大采高综采工作面矿压显现规律研究

大采高综采是相应条件下厚煤层综采的主要发展方向之一。本文基于笔者多年在综采方面的工作经验,以大采综高采矿压显现规律为研究对象,结合笔者在工作之余阅读的大量相关文献,全面分析了国内在这一领域的相关研究进展,相信对从事相关工作的同行能提供有力的理论支撑。     

高地应力水平岩层隧道滞后型岩爆时空倾向性机制分析

浙江杭温水平岩层隧道内滞后型岩爆频发,但目前对于其孕育机理和时空倾向性研究不足。故采用有限差分软件,通过地应力测试和统计现场岩爆资料的方法,研究分析滞后型岩爆时空特征机制。结果表明:(1)滞后型岩爆具有明显的时空倾向性特征。近70%的滞后型岩爆时间上发生在该区开挖6～30 d,空间上滞后于掌子面30～100 m之间;且多发生中等岩爆,岩爆等级及可能性随时空变化呈现倒“V”形趋势。(2)硬岩在高地应力环境中具有明显的延性与时效变形特征;在卸荷条件下,应力释放率的逐渐增加是诱发滞后型岩爆的最主要因素。(3)开挖一定距离后,隧道周边不同位置处都出现应变能突变,且保持较高的应变能密度,易发生等级较高的岩爆。上述结果为以后预测滞后型岩爆和施加相应支护措施提供了依据。     

基于无人机贴近摄影测量的剖面数字露头系统研发及岩层面重构方法

针对大坡度、大规模的露头剖面考察中识别范围不足,面貌不全、人工依赖大、精度差、数据共享低的状况,使用无人机贴近摄影测量技术摄取露头剖面影像,建立毫米级精度的全景三维模型,采用Web GIS技术,自主研发网络版数字露头平台,实现露头数据的共享。为重构某一局部岩层面,三维模型表面需建立一个贴面。数字地球引擎Cesium内置方法、边界面法建立贴面时,出现了贴面范围不准确、内部不连续的问题,提出一种在Web虚拟场景上充分利用空间场景几何特征与空间距离度量关系,自动判定岩层剖面特征点的新方法。特征点作为加密点在空间范围内构建三维Delaunay三角网,准确标定出某一岩层范围,实现了剖面岩层的重构。结果表明,该方法重构的岩层范围正确,内部连续,结果清晰,为地质资料知识库构建提供辅助手段与数据支撑。     

水流损失和热补偿共同作用对增强型地热系统(EGS)产能影响的研究

基于青海共和盆地-3705m地热田实测数据,结合流固耦合传热理论并运用Comsol软件,建立了离散型裂隙岩体流体传热模型。考虑水流损失和热补偿共同作用,模拟得到了开采过程中上、下岩层(盖层和垫层)为绝热不渗透、传热不渗透、渗透传热时,储层(上、下岩层和压裂层)温度场的变化特征,分析了产出流量、水流损失、产出温度、产热速率的变化规律。研究结果表明:采热过程中产出流量始终小于注入流量;产出流量增幅速率先增大后减小,最后趋于稳定,前3a产出流量增幅超过总增幅量的3/4;忽略水流损失,将高估产热速率,采热初期甚至达到考虑水流损失时产热速率的3倍以上;考虑水流损失,产热速率呈先快速上升再趋于稳定后逐渐下降的趋势,最优开采时间为3a^11a;研究上、下岩层对产出温度的影响,仅考虑传热,采热寿命延长5.43%,同时考虑渗流传热时,采热寿命延长2.71%;采热前9a,水流损失占主导作用,即流入上、下岩层水流损失对产热速率的影响高于热补偿效应,开采10a后,热补偿效应占主导作用;同时考虑水流损失和热补偿效应得到的产热速率变化规律与实际工程更为符合,建议选择低渗透能力的上、下岩层延长增强型地热系统(EGS)运行时间。     

软弱岩层地段井巷工程施工的探讨

软弱岩层的自然特性及组成的主要成分是导致软岩井巷工程玻坏的主要原因。给出了设计的注意事项和支护的原则，并指出的关键是防水和及时控制围岩的变形量。新奥法的指导思想应成为井巷工程在软弱岩层地段施工的精髓。     

张集矿不同采高和倾角的采场围岩应力研究

张集矿九层煤厚度与倾角变化大，为能用单体柱一次采出３．２ｍ厚的煤层，确保采面、顺槽及底板巷迟支护的完好，作者运用非线性有限元方法研究了不同采高及倾角条件下的采场围岩应力的分布特征，从而提出了相应的控制策略，并得到了成功应用。     

不稳固矿岩动压巷道合理支护型式的探讨

本文阐述了在回采过程的扰动影响下巷道周围不稳固矿岩的变形破坏特征及其对巷道支护的要求。介绍了适用于该类岩体加固的两种新型锚杆结构及其优良的支护性能,并提供了两种行之有效、已为工程应用证实了的支护设计。     

采空区上覆岩层"三带"的界定准则和仿真确定

为了准确划分采空区上覆岩层的"三带"范围,提出了"三带"的界定准则:将应力超过屈服强度或抗剪强度的岩层高度定为裂隙带的上限,而将双向拉应力都超过抗拉强度的岩层高度定为裂隙带的下限.采用FLAC软件对矿山进行了界限确定,通过生产实践中的瓦斯抽放效果进行了验证,结果表明该界定方法合理有效.此方法可普遍用于采空区上覆岩层的"三带"划分.     

采场上覆岩层移动变形值计算

在下部采动煤层的顶板岩层内布置巷道 ,其位置选择与采场上覆岩层移动状况密切相关 .依据煤矿地表移动计算公式和采场上覆岩层活动规律 ,建立采场上覆岩层移动变形概率积分法预计计算模型 .根据最大下沉量、主要影响半径、拐点移动距等移动参数与埋深的关系 ,利用参考坐标系确定采场上覆岩层移动下沉计算公式 .并结合实例进行岩层移动变形预计计算 ,计算结果与实际观测数据十分接近 .图 1,表 1,参 5     

深部高应力巷道的非对称大变形

针对深部巷道尤其是倾斜岩层中的巷道围岩大变形问题,根据和分解有限变形力学理论,采用深部工程软岩大变形力学设计与分析系统(LDEAS)对旗山-1000 m 水平北翼轨道联络大巷的开挖过程进行了数值模拟.结果表明,倾斜岩层中巷道出现底板臌起、两帮缩进,顶板出现大面积的下沉;底板臌起、两帮缩进量的最大值和顶板的最大下沉量均随着巷道底板下岩层弹性模量的降低而呈增大的趋势.和分解增量法分析模型下巷道顶板的最大下沉量要小于两帮的最大收缩量,但是极分解增量法分析模型下巷道顶板的最大下沉量却大于两帮的最大收缩量.