摘要：通过虚功原理和莫尔库伦强度准则建立隧道最小安全岩层厚度力学模型,并推导计算公式,从公式看出最小安全岩层厚度受隧道半径、岩石内摩擦角度、掌子面前溶腔水压和黏聚力等因素影响。针对小样本信息不完备特点,基于信息扩散原理建立岩石力学参数(黏聚力、内摩擦角、弹性模量)和最小安全岩层厚度概率估计模型,以宜万铁路5个隧道的样本数据为基础,获取了岩石力学参数和最小安全厚度概率密度分布函数,并且绘制了图形。依据信息扩散原理建立的隧道最小安全岩层厚度概率模型能很好地利用样本数据信息。建立的最小安全岩层厚度概率模型可以应用到岩溶隧道突涌水灾害的风险评价中,对设计和施工有一定参考价值。

摘要：先行灌注骨料后注浆可有效控制煤岩体突水。骨料在煤岩体突水通道中沉积运移规律的研究是确定骨料粒径、骨料灌注量以及骨料灌注孔间距的重要前提,但目前在该方面的理论和试验研究甚少,实际施工主要依赖经验,带有较大的盲目性。鉴于此,基于浆体管道输送理论和泥沙运动力学,结合牛顿第二定律,将骨料从灌注孔进入突水通道的全运移过程划分为:自由落体,类平抛以及滑移3个运动阶段,并分别对其进行受力分析,建立由单颗骨料到骨料颗粒群的沉积运移扩散模型,得出表征骨料颗粒群在水平方向上的沉积运移规律;自行设计煤岩体突水通道骨料沉积运移可视化的模型试验平台,借助该平台开展在不同动水流速、骨料粒径、灌注高度等多因素影响下的骨料沉积运移模型试验,分析骨料在突水通道内的沉积运移规律,得到在不同试验方案下骨料沉积运移区的总长度。试验结果表明:骨料实际运移过程与理论3个运动阶段的假设吻合,骨料沉积运移距离的试验值与理论计算值平均误差为7.34%;在控制投注高度与动水条件一致的前提下,相较细骨料(粒径≤5 mm)而言,理论公式对于粗骨料(粒径>5 mm)更具适用性;在工程中解决煤岩体突水问题时,若骨料粒径>5 mm,利用本文理论公式可计算得到骨料颗粒群在水平方向上的运移距离,从而确定骨料灌注孔的间距,降低实际施工过程中的盲目性。

摘要：地质构造对煤岩体的含水特征、煤层中瓦斯运移、回采空间稳定性等具有重大影响。本文通过分析贵州某矿地质资料以及评述对煤层开采的影响,对煤矿后期生产提出几点合理化建议,为后期研究工作奠定重要基础。

摘要：突水是铁路隧道施工过程中发生频率最高的灾害事故,为有效预防突水事故,降低隧道施工风险,保障施工人员安全。在已有研究基础上选取10个核心指标作为影响突水事故发生的判断依据,收集50组典型隧道突水实例数据作为突水危险性评价的研究样本,运用粒子群优化算法(PSO)优化径向基神经网络(RBF)后,对样本数据进行训练测试,建立PSO-RBF神经网络铁路隧道突水危险性评价模型。最后,将该模型应用于井家山隧道验证其实用性。实例研究表明:PSO-RBF模型能够准确对井家山隧道突水危险性作出判定,且与梯度下降法改进的RBF神经网络相比,PSO-RBF神经网络模型具有更高的准确率和更快的迭代速度。

摘要：为准确评价底板突水危险性,考虑到不同影响因素对于评价方法的作用与影响不同,运用逐步判别法剔除了判别效果不显著的指标,选取了含水层富水性、水压、隔水层厚度、断层导水性、构造发育程度5项主要影响因素作为判别指标。根据以往突水数据建立了底板突水危险性的Fisher判别分析模型,并绘制了判别空间中样本数据散点图。该模型通过了显著性检验,分类效果显著。对15组训练样本进行回代判别,误判率为0,通过距离判别法准确预测了测试样本的突水危险性,表明该模型在煤层底板突水危险性评价上具有较高的可信度和良好的实用性。

