近距离煤层群叠加开采采动应力-裂隙动态演化特征实验研究

围岩应力、裂隙分布特征是影响突出危险煤层瓦斯抽采效果的重要因素,为优化突出危险煤层群瓦斯预抽方案,以沙曲煤矿近距离煤层群开采为背景,采用相似模拟实验研究了保护层与被保护层双重采动影响下围岩应力-裂隙分布与演化特征。结果表明：3＋4号煤初采时,叠加采动的影响下,顶底板卸压程度较一次采动影响时高,但高卸压程度阶段持续长度减少,约105 m,底板最大应力降低值可达12 MPa,是保护层开采时最大应力降低值的1.5倍;进入正常推进阶段,仅距采空区两侧煤壁一定范围L内仍保持较高裂隙发育和应力降低程度,且较保护层开采时L值减小,20～30 m,采空区中部覆岩裂隙再次闭合,围岩应力出现恢复现象;工作面推进距离一定条件下,双重采动影响下顶底板卸压程度及裂隙发育程度较一次采动影响下明显升高;被保护层开采时,3＋4号煤同2号煤之间岩层破碎程度最高,裂隙最为发育,覆岩裂隙发育程度随工作面推进距离增加而升高,由于形成稳定顶板结构的随机性,覆岩裂隙频数程台阶式增长。最后将研究结果应用于沙曲煤矿高瓦斯煤层群开采时瓦斯抽采钻孔的布置设计,取得较好的抽采效果。

近距离煤层群保护层开采顶板走向高位钻孔瓦斯治理技术研究

为了有效提高谢桥煤矿1242(1)工作面的瓦斯治理水平,采用实验室相似模拟的方法,分析了1242(1)工作面开采过程中覆岩的裂隙发育规律,判定11-2煤层上覆岩层冒落带和裂隙带分布范围,获取了钻孔法距参数的最佳范围,为顶板走向高位钻孔的设计提供参考依据。现场考察表明,顶板走向高位钻孔的瓦斯抽采浓度平均达到31.1%,平均抽采量为14.85m3/min,达到理想抽采效果,保证了综采工作面安全高效生产。

厚煤层沿空留巷变形漏风机制及多元协同防治技术

为解决厚煤层沿空留巷墙体变形机理及采空区漏风流场不清、瓦斯防治效果不佳的问题,以山西沁城煤矿20107工作面为工程背景,采用力学建模、理论分析研究了沿空留巷顶板断裂位置对应力集中及传播路径的控制作用,并指出断裂线位于留巷外侧时,可有效转移支撑应力并卸压,并提出了分段压裂切顶关键位置的计算方法。采用单元法实测,从采空区漏风量分布及留巷漏风通道两方面,揭示了沿空留巷采空区漏风流场及瓦斯浓度分布规律,进而提出了沿空留巷采空区瓦斯多元防治技术,即采用定向钻孔分段压裂切顶卸压-强化瓦斯抽采超前协同共治为主,弱化转移顶板来压避免墙体变形产生裂隙漏风的同时提高采空区瓦斯抽采效率;采用硅酸盐复合材料对已有墙体裂隙发育区(顶板交界处、插管外壁周围)进行喷涂堵漏,封堵留巷漏风通道;辅以留巷插管参数优化及控风降压,进一步减小采空区漏风及瓦斯涌出,并通过现场考察验证。研究结果表明:①20107采空区漏风以运输巷进风流正压漏入为主、回风侧以高浓瓦斯漏入沿空留巷为主,工作面倾向0~36 m区段正压漏风量332.84 m^(3)/min,占工作面总体漏入采空区风量(572.15 m^(3)/min)58.17%;留巷走向54~108 m区段留巷漏入风量408.45 m^(3)/min,占采空区总体漏入沿空留巷风量(469.01 m^(3)/min)87.09%;②优化后,裂隙带定向钻孔(压裂孔+抽采孔)平均瓦斯抽采纯量为7.46 m^(3)/min,压裂切顶后留巷墙体变形、裂隙控制大幅改善,沿空留巷平均瓦斯体积分数由原0.59%逐渐降至0.34%,实现工作面高效达产。

