采场断层活化期望模型的构建及应用

着眼各型断层对煤矿安全的负面干扰,概括采场断层活化期望控制指标体系并关联保护煤柱。用GM(1,1),Verhust,残差GM和GMANN构建数据挖掘模型实现比较准确拓展样本数据,选择成本型或效益型函数去除量纲实现归一。综合关联分析表明,有效隔水层厚度和工作面长度是断层失稳活化主导因素,以接近关联和相似关联研究证明断层倾角与断层活化失稳的耦合关系并未完全显化。经突变级数法给出活化期望系数并把0.88,0.84和0.74作为临界阈值,分级结果相对符合样本实例。应用表明,模型比较准确且相对保真,具备一定研究价值和基本实际意义。     

单轴压缩条件下预制裂隙类岩石材料实验研究

为研究裂隙类岩石材料在单轴压缩条件下的力学性质及裂纹扩展规律,通过在试样中预埋铁片的方法,制备出含不同裂纹条数和裂纹倾角的裂隙类岩石材料;采用RYL-600剪切流变仪对试样进行以负荷控制方式进行单轴加载,并使用数码相机记录试样加载过程中裂纹的起裂、扩展和贯通过程.着重对60°×18条裂隙类岩石材料的实验结果进行详细分析,观察其轴向应力-轴向位移曲线,曲线呈现出3次明显的应力跌落阶段,结合试样在试验过程中的录像,将裂纹的扩展分为3个阶段.并且,通过FLAC3D数值模拟软件对60°×18条的试样进行数值模拟研究,获得了数值模拟实验加载过程中的轴向应力-轴向位移曲线和模型破坏切片图,分析其破坏方式和破坏模式,并与物理实验对比,两者吻合较好.     

果蝇模型在煤与瓦斯突出危险中的预警

为提高煤与瓦斯突出预测的准确性,采用线性回归模型选择了瓦斯压力、坚固性系数和破坏类型作为控制指标,选择残差分析模型构建了突出回归数据库并以三维火柴杆图来展现.结果表明:以"个体嗅觉探测"和"群体视觉靠拢"为指导思想,获得了安全型、危险型和突出型突出危险评估指数的确定方法.应用煤与瓦斯突出危险评估指数对突出实例进行回代判别,预测结果基本符合工程实践,具有乐观的可信性和客观的应用性.     

煤矿巷道顶板宏观单裂隙的力学行为及影响分析

宏观尺度裂隙对岩体完整性和强度影响显著,其赋存形态亦影响巷道顶板的稳定。为了揭示裂隙赋存形态对巷道顶板的影响规律,以"张开率"和"切向滑移度"来表征裂隙(层理)的行为状态,利用FLAC~(3D)中Interface命令构建裂隙(层理),分析了不同裂隙倾角和连通率的单裂隙条件下巷道开挖后顶板裂隙的力学行为、位移、应力及其分布。结果表明:裂隙倾角及连通率影响裂隙开裂宽度及范围、裂隙(层理)剪切位移及范围、层理剪切滑移区分布;裂隙张开率和切向滑移度均与连通率呈"双曲线"关系;裂隙倾角对裂隙的形态与演化有较大影响;顶板下沉与裂隙倾角和连通率呈现单调增(减)关系。因此,控制顶板下沉能有效控制巷道顶板裂隙的扩展与连通,亦有助于预防顶板离层和滑移。     

大采高大断面迎采沿空巷道窄煤柱宽度研究

根据山西马堡煤矿地质条件，通过极限平衡理论、内外应力场理论计算出迎采巷道煤柱宽度范围为6.48～8.97 m.采用FLAC^3D数值模拟软件，分别模拟了煤柱宽度为5～9 m时，在15202运输顺槽掘进过程中，煤柱应力分布、塑性区分布及迎采沿空巷道围岩变形规律，结果表明：随着煤柱宽度的增加，煤柱峰值应力及塑性区范围不断减小，煤柱宽度为7 m以后，峰值应力减小趋势和塑性区变化均不明显，围岩变形逐渐趋于稳定，综合考虑安全开采和资源高效利用，最终确定煤柱宽度为7 m.通过模拟煤柱不同位置在采掘过程中的应力变化，确定采掘应力叠加影响范围为采掘间距30～-30 m,并结合15202运输顺槽不同位置的围岩变形情况，给出了合理的支护建议。