摘要：随着我国“碳达峰,碳中和”目标的提出,煤炭在一次能源消费结构中的比例逐步下降,关停矿井数量逐年增多。直接关闭或废弃矿井不仅造成巨大的资源浪费,还极有可能诱发一系列的安全、环境等问题,需要因地制宜的提出符合我国废弃矿井现状的剩余资源开发利用模式。基于此,系统梳理了国内外废弃矿井开发再利用现状,着重讨论了废弃矿井地下空间储能的利用模式,针对性的提出了废弃矿井反季节循环储能工艺系统,该系统充分考虑了废弃矿井地下空间资源、地热资源、水资源和地上可再生资源,通过在沉陷区布置太阳能和风能发电设备,为周边用户和整个系统提供电能,以井下恒温岩土体中的巷道群和采空区为储能空间,以矿井水为储能介质,通过太阳能集热和地热能资源为周边用户供热/制冷,在无需供热/制冷的季节将热能储存至矿井地下,实现反季节循环储能。阐述了废弃矿井地下反季节循环储能亟需突破的3个关键技术:多尺度空间热储评估方法、废弃矿井反季节循环储能井上井下整体优化设计方法以及反季节循环储能多源耦合的运行模式。最后,以京西王平村废弃矿井为例研究了该系统的节能减排效益,结果表明:与传统化石燃料相比,应用反季节循环储能系统供热制冷,每年可减排二氧化碳约2781.1 t。若加入太阳能、风能集热发电系统,节能减排效果将更加明显。应高度重视废弃矿井资源开发利用,加大废弃矿井资源开发利用科学问题的研究力度。相关部门和矿山企业应积极稳步推进废弃矿井绿色低碳开发利用,提高可再生清洁能源利用比例,实施碳排放总量和强度“双控”,为国家“双碳”目标的实现提供助力。

摘要：岩石的热导率是开展岩土工程的关键参数之一,其除了受到岩石孔隙特性等岩石本身特性影响外,还与温度等岩石所处环境密切相关。针对温度和含水率对岩石导热特性的影响,通过自主设计的温湿耦合导热特性实验系统,开展不同温度和含水率下砂岩导热特性实验研究。研究结果表明:首先,在-80℃~90℃温度区间内砂岩的导热系数与温度呈反比关系,变化幅度随岩性不同,其中粗砂岩最大,细砂岩次之,粉砂岩最小;其次,在相同温度下砂岩的导热系数随含水率增加而增大,且其增长速率随温度的升高而降低;最后,饱和状态下砂岩导热系数随温度升高而下降,且在0℃附近有显著的跳跃,通过理论模型分析揭示岩石孔隙水相变是跳跃的主要因素。

摘要：随着开采深度的增加,越来越多的矿井面临工作面高温热害。高温热害不仅严重影响工人身心健康,而且由高温引起的采场围岩体热力学效应与顶板塌方和瓦斯爆炸紧密关联。基于此,首先总结深部开采热害治理技术的主要原理,提出热害治理设计步序。然后,在典型深井开采热害矿区(徐州矿区)开展热害治理现场试验,通过现场试验,得到以矿井涌水、矿井回风和地表水体为主要冷源的热害治理工艺流程及热力学平衡试验最优参数,为类似矿井开采热害治理提供理论依据。

摘要：粗糙裂隙渗流具有显著的非线性特征,常规裂隙渗流实验无法获取内部流场信息,学生无法直观感受裂隙内的流动特征。为加深学生对局部微流场测量的理解,加强专业理论与实验技能教学的结合,设计了以流体力学理论知识为基础、微观粒子图像测速(Micro-PIV)技术为测量方法的粗糙裂隙局部流场可视化实验教学方案。建立以N-S方程组为中心的知识体系,通过量纲分析的方法讲解公式的物理意义、推导与应用。基于可视化实验平台,测量粗糙裂隙局部流场特征,与理论知识结合进行分析,可增强学生对流体力学知识的理解,激发学生的主观能动性,提高学生的动手实验能力与科研创新素养。

摘要：煤矿开采进入深部以后,地质力学环境远比浅部复杂,由此引起的非线性力学现象日益严重,给深部硐室群工程稳定性控制带来很大难度。通过现场调查、室内试验和数值模拟等手段分析深部硐室群破坏机理,得出高地应力、膨胀型粘土矿物、工程偏应力集中及开挖顺序不合理是深部硐室群变形破坏的主要原因。并利用集约化设计优化硐室结构,消除硐室空间效应,降低工程偏应力对稳定性的影响。通过数值模拟得到最优施工顺序,选择最优应力路径,降低硐室开挖彼此间的扰动影响。针对高地应力和高膨胀力,采用锚网索加立体桁架耦合支护技术控制围岩稳定性。该研究可为煤矿深部硐室群工程稳定控制提供借鉴。

摘要：对静压桩的荷载传递机理进行分析研究,分别用理想弹塑性双折线模型和基于硬化的弹塑性双折线模型模拟桩与桩侧土体和桩端土体之间的荷载传递函数,并提出参数选取方法。

摘要：影响CFG桩(Cem ent F lyash G ravel P ile)复合地基的沉降变形因素较多。本文应用有限差分(FLAC3D)程序,对褥垫层、荷载、桩长、桩土模量比,置换率、桩周土和桩端土模量比以及桩群等影响沉降的因素进行了系统的分析,分析了这些因素与沉降的内在联系,得到减小复合地基沉降的方法和措施,对实际工程优化设计有一定的借鉴作用。