摘要：针对掘进面迎头粉尘弥散难以控制的难题,设计新型多向涡流风幕发生装置,并基于自行设计的模拟实验平台得出多向涡流风幕风流运移及阻隔粉尘弥散规律。研究结果表明:风流运移规律为多向涡流风幕与迎头距离L_c越大,压抽比Y、压风量Q_f及轴径比Z越小,越利于形成风流均指向迎头运移的阻尘风流场。阻隔粉尘弥散规律为粉尘质量浓度基本随巷道断面与迎头距离的增大而减小或波动减小;随着L_c的增大,阻隔粉尘弥散能力先减小后增大;Y、Z越小,Q_f越大,越利于阻隔粉尘弥散。通风参数变至一定值后,形成阻尘风流场的均匀程度及阻隔粉尘弥散能力基本稳定,并确定了实验掘进面较优通风参数为:L_c=20 m,Y=5:4,Q_f=300 m^3/min,Z=1:9;该参数时全尘、呼吸性粉尘的降尘率平均值分别为95.85%和94.32%。

摘要：为探究裂隙砂岩注浆前后渗流特性及注浆后力学特性变化规律,利用Rock Top多场耦合试验仪在不同围压下以0.02 mm/min的恒定速率对砂岩进行三轴压缩试验得到裂隙砂岩并进行渗流试验,进而采用自主研制的注浆加固系统对裂隙砂岩进行注浆加固,再利用Rock Top多场耦合试验仪对注浆后的裂隙砂岩在不同围压下进行三轴压缩渗流试验。结果表明:(1)裂隙砂岩注浆后的渗透率相对于注浆前显著降低,下降幅度在24.26%~96.55%之间,但均大于原岩渗透率;(2)裂隙砂岩注浆前、后的渗透率随静水压等梯度增加呈现出不同的阶段性变化规律,并且当静水压达40 MPa及以上时,5 MPa以内的渗透压差对渗透率影响较小,渗透率曲线趋于水平;(3)裂隙砂岩注浆后仅在10 MPa围压下表现出同原岩类似的脆性破坏特征,在20~60 MPa围压下则失去了原岩的脆性破坏特征,表现出很强的延性破坏,并在峰后出现塑性流动现象;(4)裂隙砂岩注浆后的峰值强度、峰值应变皆随围压的增大而增大,并呈现出满足二次函数关系的非线性变化特征,其峰值强度介于原岩峰值强度的44%~59%之间;(5)裂隙砂岩注浆后的破坏形式以滑移剪切破坏为主,低围压下会伴随有新破坏形式产生,随着围压增大,破坏程度减弱;(6)岩-浆界面电镜扫描试验表明,钙矾石与C-S-H(水化硅酸钙)凝胶相互搭接形成了稳定的水化产物,从而提升了岩石承载力。

摘要：为了研究深井铲运机在运行过程中的散热影响,以实际工程为依托,通过现场实测与软件模拟等手段进行分析。在矿井中段运用焓差法设计铲运机散热测定实验,对铲运机顺风运行与逆风运行的散热进行分析,得出铲运机的顺风散热量为259.05 kW、逆风散热量为239.40 kW。随后运用ANSYS有限元分析软件中的重叠网格功能对铲运机在巷道移动进行动态模拟,得出铲运机在巷道25~30 m内对热环境均有影响,而且逆风运行远比顺风运行影响的范围更广的结论,为矿井热环境降温提供了理论依据。

摘要：在应急处置过程中,应急资源的高效推荐是辅助指挥中心领导制定决策的关键.因此设计并实现了一个面向应急领域的本体管理与资源推荐工具,OMERR,该工具为领域专家提供了类似Protege的本体管理和规则推理功能,为应急值守人员和指挥中心领导分别提供了突发事件上报和事件处置的功能,根据突发事件的信息可以提供基于规则的应急资源推荐.详细介绍了工具中的应急领域本体模型、推理规则表示方法以及基于规则的应急资源推荐等关键问题.定义了覆盖率和命中率两个定量评价指标,通过汶川地震案例对工具性能进行了评价,评价结果表明了应急资源推荐的有效性和准确性.

摘要：基于PFC中FISH语言,采用双线性锚杆本构模型对岩体加锚节理面在剪切荷载作用下的力学行为进行数值模拟研究,通过变化锚杆刚度和浆体强度,深入研究岩体结构面-浆体-锚杆相互作用下锚固体系宏细观力学响应。结果表明:加锚节理面的力学响应与锚固结构的力学性质密切相关。锚杆刚度越大,节理面宏观抗剪强度越高;随着锚杆刚度的增加,岩体和浆体中的裂纹也越来越多,锚杆对浆体和岩体的损伤逐渐增加。岩体结构面-浆体-锚杆相互作用,裂纹的产生首先起于节理面上和锚杆与节理面交叉处,随着剪切位移的不断增加,节理面上的裂纹在接触力集中的地方继续产生,而在锚杆周围则由锚杆与节理面交叉处向锚杆两端继续扩展,且裂纹集中在锚固体系的受压侧,主要为由"压致拉"机理导致的张拉裂纹。浆体的强度过小或过大都可能导致锚固体系中裂纹数量的增多,且裂纹以张拉裂纹为主。当浆体强度较低时,裂纹主要集中在浆体中,而当浆体强度较高时,裂纹主要集中在岩体中。因此,在对节理岩体进行加固的过程中,应综合考虑节理面宏观上的抗剪强度和细观上锚固体系的损伤,以实现锚固体系的宏细观耦合支护。分析结论对于节理岩体的锚固支护设计具有参照价值。

