摘要：为实现冲击地压巷道支护参数的定量化确定,提出了基于能量计算的冲击地压巷道支护参数确定方法,主要包括巷道冲击危险性评估、震源参数、巷道围岩最大冲击动能和支护结构吸能量确定。利用理论计算、数值模拟及实验室测试等方法确定出了耿村矿13230工作面上巷的单位面积释放的冲击动能和位移势能之和为78.53 kJ/m^(2),基于能量计算方法确定了13230工作面上巷的支护参数,三级支护系统吸能量为82.66 kJ/m^(2),并在井下进行了工业性试验,试验结果表明:锚杆(索)初始受力较低,随着围岩变形的增加,锚杆(索)受力逐步增加,然后保持稳定。在大能量冲击事件作用下,锚杆支护结构受力出现了一定的波动,但巷道变形量不大,三级支护系统有效控制了巷道在高能量事件下的变形破坏,有效耗散了冲击动能。

摘要：中国的陆上稠油资源占石油资源总量的20%,加大稠油资源的开发将有效降低中国石油资源的对外依存度。但由于稠油黏度高、流动性差,在生产中必须采用热采技术。通过向油层内注入蒸汽和提高油层温度,可以提高稠油的流动性。因此,稠油开采需要消耗大量能源,大大增加了原油开采和运输的成本。为了降低稠油开采能耗,提高经济效益,作为一种新型的环保绿色能源供应模式,相变换热技术近年来引起了油气企业的关注。该技术通过在全封闭空间内蒸发冷凝,可以更好地进行传热,间接交换油田稠油开采过程中产生的大量热源,降低稠油输送温度高的问题,冬季利用余热温度供暖,降低站区供暖能耗。其在油田稠油开采中具有良好的发展前景。

摘要：为研究锚杆预紧扭矩与预紧力转化规律,通过理论分析和现场试验,系统研究了转化效率主控因素,并基于数值模拟结果对锚杆预紧扭矩进行参数优选。研究结果表明:同一预紧扭矩下,随螺母与螺纹间摩擦因子、螺母与垫圈间摩擦因子增大,锚杆预紧力均随之减小,且减小速率呈降低趋势。对于细牙全螺纹锚杆和左旋无纵筋锚杆,当预紧扭矩超过400 N·m时,预紧力增幅随预紧扭矩增加而变缓,继续施加预紧扭矩获得的预紧力增量较小。锚杆直径越大,预紧扭矩转化效率越低,锚杆螺距越小,预紧扭矩转化效率越高。当预紧力达到80 kN时,直径18 mm细牙全螺纹锚杆和直径20 mm左旋无纵筋锚杆对应的预紧扭矩分别为408 N·m和429 N·m。研究成果对锚杆支护理论完善及支护参数选取具有一定实用价值。

摘要：冲击地压煤矿普遍应用井下微震监测系统进行监测预警,但在单一近水平煤层或近直立煤层水平分层开采时,普遍存在由于井下微震台网高差不足导致垂直定位精度不理想的问题,无法有效分析确定冲击致灾关键岩层。以鄂尔多斯矿区某近水平冲击地压煤层开采工作面为例,理论分析了微震定位误差的“垂直高差效应”,研究提出了井上下微震联合监测技术,通过在地面布置专用井上微震拾震器,形成井上下微震监测台网,并在近水平煤层冲击地压矿井应用实践。研究表明:当井下微震传感器布置台网处于近水平状态时,由于垂直最大空隙角过大,造成震源垂直定位误差较大,是微震垂直定位精度不足的主要原因;以ARAMIS M/E微震监测系统为基础,增加ARP专用井上微震拾震器以增大z坐标差距,形成井上下联合监测台网,有效提高了微震监测高度及垂直定位精度。井上下微震联合监测技术在门克庆煤矿应用,揭示了诱发矿震的岩层层位与高度,提升了矿井解决矿震频发的技术水平及采取措施的针对性;红庆河煤矿应用井上下微震联合监测技术,确定了冲击致灾主控岩层层位与高度,揭示了高位厚层顶板冲击致灾性。