采动影响下构造发育区煤层瓦斯运移规律研究

为研究采动影响下构造发育区煤层瓦斯运移规律,以桑北矿区为工程背景,综合运用理论分析、现场实测与数值模拟的方法,通过构建采动影响下煤体渗透率动态演化模型,结合煤岩应力场、变形场和渗流场相互作用,研究了瓦斯运移流固耦合机制。研究发现,桑北整合区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东南,构造复杂,含褶曲、断层等,地应力受重力与构造运动双重影响,3^(#)煤层应力值普遍小于15 MPa。基于含瓦斯煤层应力-损伤-渗流多场耦合模型建立数值模拟,模拟不同抽采时间下瓦斯运移情况。结果表明:原始区域抽采时瓦斯压力变化区域随时间外扩,30 d变化明显,180 d后幅度变小;完全卸压区域瓦斯压力随时间降低,卸压程度越高受抽采钻孔影响越明显,降低幅度越大;构造发育区瓦斯压力变化受构造发育程度影响,发育程度越高影响越小,且随抽采时间增加压力变化区域扩大,前90 d变化明显。现场实测与模拟结果对比显示,原始区域、完全卸压区域和构造发育区瓦斯压力变化趋势分别基本一致。

底板贯穿型裂隙现场实测及其对瓦斯抽采的影响

高瓦斯煤层群利用保护层开采治理瓦斯效果显著,为煤矿安全生产提供了极大的保障,但是对于近距离和超近距离高瓦斯煤层群,在应用保护层开采技术时又产生保护层工作面瓦斯超限严重、采空区下方卸压区域瓦斯抽采浓度急剧下降等新的问题。以沙曲煤矿北翼二采区为实验背景,利用示踪气体实测层间贯穿型裂隙的发育时间、位置以及程度,验证了底板破坏深度定量计算的结果,定性分析了贯穿型裂隙对近距离煤层群瓦斯运移和瓦斯抽采的影响以此为依据调整并优化卸压瓦斯抽采技术参数,并通过现场应用验证,提高了瓦斯抽采率。

空心加压螺钉固定治疗新鲜无移位舟骨骨折的效果评价

目的:探讨应用空心加压螺钉治疗无移位新鲜舟骨骨折的疗效,阐明掌侧微型切口治疗新鲜无移位舟骨骨折的优点。方法:14例新鲜腕舟骨骨折采用AO 3.0mm无头空心加压螺钉内固定。患者平均年龄32岁,骨折按Krimmer分型,A1型6例,A2型8例;均采用掌侧微型切口入路内固定治疗。术后定期复查X线片,观察骨折愈合情况。以Krimmer评分标准评价腕关节恢复情况及功能状态。结果:术后平均随访12个月,14例舟骨骨折全部愈合;术后腕关节功能优11例,良2例,满意1例。腕关节屈伸活动度为50°～165°,平均(120±25)°。腕尺桡偏为28°～81°,平均(61.0±10.4)°。握力为20～65kg,平均(50.0±6.7)kg。结论:应用无头空心加压螺钉经掌侧微型切口治疗新鲜无移位舟骨骨折可获得较好疗效。

大型潜水电机混合偏心时转子副临界振动的研究

大型潜水电机转子在运行过程中,由于不平衡电磁拉力和特殊环境的影响,气隙激振力频率接近转子固有频率,且转子副临界转速临近额定转速,引发转子副临界振动,危及电机安全运行,甚至引发工程事故。本文引用工程电磁场理论,建立了混合偏心转子的计算模型,推导出大型潜水电机定转子间气隙电磁力,并在此基础上,结合傅里叶谐波分解理论,得出电磁激振力频率与转子固有频率的关系。最后采用解析—有限元的混合方法,分别建立三维定转子应力模型,得出定转子形变。建立二维有限元电磁场分析模型,探讨转子副临界转速与额定转速、偏心度、潜水深度、时间的关系。研究结果为电机的更可靠投入运行提供一定理论基础,且为大型潜水电机的故障诊断提供了一定的参考依据。

层理发育硬煤层煤壁片帮机理及防治技术

为了分析层理发育硬煤层煤壁片帮机理,通过现场调研、试验室试验和理论分析的方法研究了煤体物理力学性质、节理裂隙分布对煤壁稳定性的影响,并提出了超高压注水防片帮技术。现场应用结果表明:横向层理发育硬煤层煤壁片帮发生在层理面,破坏形式以拉伸破坏为主;增大注水压力可增大硬煤湿润半径,缩短注水时间,增大注水孔距。应用过程中大块煤明显减少、开机率提高显著、煤壁片帮有效减缓,工作面推进速度得到提高。