摘要：针对油页岩综采动压区沿空掘巷中面临的支护困难、围岩变形量大等问题,对掘进与回采的"时-空"关系、巷道支护加固方案及修复技术进行研究。基于理论及数值模拟分析,得到巷道围岩变形及应力分布规律,初步确定巷道掘进方案;结合掘进期间的矿压观测结果,确定掘进与回采合理的时空关系。追尾掘进时,巷道合理的滞后距离为136 m,滞后天数不应小于36 d;对头掘进时,巷道进入停采线的距离应小于50 m。根据围岩变形观测情况,对不同地段巷道分别设计了加固及修复方案,加固维修后的巷道能够满足生产要求,对类似条件下巷道掘进具有指导意义。

摘要：为了研究近浅埋煤层工作面顶板运动规律,采用深部多基点位移探测仪对高家梁煤矿近浅埋20307工作面顶板运动规律进行探测,建立近浅埋煤层顶板破断力学模型,分别将关键层初次和周期断裂简化为四边固支和三边固支一边受均布载荷的矩形板,采用塑性极限分析定理推导关键层的断裂步距,并提出亚关键层断裂步距的修正方法。矿压实测表明,断裂步距平均误差为7.03%,且理论计算与实测大周期来压出现的位置基本一致。本研究可为近浅埋煤层工作面顶板控制设计提供理论依据。

摘要：为保证近含水层薄基岩煤层安全高效开采,以五沟煤矿一采区1010-1工作面为试验对象,采用劈裂注浆法,连续与间歇注浆相结合的注浆工艺对薄基岩煤层上覆松散含水层进行注浆改造试验。结果表明:(1)治理区“四含”富水性弱,岩性复杂,可注性强,注浆压力2.5~3.5 MPa,可注性因不同片区不同岩性组合而存在明显差异;(2)钻孔返水、压水试验、抽水试验及水位观测结果显示,松散含水层注浆后富水性极弱,砂层失去了流动性,实现了注浆段“四含”水挤出、固结砂层的目的;(3)治理孔受注段注浆历时长、注浆压力低、起压慢,检查孔注浆历时短,注浆压力高,且检查孔单位注浆量明显小于治理孔,注浆效果显著;(4)依据注浆改造效果,创新设计了上行式控水开采巷道布置方式,煤炭资源回收率显著提高,具有良好的社会经济效益。依据研究及工程实践的成功实施,以期为今后类似工程提供工程经验和参考依据。

摘要：针对端锚式锚杆–围岩结构体在长时条件下支护作用的演化机制,建立了端锚式锚杆–隧洞围岩耦合作用的结构模型。进行了结构模型的基本假设:①圆形隧洞;②深埋;③各向等压原岩应力;④均质且各向同性黏弹性围岩模型;⑤一维黏弹性锚杆模型;⑥锚杆对围岩作用力整体为面力。基于基本假设建立了端锚式锚杆–围岩耦合流变理论模型。假设围岩和锚杆均为Maxwell模型时,求解了圆形隧洞围岩应力和位移的径向分布随时间变化的解析解,获得了锚杆轴力随时间演变的理论公式。基于锚杆(索)流变模型,进行了FLAC3D数值模拟软件的二次开发;并通过数值模拟与理论计算的对比分析验证了理论模型的合理性,分析了端锚式锚杆–围岩耦合流变规律及其影响因素。该模型对于研究地下隧洞的流变力学行为,分析锚固支护结构的长期稳定性,指导工程支护设计具有重要的基础理论价值。

摘要：华北地区深部开采矿井,高地应力作用下煤层采动诱发断层活化引起的承压水突涌是矿井水害的主要形式之一,借助相似材料模拟试验台,通过自主设计的试验装置和试验方法,以五沟煤矿F13断层为工程背景,研究承压水上煤层开采的覆岩运动破坏形态、底板裂隙发育扩展特征、断层带应力和结构演化规律,再现断层活化导水全过程。以工作面距断层带的距离为时间参照,采动诱发断层活化导水存在4个明显阶段:断层带应力超限屈服、断层带拉裂延展、两盘错动滑移、承压水导升。以承压水沿断层带的导升高度为基准,寻找承压水导升高度的相关性因素:工作面距断层带的距离与导升高度近似呈负线性关系;水压力、断层带宽度与导升高度具有正相关性,试验过程中水压力与导升高度的相关性呈现强-弱-强的变化趋势;根据试验结果和规律设计断层防水煤柱宽度为40 m,现场观察未出现明显突漏水现象、效果良好。研究成果对于揭示断层活化突水机制、指导矿井防治水具有一定的意义。