摘要：针对特厚煤层掘进巷道围岩冲击破坏频率高、释放能量大、破坏范围广的特点,以陕西彬长矿区特厚煤层掘进巷道为工程背景,分析了特厚煤层巷道围岩冲击破坏能量演化过程,建立了稳定性能量判据,得到了特厚煤层巷道围岩冲击破坏的内在原因和关键影响因素。研究结果表明:厚煤层掘进巷道围岩从能量角度可划分为储能区、释能区和吸能区;释能区可释放的弹性能与主应力量值、围岩卸载弹性模量呈正比,与卸载泊松比呈反比;吸能区可吸收的能量与围岩强度和锚杆(索)最大应变值呈正比。巷道围岩冲击破坏的能量条件是释能区释放的弹性能大于围岩冲击破坏耗能,同时能提供煤体弹射或抛出所需要的动能。特厚煤层巷道围岩释能区单元煤体可释放的弹性能是岩体的1.87倍,为冲击破坏提供了必要的能量条件;吸能区单元煤体耗散的能量是岩层的0.42倍,为剩余能量转化为冲击破坏动能提供了外在突破口。通过优化巷道布置降低弹性能集聚,及时卸压减小弹性能释放,加强巷道支护增加弹性能耗散,可有效防范特厚煤层巷道冲击破坏的发生。

摘要：针对榆神矿区曹家滩煤矿浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现强烈、强动载来压现象频发的问题,对工作面强矿压显现规律进行了研究总结。研究得出:工作面周期来压步距平均18.4m,来压持续距离平均11.5m,动载系数平均1.45,来压主要影响35#—125#支架,具有来压动载强、来压持续时间长、来压区域性明显、周期性出现强矿压等特点,工作面平均每间隔135m出现一次大周期来压,大周期来压时一般出现连续性强来压,并伴随支架安全阀大范围长时间开启(安全阀开启比例50%以上)、支架活柱持续性快速下缩(支架最大下缩量超过2.0m)等现象。为减小坚硬顶板带来的强矿压威胁,采用井下定向水平长钻孔区域压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前预裂。压裂后,工作面矿压显现强度明显减弱,未再发生顶板快速下沉的强矿压现象,顶板来压更加可控,支架工况得到明显改善,取得了良好的应用效果,对榆神矿区浅埋厚硬顶板工作面强矿压治理具有借鉴意义。

摘要：为了对富含水、淋水状态下破碎煤岩体进行有效的化学加固,研制出新型聚氨酯堵水材料,在破碎煤岩体大范围淋水条件下,可以正常反应,凝胶时间1～10 min(可调),一次封堵裂隙水量达到95%以上;对含水破碎煤岩体具有良好的加固性能,对煤岩含水裂隙面黏结强度超过1 MPa、结石体抗压强度大于8 MPa。该材料填补了矿井大范围淋水条件下破碎煤岩体堵水与加固一次完成的技术空白,并通过在现场的应用过程中得到了验证。

摘要：根据煤矸石颗粒材料的特点,采用三维颗粒流方法 PFC3D的接触连接本构模型模拟煤矸石的压缩特性,再现其复杂的非线性本构关系。设计单一级配和泰波理论级配方案,并用Fish语言生成级配颗粒模型。对煤矸石的三轴压缩试验过程进行数值模拟,比较不同围压下的应力–应变曲线、体积应变曲线和微裂纹发展曲线,从细观角度验证不同级配煤矸石试样的强度及变形规律。研究结果显示,优化的级配方案能提高矸石的峰值强度,降低其压缩量,这对优化矸石充填的级配设计有一定的参考价值。

摘要：通过硅酸盐对传统聚氨酯注浆材料进行了改性研究,研发出既能保留聚氨酯材料本身优异的力学性能又避免其可燃等安全性能的缺点,适合矿山井下使用的改性聚氨酯注浆材料。该材料固化后形成有机相(聚氨酯网络)—无机相(无机硅酸网络)三维结构互穿网络,得到的固结体具有优异的力学特性。研发的注浆材料强度高、不受环境湿度等影响,具有无毒、高闪点、不可燃等特性。在矿山井下煤岩体加固方面具有一定优越性,在一定程度上可以替代目前纯聚氨酯注浆材料,为现代化煤炭企业实现高产高效提供了技术支持。

摘要：对于集中煤柱与采空区下松软煤层复合顶板大采高开采工作面,其煤壁及顶板稳定性较差,开采过程中经常发生煤壁片帮、架前冒顶事故。以新元煤矿9104工作面为研究对象,采用现场实测、数值模拟、观察统计等方法对复合顶板大采高工作面在集中煤柱与采空区下矿压规律进行研究,结果表明:(1)集中煤柱区下支架压力严重偏低,顶板来压极不明显,煤壁片帮与顶板漏冒严重;采空区下工作面支架压力较高,顶板来压十分明显,安全阀开启频繁,煤壁与顶板完整性相对较好;(2)集中煤柱下顶板峰值应力集中系数为1.53~1.92,平均为1.65,集中煤柱边缘区下、采空区下平均顶板应力降幅分别达到82.2%、95.7%。