基于改进绕组函数法的感应电机偏心电感参数计算

针对大型感应电机常见的气隙偏心故障,提出了以绕组函数为核心的多回路建模方法,并对绕组函数法进行了理论推导,最后计算了电机各回路间的电感。基于所给出的计算方法,对一台1 200k W样机建立气隙偏心模型,并通过引入绕组函数平移系数进行更精确的计算。通过对改进的绕组函数法与传统方法以及有限元仿真的偏心电感计算结果的对比,表明改进的绕组函数法应用于计算偏心电机电感参数的可行性,并展示了其在偏心状况下电感参数的变化特点。

王坡煤矿综放工作面采动覆岩破裂高度研究

为了提高王坡煤矿3号煤层综放开采断裂带瓦斯抽采效率,准确找到断裂带高度位置。以王坡煤矿3215综放工作面为例,采用数值计算方法和双端堵水法对王坡煤矿3215综放开采工作面覆岩破裂高度进行了分析及实测研究,2种方法研究结果呈现了较好的一致性。研究结果表明:3215工作面覆岩破裂高度为54~57 m,数值计算和实测结果较为真实地揭示了该工作面覆岩破裂高度情况;证明了双端堵水法的井下实测断裂带位置的可行性,可为该矿及类似条件矿井高位瓦斯抽采钻孔层位参数优化提出了技术解决方案。

卸压煤体渗透率变化规律与声发射特征实验研究

为了深入研究卸压煤层瓦斯抽采和瓦斯运移的难易程度,揭示不同卸压区域和不同卸压程度煤体的渗透率变化情况,利用TAW-2000煤岩三轴伺服试验机对煤样试件进行三轴加卸载和渗透性测试,还原煤体原岩应力状态—采动应力集中状态—采动卸压状态—采动应力恢复状态,监测全过程中煤岩体的渗透率变化情况,并附加安装Vallen声发射仪监测全过程中煤岩试样中裂隙发育程度。实验室结果与现场工程验证表明,上层煤回采工作面后方50m的范围内,其下伏卸压煤层的裂隙发育程度最大,理论上卸压瓦斯抽采效果也最好。

浅埋煤层开采覆岩“梯形”破断参数与裂隙演化分析

目的为了探究浅埋煤层开采覆岩“梯形”破断参数与裂隙演化规律间的关联机制,并量化表征覆岩垮落、裂隙分布特征,方法以崖窑峁煤矿为研究对象,采用理论分析、物理相似模拟、数值模拟、现场实测相结合的方法,分析覆岩垮落空间分布形态,并量化表征上覆岩层垮落“梯形”的分布参数。结果结果表明:上覆岩层受煤层开采扰动影响,沿两侧破断线整体呈“梯形”形态,由于破断角φ,γ不同,故覆岩采动裂隙在空间上呈非对称“斜四边形”裂隙发育体的展布形态,结论基于理论计算得出崖窑峁矿业30204工作面覆岩垮落分布形态,覆岩垮落两侧破断角开切巷处破断角φ∈[58.7°,68.7°],采煤机机头处破断角γ∈[60.8°,67.8°],并根据破断角公式进一步计算,得出开切巷处覆岩垮落长度Lφj=11.5 m;采煤机机头处覆岩垮落长度Lγj=10.4 m。依据现场30204工作面3-1煤层顶板垮落实际监测数据,得出上覆岩层垮落的最佳高度为11~30 m,裂隙发育最佳宽度在距离工作面开切巷5 m和采煤机机头5 m范围内。

基于电流振动双信号的大型潜水电机偏心故障诊断（英文）

气隙偏心故障在大型感应电机的运行操作过程中是一种常见的故障形式,潜水电机尤为更甚。针对实际工程中的偏心形式,通过仿真计算转轴挠度,提出弧偏心模型。本文以一台1200kW的潜水电机为研究对象,构建弧偏心模型,进而分析研究定子故障电流。采用三维有限元法来分析计算由气隙磁场作用在转子表面所产生的不平衡磁拉力,并提取在不同偏心度情况下的磁拉力幅值。为了有效检测出弧偏心故障,本文提出基于振动信号的频谱以及定子电流特征信号相对比的检测方法,并通过仿真验证了双信号检测方法的有效性。

