3110孤岛工作面煤柱优化设计的数值模拟研究

为提高工作面顺槽的稳定性,防止因深井孤岛工作面煤柱内积聚的弹性能突然释放而发生冲击地压事故,运用FLAC3D数值模拟软件,模拟了不同煤柱宽度的侧向支承压力与剩余弹性应变能分布规律。通过数值模拟分析与理论公式计算,结果表明:煤柱过窄、过宽都不利于矿井安全高效生产。最终,建议某矿3110孤岛工作面的合理煤柱宽度为8 m,既有利于提高煤炭回收率,又有利于冲击灾害的防治。     

高温作用下砂岩声发射特征及破坏前兆

为探究不同温度作用后砂岩声发射多重分形特征及破坏前兆信息,对不同温度加热后砂岩开展室内单轴加载试验,研究试样破坏过程中裂纹起裂应力、损伤应力、峰值应力及声发射特征等的演化规律。试验结果表明：借助声发射技术量化识别了加载过程中不同温度加热后砂岩的裂纹起裂应力和损伤应力门槛,随着温度的增加,不同裂纹应力门槛呈现出先增加后降低的演化规律,裂纹起裂扩展阶段占比逐渐降低。当应力水平由0～0.2σ_c增至峰后阶段时,多重分形谱宽度呈现出先降低后增加的趋势,该结论进一步证实了加载过程中砂岩内部结构产生的变化。声发射b值总体上呈现出先增加后降低的变化规律,试样失稳破断前声发射b值急剧下降,声发射b值急剧下降阶段可作为失稳突变前兆信息点。     

森林生态系统土壤呼吸研究进展

森林土壤碳是全球碳库的重要组成部分,在全球碳循环方面发挥着重要作用。土壤呼吸是当前碳循环研究领域中的一个热点问题,而且目前土壤呼吸已经成为陆地生态系统中向大气释放CO2最大的源。把土壤呼吸量与植物群落生长之间的关系进行分析比较,是理解森林生态系统碳素平衡的核心。在综合介绍国内外有关土壤呼吸的各种测定方法的基础上,对国内外有关森林土壤呼吸的已有研究成果进行了述评,指出了森林土壤呼吸研究工作今后的努力方向。     

不同层理倾角对煤岩力学特性的演化规律研究

层理面是煤岩自身一个非常重要的构造,直接影响煤岩体的力学特性。通过巴西劈裂实验探究了层理面倾角对煤样抗拉强度的影响,实验结果表明:煤样抗拉强度随着层理面倾角增加表现出先减小后增大的规律,同时层理面倾角对煤样的破坏形式也有较大影响。     

裂纹几何配置对裂隙砂岩力学特性及破坏模式的影响

天然岩体常常包含不连续体，比如孔隙、裂隙、断裂以及其他缺陷等，这些缺陷的存在将导致岩体力学强度产生较大的劣化作用。为了研究不同裂纹几何配置对裂隙砂岩力学特性、裂纹扩展演化及断裂机制的影响，基于室内砂岩力学参数测试结果，借助颗粒流平行黏结模型对预制裂隙试样进行一系列的模拟研究。结果表明：当裂隙倾角恒定时，随着岩桥角度的增加，砂岩峰值应力与峰值应变呈现出先降低后增加的趋势；当岩桥角度恒定时，峰值应力与峰值应变随着裂隙倾角的增加而增加。初始裂纹从预制裂隙尖端萌生，起裂应力水平为 0.68σ _c；累积微裂纹数呈指数函数形式增加；试样破坏形式主要有拉伸破坏、剪切破坏及拉剪混合破坏；岩桥贯通模式主要有间接贯通和直接贯通两类。     

坚硬顶板工作面冲击危险数值模拟研究

针对枣庄矿区某矿2603工作面的冲击矿压问题,根据现场条件采用数值模拟分析了2603工作面坚硬厚砂岩顶板的弹性能积聚规律和工作面前方支承压力分布特征,结果表明:工作面能量积聚区和应力集中区的位置大致相同,顶板弹性应变能积聚程度与其所受支承压力正相关,解决坚硬顶板型冲击矿压问题,必须从顶板和煤体2方面采取措施。该矿采用强制放顶、卸压爆破、顶板水压致裂等措施后,取得了明显效果。     

深井高应力巷道冲击危险的数值分析与评价

为了研究深井高应力条件诱发巷道冲击的区域特点,以北徐楼煤矿302工作面为研究对象,运用FLAC3D数值软件,通过计算巷道最大主应力和工作面前方顶底板弹性应变能分布,得出巷道易发生冲击的区域。巷道顶板中部出现应力集中,顶底板中部弹性应变能积聚,易发生冲击危险。结合矿井实际采取预测预防措施,取得了明显效果。     

热损伤砂岩力学特性与声发射试验研究

为探讨不同温度作用下砂岩热损伤力学特性与声发射演化规律,借助MTS815岩石力学伺服试验机配套声发射仪对砂岩开展不同温度下的试验(25、100、200、400、600、800、1 000℃)。结果表明:砂岩表观形态与体积发生变化的临界温度为400℃;脆延性转化的临界温度为600℃;弹性模量呈现出先增加后降低的变化趋势,相反,孔隙度的演化规律为先降低后增加;初始加载至屈服阶段,声发射计数呈零星状态分布;屈服阶段至加载结束,声发射计数密度急剧增加;基于声发射累积计数定义的损伤变量能够较好地表征整个损伤演化过程,并结合有效介质理论和裂纹闭合模型得到了理论的应力-应变曲线。     

采场大直径钻孔卸压解危参数的优化

基于某矿一采区工作面巷道应力集中程度较高、具有煤岩突出危险征兆等问题,以该矿1303工作面运输平巷应力集中区为研究对象。通过数值模拟分析钻孔直径依次为50、75、108、120 mm时;钻孔深度依次为10、20、30 m时,以及钻孔间距依次为3、5、8 m等条件下的卸压效果,对比模拟结果表明:卸压效果与钻孔直径呈正相关,与钻孔间距呈负相关,即钻孔直径越大,钻孔间距越小,钻孔深度适中,卸压效果会越好。通过分析研究并结合现场地质条件,最终确定该工作面优化后的卸压解围参数为钻孔直径110 mm,钻孔间距5 m,钻孔深度20 m,该卸压解围参数在该矿1303工作面钻孔卸压实践中取得了良好的效果。     

3110孤岛工作面煤柱优化设计的数值模拟研究

为提高工作面顺槽的稳定性,防止因深井孤岛工作面煤柱内积聚的弹性能突然释放而发生冲击地压事故,运用FLAC3D数值模拟软件,模拟了不同煤柱宽度的侧向支承压力与剩余弹性应变能分布规律。通过数值模拟分析与理论公式计算,结果表明:煤柱过窄、过宽都不利于矿井安全高效生产。最终,建议某矿3110孤岛工作面的合理煤柱宽度为8 m,既有利于提高煤炭回收率,又有利于冲击灾害的防治。