处理空区冒落拱模型的建立

以河北省地方铁矿为研究对象,分析空区形状和岩体失稳冒落规律的关系,运用弹、塑性理论经过推导和分析,确定冒落拱的高度和形状,建立了处理空区的冒落拱模型,对地下开采的矿山空区处理问题上具有普遍指导意义.     

内蒙古霍各气铜矿采空区稳定性分析与处理

详尽论述了内蒙古霍各气铜矿的基本情况、工程地质环境条件、空区特征、空区稳定性等影响因素，对空区分别运用理论和数值模拟的方法进行了分析和计算，并对两种计算方法得出的空区稳定性安全系数进行了对比分析．根据得出的主要计算结果分析了空区的稳定性，并结合工程实践提出了相应的处理措施和建议，成功地解决了霍各气铜矿由地下开采转为露天开采时所遗留的空区问题，实践证明具有较高的实用性并产生了巨大的经济效益．     

水平井岩屑床止动模型的建立

在水平井钻井中，洗井区的携岩状况关系到整口井钻探的成败。利用大斜度井及水平井环空携岩的理论研究成果，根据岩屑床在环形空间的受力分析建立了第二洗井区岩屑床止动模型，提出了环空止动返速和环空止动排量的概念，并推导了钻井液在环空中处于幂律流型、宾汉流型和修正幂律流型时相应的环空止动返速的计算公式，运用该模型对胜利油田、大庆油田、中原油田和大港油田所钻的九口水平井的部分资料进行了处理，结果表明，目前实钻水平井因携岩问题出现的复杂现象，根本原因在于实际环空返速低于环空止动返速。得到了目前我国大斜度井及水平井第二洗井区环空止动返速的统计性数据，并且提出了改善第二和第三洗井区环空携岩状况的一般方法。     

水平井岩屑床止动模型的建立

在水平井钻井中，洗井区的携岩状况关系到整口井钻探的成败，利用大斜度井及水平井环空携岩的理论研究成果，根据岩屑床在环形空间的受力分析建立了第二洗井区岩屑床止动模型，提出了环空止动返速和环止动排量的概念，并推导了钻井液在环空中处于幂律流型、宾汉流型和修正幂律流型时相应的环空止动返速的计算公式，运用该模型对胜利油田、大庆油田、中原油田和大港油田所钻的群口水平井的部分资料进行了处理，结果表明，目前实钻水平     

群空区稳定性聚类分级及处治对策

为对群空区进行稳定性分级及综合处理研究,在前期空区探测的基础上,基于三维数值模拟程序M1DAS/GTS与FLAC 3D耦合对采空区的稳定性进行模拟分析,综合考虑顶板最大位移、最大主应力、最小主应力等3个因素对群空区进行聚类分级,并在此基础上提出群空区的综合处治对策.结果表明:运用模糊聚类分析方法,实现最大顶板位移、最大...     

碎裂矿段开采与空区处理协同研究

为在生产高效和作业安全上取得系统整体最优,将碎裂矿段的空区处理微观问题纳入采矿方法创新设计宏观问题中,开展2种问题的协同研究:首先,针对广西高峰矿105号矿体碎裂矿段的赋存特点和开采技术条件,考虑对各种规模空区适应性,基于采矿环境再造和连续采矿理论,提出采矿环境再造无底柱分段分条连续采矿法;然后,根据采空区规模、围岩状况和原岩应力场等条件的差异,在所有采空区中选择具有代表性的空区,运用离散元程序对其稳定性进行计算分析;最后,在稳定性分析的基础上,灵活调整开采布局,将采空区调整为部分切割工程、自由爆破空间或采场,从而确定出各种规模空区的处理方案。研究结果表明:碎裂矿段开采与空区处理协同研究可为类似矿床的安全高效开采提供参考。     