隐形矫治器治疗青少年骨性Ⅱ类高角患者颌骨变化及垂直向控制

目的探讨青少年骨性Ⅱ类高角患者无托槽隐形器治疗前后面部软硬组织的变化,评估该矫治器对牙齿垂直向控制的效果。方法选取2021年8月至2023年8月在合肥市口腔医院正畸二科就诊结束的骨性Ⅱ类高角青少年隐形矫治病例32例,均采用非拔牙矫治方案。测量患者治疗前后的18项牙颌硬组织、6项面部软组织指标,对治疗前后测量数据进行统计分析。结果32例患者治疗后上下颌骨角度指标中蝶鞍点、鼻根点、上牙槽座点夹角(SNA)增加,差异无统学意义;蝶鞍点、鼻根点、下牙槽座点(SNB)增加,上牙槽座点、鼻根点、下牙槽座点(ANB)、下颌平面与眶耳平面的夹角(MP-FH)、颌平面角(OP-SN)、Y轴角均减小,差异有统计学意义(P<0.05);上中切牙牙体长轴与前颅底平面交角(U1-SN)、下中切牙牙体长轴与下颌平面交角(L1-MP)减小,上中切牙长轴与下中切牙长轴交角(U1-L1)增加,差异有统计学意义(P<0.05);线距测量中后面高(S-Go)、下颌体长度(Go-Pog)均增加,后面高与前面高比值(FHI)减小,差异有统计学意义(P<0.05);上切牙与上下第一磨牙均压低,差异有统计学意义(P<0.05);软组织指标中上唇凸点到E线的距离(UL-EP)、下唇凸点到E线的距离(LL-EP)、软组织面角(Ns-Pog’-FH)、面凸角(Ns-Sn-pog’)、Z角均减小,鼻唇角增大,差异有统计学意义(P<0.05)。结论隐形矫治器对青少年骨性Ⅱ类高角患者前牙转矩及垂直向高度控制良好,颌平面减小,下颌骨可实现逆时针旋转,有利于改善Ⅱ类磨牙关系,侧貌改善明显。

电子垃圾拆解区学龄前儿童中粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子与中性粒细胞水平变化及意义

目的：探讨电子垃圾拆解区环境化学污染物暴露对学龄前儿童外周血清中粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）与中性粒细胞水平的影响。方法：采集144名3～7岁儿童（暴露组和对照组各72名）外周血;用Procarta Plex多重免疫法测定血清中GM-CSF水平,并用全自动血细胞分析仪检测外周血中性粒细胞百分比。结果：暴露组外周血清GM-CSF和中性粒细胞百分比水平均高于对照组（P〈0.01）;暴露组女性儿童GM-CSF水平高于对照组（P〈0.05）;暴露组3～4岁年龄段儿童GM-CSF水平高于对照组（P〈0.01）;GM-CSF水平与中性粒细胞百分比正相关（rs=0.137,P〈0.05）。结论：环境化学污染物暴露对儿童GM-CSF水平造成影响,并致中性粒细胞百分比改变,不利于儿童生长发育。

电子垃圾拆解区儿童血清中Th17细胞相关细胞因子水平分析

目的:探讨电子垃圾拆解区环境化学污染物暴露对学龄前儿童外周血清中Th17细胞相关细胞因子水平的影响及意义。方法:募集2~7岁儿童209名(暴露组106名,参照组103名),平均年龄4.32±1.01岁;采集早晨空腹时肘静脉血2 mL于无抗凝剂真空管中分离血清;采用ProcartaPlex^(TM)多重免疫法测定血清中白细胞介素17A(IL-17A)和白细胞介素22(IL-22)水平。结果:暴露组儿童血清中IL-17A水平高于参照组(1.02±0.77/0.81±0.63,P<0.05);暴露组女童、4~、5~和6~7岁各组儿童血清中IL-17A水平高于参照组,暴露组女童和4~岁组儿童血清中IL-22水平高于参照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:电子垃圾拆解区化学污染物暴露对当地儿童细胞免疫功能产生了一定影响,为进一步探讨电子垃圾拆解区暴露儿童细胞免疫与疾病的关系提供了一定的理论基础。

