低透气性原煤瓦斯渗流各向异性试验研究

为研究低透气性煤层中瓦斯渗流的各向异性,以同一煤岩平行层理方向和垂直层理方向制取煤样,利用自主研制的试验装置进行含瓦斯煤三轴伺服渗流试验。结果发现平行层理煤样的渗透率远大于垂直层理煤样。在峰值破坏前,平行层理煤样随着轴压增加,渗透率在应力屈服点达到最小值,垂直层理煤样在弹性阶段初始时达到最小值;峰值破坏后,两个方向煤样的渗透率均呈非线性增长。     

无底柱分段崩落法进路宽度的优化确定

进路宽度是反映无底柱分段崩落法技术经济效益的重要技术指标,为确定无底柱分段崩落法最优进路宽度,以新疆某铁矿为工程背景,基于随机介质放矿理论、wilson弹塑性理论、FLAC3D数值模型,通过矿柱稳定性分析提出了进路极限宽度公式,并得到该矿的进路极限宽度为7m。结合技术经济分析,采用最高积分法对7种进路宽度进行优化。优化结果表明,最优进路宽度为6.6m,除了可获得良好的放矿效果外,还可使每一进路增加60万元收益。该进路宽度综合考虑了安全、技术、经济等因素,既保证了采场的安全性、掘支技术的可行性,又降低了矿石的贫损指标,提高了回采的经济效益,研究成果对矿山生产具有实际指导意义。     

一种岩石平面应变装置的研制和应用

研制了一种刚性岩石平面应变实验装置，其自行设计制作的侧向加力器不仅能施加需要的围压，而且能在实验过程中动态监控围压的变化．测试表明，对杨氏模量在17.4GPa以下的岩石，该装置能较好地模拟平面应变的条件，具有较好的实用性．     

模拟原煤的相似材料试验研究

为制备原煤的相似材料,选用煤粉和沙子为两种骨料,石膏和水泥为胶结剂,应用单因素分析法,分别就煤粉、石膏、水泥和沙子之间的不同配比对相似材料强度的影响进行了试验研究.结果表明,以煤粉为骨料的相似材料,其试样强度与煤粉用量呈线性负相关,且相关性显著,相似材料性能也易掌控;而以沙子为主料的相似材料,其试样强度与沙子用量呈非线性关系,试样强度波动较大,相似材料性能不易掌控.因此,以煤粉做原煤相似材料的骨料比沙子要合适,研究结果为原煤相似材料的制备提供了借鉴.     

一种新型岩石类材料平面应变实验装置的研制和应用

介绍了一种新型岩石类材料平面应变实验装置的研制和应用.该装置的主要特点是可以通过一个厚壁筒液压缸对安置在其中的方形试件施加侧向压力(最小主应力),最高压力可达20 MPa,从而最大程度地减少了刚性加载所带来的端部约束问题,提高了实验精度.利用缸体本身的刚度对试件进行侧限的设计,使得装置结构紧凑,实验简单易行.采用弹性材料试件对装置进行了校准标定,并介绍了变形测量系统.最后,对岩石试件进行了平面应变实验,结果表明,该实验装置能较好地模拟平面应变状态.     

模型试验与数值模拟对尾矿坝稳定性综合预测

为探析设计中的小打鹅尾矿坝在未来运行中的稳定性,遂以小打鹅尾矿库设计资料为依据,采用尾矿坝堆坝物理模型试验方法模拟了该尾矿坝堆积的全过程,探析尾矿颗粒在库内的分布与沉积特征、坝体浸润线的埋深及变化规律,在此基础上运用ANsYS非线性软件对该尾矿坝在正常运行和洪水运行两种工况条件下进行数值模拟,综合预测了尾矿坝在未来运行中的稳定性.结果表明:堆坝初期干滩面较短;堆坝中后期浸润线埋深基本保持在6～10 cm下相对稳定的位置;水流对尾矿的分选作用不很明显,在库水位置尾矿出现明显细化现象;正常运行下坝体是稳定的,洪水情况下坝体浸润线偏高、受力较大,相对比较危险,必须采取相应排渗措施.     

冲击地压粘滑失稳的混沌特性

为探讨冲击地压发生的非线性特征,在分析断层型或构造型冲击地压粘滑失稳的原因和特点基础上,引入了模拟粘滑失稳的双滑块模型.理论分析表明,双滑块模型在对称情况下,完全相同的2个滑块可以造成空间上不相同的滑块运动,但其动力学行为只表现出周期性的特点;在非对称的情况下,滑块的粘滑失稳表现出复杂的混沌行为.通过适当考虑模型参数物理意义以及对参数值进行选取,该模型可用于解释断层型或构造型冲击地压粘滑失稳机理,描述其动力学行为复杂的非线性混沌特性.