Forchheimer型非Darcy渗流系统的滞后分岔

在对Forchheimer型非Darcy渗流系统的控制方程进行简化的基础上,分析了系统平衡态的存在性、稳定性及其跳跃,详细讨论了系统的滞后分岔.研究表明:当非Darcy流β因子由负变为正时,平衡态的一支可能失去稳定性,或者跳到另一支,系统发生滞后分岔;当系统的空参量和边界压力发生变化时,稳定的平衡态和不稳定的平衡态合为一个鞍结点,系统发生切分岔.

煤巷综掘面瓦斯流场数值模拟及瓦斯涌出构成分析

在对综掘工作面瓦斯涌出特点进行分析的基础上,通过数值模拟和现场实测得到了综掘工作面的瓦斯浓度分布特征,建立了综掘工作面瓦斯涌出预测模型,并对瓦斯涌出构成进行了分析。结果表明:综掘工作面15 m范围内可划分为折返区、不稳定区和稳定区三个区域;随着巷道长度的增加,掘进落煤瓦斯涌出比例减少,但存在一个极限值,为综掘工作面的瓦斯治理指明了方向。

采动围岩边界时变过程特征分析

煤矿采动围岩的破坏、断裂和垮落是具有代表性的时变边界过程.本文针对俄霍布拉克煤矿实际情况,介绍了RFPA软件模拟采动围岩破坏、断裂和垮落过程的思路.分析了煤矿采动围岩时变边界问题的基本特征,对时变边界系统的力学行为进行了数学描述,研究表明:1)采动围岩的边界变化不单是开挖造成的,岩层的弯曲、断裂和垮落是造成边界时变的主要原因;2)巷道的掘进和煤层的开采打破了围岩原有的平衡状态,引起自由边界的局部破坏,并使靠近自由边界的裂纹急剧扩展,造成围岩承载力连续下降.承载能力的连续下降反过来造成自由边界的不断变化;3)采动围岩边界的不光滑性、内部的原生缺陷和因采动引起的断裂面分布的复杂性,数值方法是研究采动围岩破坏、断裂和垮落过程的首选方法;4)RFPA软件虽然不是基于时变边界动力学的概念开发的,但是可以定性地反映围岩由于破坏、垮落形成的时变边界以及边界变化对后继位移、应力场的影响.

气体渗流系统的失稳及其概率应用

为研究煤体受采动作用后,其渗透特性的变化,采用一种专利装置与MTS815.02型岩石力学试验系统相结合,得到峰后煤样在各种应变下的渗透特性(渗透率和非Darcy流β因子)及统计指标(均值和均方差),对煤矿瓦斯突出发生的概率进行计算和分析。试验研究表明,煤的渗透特性不是确定的,而是服从某种分布的随机变量,瓦斯突出是否发生具有随机性,随着煤体应变的增加,瓦斯突出发生的概率迅速增加。

气体在煤层中渗流的稳定性分析

基于瓦斯突出本质在于气体在煤层中渗流失稳的假设,建立了气体渗流的一种非线性动力学模型,讨论了系统平衡态的存在性。用Chebyshev配点法将系统的控制方程简化成含12个相变量的常微分方程组,计算了系统的动力学响应,得到了系统失稳的条件。研究表明,由于气体的压缩性,煤层中气体非Dar-cy渗流系统平衡态的绝对压力的平方成线性分布;系统存在跨临界Hopf分岔和切分岔。

浅谈瓦斯爆炸事故的预防及控制

通过分析瓦斯爆炸的三要素,总结出预防瓦斯爆炸事故发生的方法;通过分析瓦斯爆炸事故的主要危害方式,总结出控制瓦斯爆炸事故危害的方法。为煤矿预防瓦斯爆炸事故和减小瓦斯爆炸危害提供参考。

高抽巷破坏机理及支护设计

高抽巷的变形破坏直接影响瓦斯抽采,制约高瓦斯矿井的高产高效。依据高抽巷的破坏形式,分析了底鼓形成机理,建立了高抽巷底鼓的力学模型,找出了高抽巷变形破坏规律;依据壳体支护理论,结合五阳煤矿7603工作面高抽巷变形破坏情况,确定了7603工作面高抽巷支护方式与参数。