超声冲击法提高焊接接头疲劳强度的机理分析

使用工具显微镜和维氏硬度计测量了超声冲击处理前后焊趾区的几何形状与硬度的变化，并应用疲劳缺口系数的概念及Dang Van准则，对超声冲击造成的焊趾区几何形状的变化及残余压缩应力对接头疲劳性能改善的影响行为进行了研究．结果表明，对于低中强钢来说，超声冲击处理焊接接头疲劳性能的改善主要是由焊趾部位形成的残余压应力及改善焊趾几何外形这两个因素引起的，硬化的作用相比次之、研究还证明，冲击处理对焊接接头应力集中程度的降低，主要是通过增加焊趾区过渡半径来实现的．     

水平井钻井合理环空返速的确定方法

根据我国水平井钻井水力参数设计与施工中存在的问题，提出了以有效携岩为目的来确定水平井三个洗井区合理环空返速的方法。在第一洗井区，利用垂直二相流控制方程式作为依据来确定用于安全携岩的环空返速；在第二洗井区，采用环空止动的驼速作为合理的环空返速，并对影响环空止动返速的诸因素进行了分析，在第三洗井区，运用理论研究成果提出了确定合理环空返速的一般步骤，最后利用本文所述方法列举了一口水平井水力参数的设计实例     

水平井钻井合理环空返速的确定方法

根据我国水平井钻井水力参数设计与施工中存在的问题，提出了以有效携岩为目的来确定水平井三个洗井区合理环空返速的方法．在第一洗井区，利用垂直二相流控制方程式作为依据来确定用于安全携岩的环空返速；在第二洗井区，采用环空止动返速作为合理的环空返速，并对影响环空止动返速的诸因素进行了分析，在第三洗井区，运用理论研究成果提出了确定合理环空返速的一般步骤，最后利用本文所述方法列举了一口水平井水力参数的设计实例．     

采空区治理技术及其适用性

长期以来,应用留矿、空场等采矿方法开采的矿山,空区没有得到及时处理,相继发生了顶板崩落和地表岩移等灾害.考虑到影响岩体移动的不同因素,空区开采引起岩层移动将显现不同特征,所带来的影响也不同.因此在了解采空区治理技术及适用性的基础上,选择合理的空区处理方法以减少引起空区岩体移动产生的危害具有实际意义.     

Analysis on distribution law of the abutment pressure of the integrated coal beside the road in packing for gob side entry retaining in fully mechanized caving face

The three-dimensional damage constitutive relationship of coal is established and distribution law of the abutment pressure of the integrated coal beside the road-in packing for gob-side entry retaining in fully-mechanized caving face under the effect of given deformation of the main roof is analyzed by the damage mechanics theory. And the relationship between distribution of the abutment pressure and thickness of coal seam is explored. The presented result is of great theoretical significance and practical value to the study on stability control of the surrounding rock of road-in packing for gob-side entry retaining in fully-mechanized caving face.     

综放面沿空掘巷窄煤柱宽度及巷道支护参数研究

针对淮南新区13#煤层,应用FLAC软件模拟综放面沿空掘巷留设不同宽度煤柱时围岩位移量的大小,并结合"软"、"中硬偏软"两个具有代表性的煤巷进行的工业性试验,进一步总结出这类煤层综放面沿空掘巷时需留设的最佳煤柱宽度及特殊的支护手段,对这类巷道的锚杆支护技术有参考价值.     

极易自燃煤层综放工作面采空区的火灾防治

分析了王营矿极易自燃煤层综放工作面采空区自燃发火的原因，提出了防治措施。试验结果表明，采取的措施不仅对该矿综放工作面采空区火灾防治是合理有效的，对条件类似的矿井也具有参考价值     

回采面上隅角埋管抽放采空区瓦斯数值模拟

针对中小型高瓦斯矿井的实际情况,采用数值模拟确定提高瓦斯抽放效率的方案.按照渗流力学的方法将采空区视为连续的渗流空间,采用GAMB IT建立采空区计算几何模型.确定了冒落带的孔隙率和黏性系数.采用FLUENT软件对采空区瓦斯涌出量及埋管抽放瓦斯进行数值模拟,得到了采空区沿工作面走向、倾向和竖向3个不同方向上瓦斯浓度的分布规律,以及埋管抽放采空区瓦斯的最佳参数.模拟结果表明,在抽放管路压力为-100Pa时,抽放管路内和上隅角瓦斯浓度随着抽放位置的变化呈现规律性.当抽放位置距底板垂高2m、沿倾斜方向距回风巷道1m、沿走向深入采空区4m时,瓦斯抽放效果最佳,上隅角瓦斯浓度降至1.1%.上隅角区域采取封堵措施后,上隅角瓦斯浓度降至0.7%.     

