关键层理论在保水开采中的应用

在绿色开采思想的指导下,对关键层理论在保水开采中的应用进行了分析。通过算例讨论了三者的关系并分析了岩层变形-渗流耦合系统的复杂性特征,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想。研究表明,在承载关键层破断前,承载关键层同时也是保水关键层;在承载关键层破断后,不再具有隔水作用,而保水关键层此时由渗流关键层充当;如果承载关键层破断,并且渗流关键层不存在,则会发生突水现象。岩层变形-渗流耦合动力学系统是具有时变边界、非线性、非均匀性和非连续性等特征的复杂系统。将复杂系统动力学引入突水防治理论研究,可以从本质上描述突水的过程。

加载历程对配径碎煤渗透特性影响的试验研究

为了证实加载历程对破碎煤样渗透特性的影响,利用一套由齿轮泵、换向阀、溢流阀和渗透仪等组成的渗透回路,在CMT5305型电子万能试验机试验系统上测试了配径碎煤在两种不同试验方案下的渗透特性,得到了两种方案配径碎煤的渗流速度、渗透率、非Darcy流因子与孔隙度的关系。研究表明:①第1种试验方案的渗流速度和渗透率与孔隙度的关系用幂函数拟合,第2种试验方案的渗流速度和渗透率与孔隙度的关系可用指数函数拟合。②孔隙度较大时,渗透率和非Darcy流因子与加载历程有关;孔隙度较小时,渗透率和非Darcy流因子趋于稳定,与加载历程无关。③随着孔隙度的减小,方案1非Darcy流因子由负变正,配径碎煤的渗透性加强;方案2非Darcy流因子始终为负值,配径碎煤的渗透性减弱。④两种方案的非Darcy流因子与孔隙度均可采用三次多项式拟合,多项式的系数与加载历程有关。

进路式采矿爆破参数优化试验及应用

针对某矿进路采矿循环进尺小、炮孔利用率低的问题,通过优化爆破参数,把单层楔形掏槽改为双层楔形掏槽,加大掏槽孔装药系数,以单循环进尺米数、掏槽孔利用率、炸药单耗等指标作为评价爆破效果优劣的标准。试验结果表明,在某矿进路采矿中采用双层楔形掏槽能够取得良好的爆破效果,并且能够取得一定的经济效益。

试验压力机对岩石损伤过程声发射参数的影响

通过使用普通弹性试验机和MTS-815刚性试验机对岩石进行单轴压缩实验,同时采集大理岩和红砂岩在损伤断裂过程中的声发射信号参数。通过分析声发射信号参数,探索性地得到压力机械对岩石损伤过程声发射参数的影响。结果表明:无论普通还是刚性试验机,声发射信号曲线与应力曲线对应都比较好,基本上能够反映出岩样在受压过程声发射特征的变化规律;采用普通试验机,在加载初期,声发射信号很不明显,而刚性试验机则不同;普通试验机不能得到较完整的应力应变曲线,而刚性试验机则可以得到;普通试验机在岩样破坏瞬间会释放大量的弹性能,导致声发射信号不能真实反映岩石破坏时的声发射特征,而刚性试验机恰恰可以避免这一现象的发生,因此声发射试验应该使用刚性试验机。

煤层力学性质及可钻性分级试验研究

利用CMT5305型电子万能试验机测得了某煤层的单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度,并配套圆柱形压头测试了在不同加载位移速率下的静压入硬度值。研究表明:煤岩静压入硬度值不受位移速率影响,但其局部破坏有时间效应,位移速率越大,破坏所需时间越短,且压头压入时煤岩有旋涡式破坏和劈裂式破坏2种;压入硬度法和普氏硬度法对煤层可钻性分级的结果不一致,前者对煤层可钻性分级结果为中软4级,后者对煤层可钻性分级结果为中等坚固～比较软Ⅴa～Ⅵ,分级受室内试验条件影响;压入硬度与抗压强度、弹性模量和抗拉强度的预测模型均可采用对数函数建立,预测模型为准确掌握煤层力学性质提供理论指导。