煤层群叠加开采覆岩裂隙演化及卸压瓦斯抽采研究

针对采动裂隙带卸压瓦斯抽采效果不佳导致的工作面上隅角瓦斯超限的问题。以赵家寨煤矿11210工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验方法,研究了煤层群叠加开采对上覆岩层采动裂隙的演化特征,并通过现场验证确定了瓦斯抽采的最优层位。结果表明:煤层群叠加开采过程中,在卸压区域外,形成了较大的应力集中,在卸压保护范围内,应力集中现象不明显,且应力峰值小于二1煤层原始应力;煤层群叠加开采引起了采场上覆岩层的叠加卸压,使上覆岩层的位移场发生了叠加变化,岩层最大下沉量进一步增加;煤层群叠加开采结束后,采空区上覆岩层中部岩层被压实,两端岩层裂隙较为发育,形成了一定范围的裂隙发育区。通过现场试验,确定了裂隙带定向长钻孔合理层位的选择,并在现场进行钻孔监测,验证了物理相似模拟结果的合理性。

近距离被保护卸压煤体透气性变化规律实测研究

为了在井下条件实测采动卸压煤体变化的渗透率,从瓦斯抽采的难易程度出发,通过六氟化硫示踪气体现场参数测试和抽采数据统计对被保护层卸压煤体渗透率进行了实测研究。通过对实测结果的分析,认为被保护层卸压煤体渗透率的变化与煤体应力状态有一定相关性,在保护层开采过程中,距离不同的被保护层卸压煤体都经历了渗透率小幅升高—小幅下降—急剧升高3个过程,距离越远的卸压煤层渗透率变化幅度越小,其变化趋势相对保护层工作面距离也越滞后。

近距离突出危险煤层群上保护层开采可行性分析

为解决沙曲煤矿近距离突出危险煤层群开采瓦斯防治的难题,基于理论法分析、数值模拟及现场实测方法,分析22201工作面作为保护层开采的可行性。结果表明:2号煤层作为保护层开采,采动影响下底板破坏深度可达26~28 m,大于3+4号和5号煤层同2号煤层之间的最大垂直距离,两层煤均处于上煤层开采保护范围内;3+4号、5号煤层垂直应力最小可分别降至0.5、1.0 MPa,并表现出较高的瓦斯卸压程度。2号煤层开采时,有效抽采范围内被保护煤层渗透率明显升高,最大值可达5.2×10-3μm2;最后对2号煤层回采过程中,底板穿层抽采钻孔中的瓦斯浓度进行了实测,结果表明瓦斯体积分数最大值可达80%,抽采效果良好。

水淬高炉矿渣还原性对高硫尾砂氧化过程的影响探索研究

尾砂是选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的废弃物,是我国排放量最大的工业固废。尾砂的大量堆存不仅会形成安全隐患,还会引起占用土地、污染土地和水体等问题。利用尾砂进行矿山充填是实现尾砂大宗量消纳处置的有效途径。高硫尾砂一般指硫元素含量大于8%的尾砂,由于高硫尾砂氧化生成的硫酸根达到一定浓度后就会对水泥的硬化过程有破坏作用,导致高硫尾砂在矿山充填中的利用率较低。找到抑制高硫尾砂氧化的方法是降低高硫尾砂环境污染、提高高硫尾砂充填利用率的途径之一。本文通过开展高硫尾砂氧化试验,对水淬高炉矿渣的还原性对高硫尾砂氧化过程的影响开展了探索研究,通过观察试验结果,结合理论分析和其他学者的研究成果,可以得出结论:①高硫尾砂在水中可以发生氧化反应,主要反应过程为黄铁矿(FeS2)等硫化物与水和水中的溶氧反应生成硫酸根和氢离子;②矿渣微粉对高硫尾砂的氧化过程有抑制作用,可以显著减缓水中高硫尾砂的氧化速率;③矿渣微粉具有还原性,还原性来源是高炉中的还原性气氛,还原性的物质承担者是其中低价态的硫;④矿渣微粉抑制高硫尾砂氧化速率的原因是矿渣中低价态的硫优先与水中的溶氧发生反应,降低了高硫尾砂中硫化物的氧化速率。