浅埋煤层采动覆岩导水通道分布特征试验研究

为解决浅埋煤层的保水开采难题,采用物理模拟方法,研究了浅埋煤层大采高长壁工作面的采动覆岩导水通道的分布特征.结果表明:对于典型浅埋煤层,大采高工作面在初次来压至第一次周期来压期间,覆岩导水通道迅速发育至松散含水层底部,工作面后方约2个周期来压距离后,采空区覆岩垮落带以上的覆岩导水通道被逐渐压实闭合,但开切眼处的导水通道不易闭合;对于次浅埋煤层,主关键层初次来压后,导水通道迅速发育至最大高度,但伴随着主关键层约1～2个周期来压后,基本顶至主关键层之间断裂带内的覆岩导水通道可很快被压实闭合.该成果可对浅埋煤层保水防溃采煤研究和应用提供基础理论指导.     

束管系统在采空区自燃规律研究中的应用

林南仓矿所采各煤层均属于自燃煤层.放顶煤开采采空区遗煤较多,加之漏风通道较多易造成采空区遗煤发生自燃.利用束管系统对1226采空区气体成分进行了测定分析,得出了该工作面采空区煤炭自燃的发火规律,为合理选择预防采空区煤炭自燃的措施提供了科学的理论依据.     

综放采空区二氧化碳防灭火参数确定

为了实现快速惰化采空区抑制煤氧化而解决针对煤层自燃火灾的防灭火参数问题,采用数值试验方法,通过建立综放采空区注二氧化碳条件下渗流场和浓度场的三维模型,研究了注二氧化碳121不同位置、不同流量时综放采空区自燃"三带"的分布规律.结果表明:最佳注二氧化碳口位于进风顺槽距工作面约20m的采空区,注二氧化碳后氧化升温带最大宽度由进风侧移动到工作面中部,随注二氧化碳流量增加,采空区氧化升温带的最大宽度近似呈线性降低,据此提出了注二氧化碳最小流量的计算方法.该成果对煤层自燃火灾的防治具有一定的参考价值和指导意义.     

易燃中厚煤层孤岛缩放面综合防灭火技术的研究与实践

对东滩煤矿首次开采的4303孤岛综放工作面，巷道掘进及回采期间如何采取综合防灭火技术，以保证该工作面安全、顺利、快速地回采作了探索和实践。结果表明：采取的综合防灭火技术是成功的。     

均压灭火监测技术在六道湾煤矿的应用

针对六道湾煤矿急倾斜水平分层放顶煤开采过程中经常遇到的工作面及上分层采空区易发火的问题，通过合理分析与现场实践，采用对上分层开探孔监测的方法，即利用探孔作为观测孔，安装水柱计来动态监测上分层采空区与工作面之间的压差，并通过对调节风窗的适时调节及对上分层采空区进行开式注N2形成氮气蔽的方法，有效阻止了对工作面及上分层采空区的漏风，将供氧量降低到了相对较低的程度，达到了均压防灭火的目的，是均压灭火监测技术在煤矿的成功应用。     

采空区覆岩失稳引发冲击性灾害机理

为了研究造成大面积顶板向采空区快速运动形成气体灾害的原因。通过采用对综放采场覆岩结构形成条件的分析和研究。提出了综放采场覆岩大、小结构的概念,分析了综放采场覆岩结构失稳的几种形式,对覆岩结构失稳引发冲击性灾害的机理进行了探讨,采场覆岩大结构的瞬时失稳是造成大面积顶板向采空区快速运动形成气体灾害的根本原因。该结论可以作为开采期间的地压控制和采空区回采结束后的安全封闭设计的依据和参考。