单体支柱放顶煤模拟研究

本文通过以郑州矿务局厚煤层放顶煤工作面为原型的相似材料模拟实验,对单体支柱工作面放顶煤的工艺、采放步距、放煤口间距、放煤次数等参数进行了研究,得出的结果有些己应用于现场并得到了验证。     

沉管隧道温度与干缩应力计算

推导了隧道管段由温差变化引起的应力计算方法，根据施工顺序，分为底板浇筑阶段、侧墙与顶板板筑阶段、连续成整体阶段、浮运与沉放阶段、运营阶段等5个阶段，分别计算混凝土管段内的拉应力。计算结果表明，管段侧墙内存在较大的拉应力，需要采取合理的措施，以防止裂缝的发展。     

巨厚岩层采场关键工作面防冲-减震设计

为避免巨厚岩层运动诱发井下冲击和造成地面建(构)筑物震动损害,以山东某巨厚岩层矿井为研究背景,采用现场监测、理论分析和工程实践等手段,探讨兼顾地面建(构)筑物减震和井下防冲的关键工作面设计方法。研究结果表明:孤岛工作面两侧的采动程度不同,非充分采动区上覆高位悬顶巨厚砾岩及其底部孤岛煤岩柱形成不对称"Γ"型覆岩空间结构;巨厚岩层开采条件下存在一个关键工作面,以工作面整体稳定性和矿震引起地面建(构)筑物的震动损害作为主要评估指标可确定关键工作面及其防冲-减震开采优化方法;在开采设计中采用上述方法可最终确定合理的开采方案,并取得较好的实践效果。     

大断层控制采场水平应力演化与矿震关系研究

以河北某矿典型大断层控制采场为背景,采用理论分析、数值模拟、现场实践等方法,探索大断层控制采场水平应力演化规律及其与矿震发生的关系,并提出相应的减震开采设计方法,建立关键层水平集中力近似估算模型。研究结果表明:开采覆岩破裂运动伴随水平应力释放和转移的演化过程,采场周围存在明显的水平应力"增压(载)区"和"卸压(载)区",持力层的水平应力集中主要来源于覆岩破裂区水平应力释放;水平集中力能够在顶板两端形成"反力矩",阻止其支承端部拉伸破坏并增加极限跨度,是形成关键层大范围悬顶和诱发强矿震的主要原因;采用"窄工作面+条带开采技术+合理开采强度"开采设计,能降低水平应力转移程度,从而实现控制顶板运动和矿震防控的目的。     

超前离层诱发矿震的机理及其微震特征

以华丰煤矿1612工作面为工程背景,通过对微震监测数据和现场情况分析,得到了超前离层诱发工作面下端多发矿震的认识.分析了超前离层诱发矿震的过程、微震特征,得到以下结论:采深大及工作面下平巷严重变形是超前离层形成及其诱发矿震的重要条件;微震事件分布具有明显的分区性,集中分布在下平巷两侧30 m范围内;该类矿震属于低位岩层断裂所致,其震级较低.最后,指出超前离层诱发的矿震是一种新的矿震类型,对于深部倾斜煤层开采,该类矿震较为突出.     

冲击危险性及其实时预警云图技术

采用抛物线型隶属函数分别建立了基于应力值和应力变化速度的冲击危险性指数计算公式,利用最大隶属度原则计算多因素冲击危险性指数,使用云图的方式全面、直观地反映工作面支承压力及冲击危险性的空间分布规律,最终建立了基于云图的冲击危险性预警系统.该系统已在全国20多个具有冲击危险性的煤矿得到应用,并取得良好的效果.     

微地震震源地震波能量的计算方法

由工程爆破中普遍采用的质点峰值振动速度与炸药量和震源距关系的经验公式推导出质点峰值振动速度与震源能量和震源距关系的经验公式,并作为微震地震波能量衰减公式.在公式中引入地震波能量特征系数K1描述震源能量与震源峰值振动速度之间的比例关系,并认为K1主要与震源场地介质特征有关,而与爆破参数无关.通过校验炮数据的回归分析获取监测区域能量特征系数K1.采用能量衰减模型,以微震事件各测点的峰值振动速度、震源距及K1为已知量,以震源能量及衰减系数为回归参数进行回归计算,直接反演出震源能量.本文方法为震源能量计算提供了新的思路和方法.     

需控岩层结构及其运动规律的模糊推理

文章用模糊数学基本思想总结了工程实践成果和专家知识,并用于岩层质量的评价和采场顶板结构及其运动规律推断,该方法在ROOF控制设计咨询系统中的实际应用结果表明,推断结果与专家判断或实测结果相比,具有良好的一致性。     

放顶煤开采适用条件定量评价方法

以山东省放顶煤采场地质条件为研究对象，分析了影响顶煤冒放性的主要因素，提出一种判断放顶煤开采适用条件的简单、实用方法，并在山东省十一个放顶煤工作面条件得到验证。     

陕蒙深部矿区基于防冲的区段煤柱宽度研究

以陕蒙深部矿区纳林河二号井双巷快速掘进条件下首个临空工作面开采为背景，采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法，研究了不同宽度区段煤柱应力分布规律，揭示了宽区段煤柱应力叠加诱冲机理，并在此基础上指出下阶段基于防冲的窄区段煤柱宽度设计方法。研究结果表明：宽区段煤柱受采空区侧向支承压力、走向支承压力和上覆厚硬岩层破断产生的动载应力等多个因素影响，当形成的叠加应力达到冲击发生的临界应力时，将使冲击显现；下阶段纳林河二号井留设区段煤柱宽度为5～7 m较为合理。陕蒙深部矿区其他类似条件矿井可在此基础上积极探索窄煤柱留设方式，以期降低临空巷道发生冲击地压灾害的可能性。