毗邻巷道的应力分布与相互作用

巷道是煤矿井下交通运输和通风的重要通道,由于其埋深比较大,地应力作用下极易变形破坏,严重影响了煤矿的安全作业,因此研究其稳定性具有重要的意义,本文采用ABAQUS有限元软件,基于Hoek-Brown破坏准则对不同距离情况下毗邻巷道进行了模拟分析,结果表明要根据其中一条巷道弹性变形区应力影响带的边界,是否超过相邻巷道弹性变形区与塑性变形区的交界面,来确定毗邻巷道之间的距离。分析结果可以为井下毗邻巷道设计、施工与支护等提供指导。

机载式临时支护装置在潞安王庄、漳村两矿的应用

针对潞安矿区采区深度变大,地应力增高,顶板破碎加剧、支护难度加大、采掘失调、衔接紧张的情况,2012年3月份在潞安矿区王庄、漳村两矿研究并成功实践了与综掘机配套使用的机载式临时支护装置及技术。该技术优化了施工工艺,提升了机械化水平,缩短了工序时间,为综掘巷道的安全快速掘进和施工安全提供了条件。

锚杆锚固质量声波无损检测技术

介绍了声波无损检测技术的原理,结合实验室试验及煤矿井下现场试验,证明了用声波检测锚杆的锚固质量是一种非常实用、有效的无损检测方法。

松软含水层下厚煤层大断面切眼支护研究

针对扎赉诺尔矿务局灵东煤矿特殊的地质条件——厚煤层、煤层上为松软含水层,基于理论分析、数值模拟和物理模拟进行了系统的研究,在此基础上提出了具体解决途径,使用合理的断面设计和锚杆索+网梁带综合支护技术很好地解决了上述切眼的支护问题。该技术的成功运用将获得巨大的安全和经济效益,为扎赉诺尔矿务局今后松软含水层下大断面切眼施工提供了一定的技术借鉴作用。

五阳煤矿3#煤层瓦斯含量多元回归分析

以潞安矿区五阳煤矿3#煤层为例,对甲烷含量进行了多元地质因素回归分析,结果表明:逐步回归模型不仅符合瓦斯地质理论,而且比单因素回归模型具有更高的预测精度,更符合瓦斯赋存的真实情况,从而具有更大的实用价值。

某煤矿一起特别重大煤尘爆炸事故分析

文章详细介绍了某矿一起特别重大煤尘爆炸事故情况,详细分析了事故类别、爆源点、点火源、煤尘来源及聚积以及事故发生原因等,并提出相应对策措施,为今后类似矿井避免发生同类事故提供参考和技术支持。

利用瞬态法提取岩样非Darcy流渗透特性(英文)

建立了一种测定岩样非Darcy流渗透特性试验系统的动力学模型.基于岩样两端孔隙压差的时间序列,利用差分计算或曲线拟合得到渗流速度及其变化率的时间序列. 通过线性回归,得到岩样的Forchheimer非Darcy流渗透特性,即渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数. 试验结果表明,无论岩样处于峰前还是峰后应力状态,岩样中的渗流都不服从Darcy定律;当非Darcy流β因子为正时,非Darcy流的渗透率k小于Darcy流的渗透率 kD;渗透率(k和kD)、非Darcy流β因子和加速度系数可近似表示为应变的幂指数函数;三种渗透特性中的每两种整体上存在幂指数关系;在加载的初始阶段,由于孔隙和微裂隙的压缩和闭合,渗透率随应变减小,而非Darcy流β因子和加速度系数随应变增大;随后,由于裂隙的扩展,岩样的渗透率迅速增大,而非Darcy流β因子和加速度系数迅速减小,并在峰值应力附近达各自的极值;由于围压的作用,峰后应力状态下岩样的渗透特性随应变的变化缓慢.图3,参18.

时变渗透特性的底板中水渗流过程分析

为了研究变渗透特性围岩中水渗流的稳定性,建立了一种渗透率、非Darcy流β因子和加速度系数按时间的反正切函数变化的渗流系统动力学模型.利用数值方法讨论了渗流速度的演化规律,论述了突水是否渗流失稳的表现.研究表明:由于非Darcy流β因子恒为正值,渗流系统总是稳定的;当渗透特性随时间变化时,渗流速度从一稳定值平滑地过渡到一新的稳定值,新的稳定值与原稳定值之比可以增大到几万至几百万倍,但是总是有限的;突水是岩层结构破裂引起的渗流速度快速或急剧变化,但渗流速度不可能无止境地增大,即渗流不可能失稳.用渗流失稳解释突水是不合理的.