摘要：研制的深部开采承压突水机制相似物理模型试验系统主要包括模型箱、水平侧压力加载装置、竖向压力加载装置、测量装置及数据自动记录设备。模型试件尺寸为1600mm×800mm×200mm(长×高×宽)。试验系统中,水平侧压力和竖向压力通过闭路伺服加载装置实现。最大水平侧压力设计为300kN,最大水平位移为100mm。不考虑流-固耦合效应时,试验系统最大竖向压力为300kN;考虑流-固耦合效应时,最大水压力为1.0MPa。测量装置包括用于观测裂缝发生、发展和破坏的体式显微镜,以及基于数字图像分析位移的先进测量设备。在模型箱中根据工程需要按照一定的相似比构建试验模型。该系统可实现深部采矿时复杂应力、水压力及采动影响等联合作用下岩体的受力、变形和破坏过程,以及水的渗流、突变等宏细观运移规律的模拟和测试,进而从理论上分析不同应力场、水压力以及采矿活动本身对采场安全的影响。显然,该装置为深部开采中的岩石力学问题以及矿山突水机制与防治的试验研究与测试工作提供了新的、具有重要作用的平台。

摘要：为了对陷落柱突水机理及防治技术研究提供实验技术支撑,开发出陷落柱突水三维大型模拟实验系统.通过力学实验和渗透性实验,配制出具有低强度和低渗透隔水层的相似材料,根据实验对象外形尺寸及受力情况,研制出与三维大型模拟实验配套的水压、围压、轴压控制系统和应力传感器.利用水溶性材料,设计出一种在三维密封条件下模拟巷道掘进及工作面回采的有效方法.结果表明：隔水层相似材料合理骨胶质量比为8∶1,胶结剂质量比为6∶1,水溶性材料合理配比为第3组,压力控制系统可提供压力范围为0.002~2.00MPa.以骆驼山煤矿陷落柱突水过程为模拟对象,验证了实验系统的可靠性.

摘要：结合黑龙江鹤岗鸟山煤矿副井突水淹井的特征和现场工程条件,提出了井筒恢复与突水治理的综合技术方案。方案在"先探后治,靶向注浆"设计施工的框架下,以地面和井下物探手段为先导,确定矿井突水水源和涌水通道。为确保井壁和注浆安全,先实施控制性排水,分段完成分部耦合的伞状壁后注浆后,再进行工作面置换注浆。壁后注浆时,在"先固后注,注泄结合"的原则下,确定了孔位布置、浆液选配和施工工艺。之后,结合止浆垫的受力特征,提出下部滤水上部分层浇筑的水下止浆垫施工方案,同时详细阐述了于工作面先进行置换清淤后维护井壁的分段注浆施工工艺。壁后安全注浆和工作面清淤堵水有序结合的立井突水治理方案,技术与经济效益显著,为深部立井快速安全施工积累了实践经验。

摘要：在对焦作矿区和中马村矿井地质资料调查、整理的基础上分析了巷道突水水源及突水原因;根据岩土有效应力原理建立了巷道突水区围岩本构模型,探讨了巷道围岩保持稳定而不发生突水的基本思想是增加围岩有效应力,减小孔隙水压力。在此基础上对浆液的流变性、流动规律及扩散方式进行深入分析研究;针对中马村矿井现场实际条件,对巷道围岩预注浆技术进行了方案设计和注浆参数的确定;通过现场工程实践检验了巷道围岩预注浆设计方案的合理性,取得了良好的堵水效果,满足了矿井安全生产的需要。

摘要：为研究高地应力、高水压下岩溶隧道突水灾害演化过程及破坏特征,研制适用于高地应力、高水压下隧道突水模型试验系统,由地应力加载系统、水压加载系统、多元信息监测系统、主箱体等组成。该系统的主要特点是能同时提供高地应力和高水压,地应力加载系统峰值压力达1 000 kN,长时保压;水压加载系统可提供最大水压值50 MPa,梯度可控。此外,主箱体为整体框架结构,承压强度高、密封性好、可视化;反力架可左右滑动,增大了试验空间;所有部件之间采用高强度螺栓连接,可拓展性强;多元信息监测系统实现对试验数据的实时同步采集。以歇马隧道YK7+400~YK7+445里程段为研究对象,采用自主研制的流固耦合相似材料,设计了高地应力、高水压下隧道掌子面前方溶洞突水模型试验,对试验数据进行了分析、总结,揭示了在此类复杂地质条件下隧道施工围岩应力场、位移场及渗流场的时空变化规律,掌握了隧道突水前兆信息。试验结果表明该系统稳定可靠,该研究方法和结果对同类型地下工程的研究具有指导意义。