宽条带跳采研究

为了解决保护地面建筑物与煤炭资源回采率的矛盾,充分利用了宽条带开采和全柱开采这两种采煤方法的优点,结合地表移动与变形的规律,提出了宽条带跳采的采煤方法.通过数值计算,分析了宽条带跳采过程中地表下沉和水平变形对地面建筑物的影响.结果表明建筑物只承受跳采阶段的静态变形和全柱开采阶段的动态变形,避免了全柱开采阶段静态变形对建筑物的影响.说明了宽条带跳采的可行性,为建筑物下安全开采提供了新的开采技术途径.     

点载荷作用下煤岩体的破坏特性

为了了解点载荷作用下岩石的破坏特征,通过理论分析和数值模拟对点载荷作用下岩石破坏特征进行分析,得出点载荷作用下的应力分布规律,在加载点周围岩石所受的力接近压应力,但在距加载点一定距离以外的范围内,岩石受到了垂直加载轴方向的弹性拉应力,其在试件内部分布均近球状。试件的形状对其应力分布影响不大。最后分析了点载荷作用下岩石破坏机理.     

不同地貌对采场围岩稳定性影响

为了研究不同地貌条件对采场围岩的影响之间的差异,对两种不同类型的地貌进行模型简化,采用ANSYS软件进行数值模拟,把不同地貌影响下采场围岩的应力以及应变分布状况进行比较,分析后得到这两种地貌条件下应力、应变的差别,以及在开挖过程中对采场围岩稳定性的影响。结果表明:随着开挖的进行,在复杂的地貌条件下的采区应力应变的增加越来越快。该结果对今后在复杂地貌条件下矿的开发初期合理规划设计,选择安全合理的支护方案以及改善采场围岩应力分布状态,具有一定的指导意义。     

液氮冷却煤变形-破坏-渗透率演化模型及数值分析

如何定量评估液氮冷却后煤储层的渗透率演化是液氮冷却增透煤储层技术的关键。为分析液氮注入煤后的变形、破坏和渗透率演化过程,将煤视作弹脆塑材料,其变形过程包括弹性变形、脆性跌落和残余塑性流动3个阶段,结合单元强度退化指数、扩容指数和Mohr-Column准则,建立了考虑围压对煤单元峰后力学行为影响的本构模型。根据煤岩单元变形过程,将煤岩单元渗透率演化分成2个阶段,即弹性压缩煤岩单元渗透率减小阶段及煤岩单元破坏后的渗透率增加阶段。分析了单元弹性变形、剪切破坏和拉破坏与渗透率之间的关系。煤岩单元弹性压缩和拉伸引起单元内孔隙空间的变化,进而影响单元渗透率;煤岩单元剪切破坏在单元内形成共轭剪切带,在剪切带内的流体流动服从平行板定律,给出了基于单元体应变的剪切带宽度和渗透率计算公式;煤岩单元拉破坏在单元体内形成"十"字型裂隙,在裂隙内的流动也服从平行板定律,给出了基于单元体应变的裂隙宽度和渗透率计算公式。结合热传导理论建立了液氮冷却煤层的温度-变形-破坏-渗透率演化模型,并在FLAC下利用Fish函数方法予以实现。数值算例研究了液氯注入辽宁王营子矿某煤层气抽放井后煤层的变形、破坏和渗透率演化过程。结果表明:1)煤受液氮冷却作用后发生体积收缩,越靠近钻孔温度梯度越大,收缩变形越大,温度拉应力越大,越容易破坏,形成拉破坏区。液氮注入冷却10d后的拉破坏区约0.65m宽。2)在拉破坏区,单元内形成了贯通的裂隙,单元体渗透率显著增长,液氮冷却10d的单元渗透率最大增长幅度可达1.97×105倍。3)远离钻孔区域,拉应力也使得煤的渗透率有所增加,增加幅度为1%~14%,远小于破坏区。4)随着冷却时间增加,破坏区域扩大,但增长速率逐渐减缓,这表明在工程实践中冷却时间过长,不一定能取得更好的冷裂效果。5)液氮冷裂的主要影响区域在1.0m左右,但实际工程中钻孔内压力、煤岩体内水的相变等对煤岩的实际变形和破坏也有很大影响,从而使得液氮冷裂的影响区域更大。6)模型能较好地反映液氮冷却煤体变形-破坏-渗透率演化过程,从而为评估液氮冷却煤岩增透效果提供一种简便、可行的方法。     

