煤体的瓦斯吸附量上升,使煤体膨胀,表现出膨胀应力;水对煤体的影响主要表现在对降低煤体强度、提高煤体塑性和促进裂纹扩展;根据渗流的动态过程,分析了渗流对煤体影响的动态效应。     

瓦斯在煤体水压致裂过程中的作用试验研究

为分析瓦斯对煤体水压致裂过程的影响,利用自制的含瓦斯煤水压致裂实验系统,开展了恒定流量下含瓦斯煤水压致裂实验,得到了煤体压裂形态及电阻率响应特征,并分析了瓦斯在压裂过程中的作用。结果表明,无瓦斯条件下煤体压裂形成的裂隙少而宽,随着瓦斯压力的增大,新生裂隙数目逐渐减少,而原生裂隙则逐渐被激活;瓦斯压力的增大提高了煤体的起裂压力;含瓦斯条件下电阻率曲线呈现两种形态,即新生裂隙较多时呈现增大型曲线,原生裂隙被大量激活时呈现减小型曲线。基于试验结果分析,瓦斯在水压致裂过程中的作用有两个,一是瓦斯压力增大了水压致裂阻力,提高了起裂压力;二是高压水驱气作用诱导高压水进入、激活了原生裂隙。     

煤层突出危险性的属性综合评价模型研究

针对目前煤层突出危险性程度难以准确判定的难题,基于属性数学理论和方法,建立了煤层突出危险性的属性综合评价模型。模型选用煤层瓦斯压力、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、煤体破坏类型、综合指标D值和K值等6项指标作为煤层突出危险性的评价指标;应用属性数学理论,构造了各项指标的属性测度函数,定义了单指标属性测度和综合属性测度的计算方法;采用相似数和相似权的方法客观给各项指标赋权,用置信度准则进行属性识别,给出评价结果。通过贵州盘县的煤矿突出实例对模型进行了验证,结果表明该模型的评价结果与实际情况基本一致,可应用于煤层的突出危险性评价中。     

煤岩循环加载破坏电磁辐射能与耗散能的关系

研究了煤岩体损伤破坏过程中的能量转化机制,以煤岩体加卸载循环过程中产生的滞回环为桥梁建立了受载煤岩体电磁辐射能与耗散能之间的关系,并利用龙煤集团新陆及峻德煤矿煤样进行了实验室实验验证.结果表明:煤样电磁辐射能累计与对应的耗散能累计(滞回环面积累计)很好的服从y=aln x+b形式的关系,正相关系数多在0.90以上,不同频率天线接收的电磁辐射信号不会对此关系产生实质影响;由于煤岩体内部结构的强离散性,相同矿区相邻取样点的煤样在整个破坏过程中产生的电磁辐射累计能量存在一定的差异,对应的耗散能也有所不同,但总体上两者呈正相关关系.     

煤样破裂表面电位多重分形特征

为深入分析煤样受载破裂机制,试验研究了煤样单轴压缩下表面电位变化规律,应用多重分形统计理论分析表面电位信号,计算其多重分形谱,并分析多重分形谱特征参数随加载过程的变化规律。研究结果表明：煤样表面电位信号存在多重分形特征,在较大尺度内满足标度不变性;不同尺寸的试样,表面电位信号多重分形谱呈右钩状;多重分形谱特征参数Δα和Δf的变化规律与试样受载变形破裂过程具有良好的对应关系,Δα和Δf经过较长时间平稳升高后迅速下降的趋势改变可以作为破裂的前兆信息,对试样失稳进行提前预警。     

矿用多路信号同步传输干扰问题的研究

针对矿用线缆感抗特征较强,长距离传输容易造成信号失真等现象,设计了新型同轴射频电缆,综合考虑系统布置中所允许的感抗值和容抗值,以及线缆传输中存在的阻抗匹配问题,可以充分解决当前多路信号失真的问题,实现煤矿安全监测的准确性与可靠度.通过试验证明,随着线路增长,感抗作用下导致的干扰问题越明显;当负载阻抗与线缆的特征阻抗匹配时,可避免波的干涉和反射.     

煤层应力变化对瓦斯渗流和封存影响的理论分析

从巷道和钻孔两种尺度分析了煤层应力变化对瓦斯渗流和封存的影响机理。结果表明,煤层应力变化对瓦斯渗流存在明显的"挤出"和"封存"效应;煤层应力变化对瓦斯渗流的影响主要通过低速条件下瓦斯流动启动压力梯度变化而作用,对瓦斯封存的影响主要通过3个方面,即煤体的弹性自调节综合效应、应力场对煤层天然孔隙裂隙开合程度的影响、低速条件下瓦斯渗流启动压力梯度等进行作用的。研究结论对于瓦斯流动研究具有重要的理论意义。