煤和瓦斯突出冲击地压危险的电磁脉冲监测

叙述电磁辐射产生机理及测试原理，并利用电磁辐射对煤（岩）破坏前进行实时监测。通过在我国的许多煤矿上的现场应用，检测了电磁辐射技术的可行性及可靠性，证实了该技术对煤矿安全生产、改善工作环境、降低劳动强度有极大的意义。     

太堡露天矿排土场基底黄土过载现象数值模拟研究

为了研究黄土基底排土场破坏机理,对安太堡露天矿排土场基底黄土进行过载现象数值模拟研究。结果表明在排弃物不断回填的过程中,基底黄土逐渐出现塑性区域,最终由于基底软塑带图所承受载荷超过其极限值而使得自身强度急剧降低,从而产生破坏。并且通过二次回填的方法,可以防止塑性变形值增大过快而使得软塑带土过早的产生过载现象,这样更适合于排土场的规划。     

数字散斑相关方法用于岩石结构破坏过程观测

文章介绍了数字散斑相关方法(DSCM)的基本原理及用DSCM进行岩石力学实验观测的观测系统，接着用此系统进行了一个岩石圆孔结构变形破坏过程的变形场观测，实验结果显示了此种岩石结构的复杂破坏过程。岩石结构的破坏经历损伤的积累及局部化过程，结构最终沿某一局部化带发生宏观破坏，但局部化带的演化在时间和空间上均不稳定，甚至存在跳跃与竞争现象。     

立井混合作业施工段高的稳定性分析

本文利用有限元法,对立井混合作业施工段高进行了稳定性分析,找出了围岩体的应力分布规律,从而确定了不同井深,不同岩层条件下的施工段高的大小。文章最后建议加大现行段高的尺寸,以提高成井速度.     

泥岩饱水过程中崩解的微观机制

为研究泥岩崩解的微观机制,利用粉晶X射线衍射、激光共聚焦显微镜对泥岩的成分组成、浸水时间对试样表面微观形貌的影响进行测试,揭示了饱水过程中泥岩形貌的变化规律,分析了泥岩崩解的微观机制.研究表明:试样表面的裂隙数目、宽度随饱水时间的增加而增加;泥岩的崩解主要受饱水过程中产生的次生孔隙和泥岩表面受到的拉应力影响,总次生孔隙主要由水化学作用产生的次生孔隙和水的冲刷、运移物理作用产生的次生孔隙构成,饱水过程中泥岩受到不均匀应力,拉应力大于抗拉强度时孔隙相互扩展形成裂隙,裂隙的相互贯穿引起试样崩解.     

弱面控制蠕动边坡变形机制及滑坡控制技术

为寻求含软弱结构面的蠕动边坡稳定性控制因素及边坡失稳判据,为滑坡控制技术研究提供理论依据。对此类蠕动边坡变形力学系统模型进行了分析与讨论,结合各段的受力分析,得出此类边坡变形破坏的模式,为上部追踪节理、裂隙面形成准圆弧面,坡体在自重应力作用下,沿赋存有水平顺坡向或反坡向的缓倾软弱岩层蠕滑形成滑坡。此类滑坡控制应优先采用上部减重、下部压脚与边坡防排水工程相结合的综合治理方案。将此方案应用到安家岭露天矿北帮滑坡实例中,取得了良好的效果。