综放面覆岩运动“时-空-强”演化规律分析

综放面覆岩运动是制约安全开采的关键问题之一。以新疆大南湖一矿1303综放工作面开采为工程背景,基于对工作面覆岩运动"横三区"与"竖三带"经典理论的理解,将区块链式演化思想应用于综放覆岩运动数值模型构建与链式演化过程精细计算,构建开采扰动区覆岩物理与数值计算模型,并将其植入三维有限差分计算FLAC^(3D)程序,揭示综放面覆岩运动"时间-空间-强度"链式演化与失稳破坏规律。结果表明:大南湖一矿综放面覆岩垮落带与裂隙带分别约为16.8 m与115 m.具有承载性的岩层受到外力破坏,均会出现应力集中;岩层垮落根据承载层和开挖尺寸不同,出现"分离-协同"运动现象,应力呈现"集中-分离-集中"规律,重合后的应力演化集中,造成工作面强矿压作用,这对现场安全开采提供了科学指导作用。

综采面区段煤柱宽度的PSO-SVM预测模型

为准确预测缓倾斜煤层区段煤柱宽度,分析了缓倾斜煤层综采工作面的主要影响因素,选取8个因子,建立了粒子群优化的支持向量机区段煤柱宽度预测模型(Particle Swarm Optimization Support Vector Machine,PSO-SVM),通过缓倾斜煤层的区段煤柱宽度情况统计分析,对粒子群优化的支持向量机模型(PSO-SVM)、网格搜索优化的支持向量机模型(GS-SVM)和遗传算法优化的支持向量机模型(GA-SVM)3种预测方法的精度进行了对比分析。结果表明:3种方法的预测平均相对误差PSO-SVM为1.81%,GS-SVM为8.36%,GA-SVM为3.78%.PSO-SVM模型有较高的预测精度和较强的普适性,能够相对精确、高效地预测缓倾斜煤层区段煤柱宽度,对缓倾斜煤层综采面区段煤柱宽度选取具有一定指导意义。

含水承载煤岩损伤演化过程能量释放规律及关键孕灾声发射信号拾取

不同含水状态对煤岩样损伤演化过程有重要的影响,为了研究不同含水状态煤岩样单轴压缩全过程煤岩样损伤演化过程能量释放规律,并基于能量贡献率与振铃计数贡献率共同准则拾取关键孕灾声发射信号,以指导声发射技术在岩体工程监测和灾害预警中的应用。利用岩石力学试验系统和全信息声发射信息分析仪,开展不同含水状态煤岩样的单轴压缩试验,主要对不同含水状态下煤岩样的力学特性、能量释放规律、破坏模式以及关键部位孕灾声发射信号进行拾取。试验结果表明,不同含水状态煤岩样力学性质各不相同,含水率的增大能有效弱化煤岩样强度。不同含水状态煤岩样能量释放规律各不相同,水在软化煤岩基质的同时,也对弹性应变能进行大量吸收,进一步导致含水煤岩受载屈服阶段弹性应变能占比增大,耗散应变能迅速降低,对应蓄能期(声发射平静期),待其孔隙水压力增大到对裂隙进行了扩展与贯通,即试样马上进入破坏阶段。不同含水状态下煤岩样单轴压缩破坏模式均为剪切形式,且含水率增大,剪切裂纹趋于复杂。同时验证了基于能量贡献率和振铃计数贡献率计算准则的声发射信号拾取方法可行,并与其他常规声发射参数形成对应关系,可为具体分析前兆特征分析和灾变预警提供参考。

急斜采动夹持岩柱能量异化特征及其调控方法

近年来,随着采深的逐渐增加,新疆乌鲁木齐矿区急倾斜采场围岩能量异常积聚诱发冲击地压问题愈发严重。通过对历史冲击事件及现场微震事件"能量-频次"分布特征进行致灾因素分析,发现夹持岩柱是采动影响下弹性能"蓄积-释放"的主要优势区域,微震能量大于10^(5)J的事件中夹持岩柱占比为47%,B_(3+6)煤层及其顶底板中分布了87%的微震事件和74%的大能量。基于现场勘查及物理相似模拟实验揭示了急斜层间夹持岩柱能量场演化规律:进入深部后微震事件向夹持岩柱区域集中,弹性能多以低能量微震进行释放。结合三维数值计算发现即将开采的+425水平B_(3+6)工作面回采时冲击风险较高,此水平夹持岩柱存在明显的能量异常蓄积区;综合分析将330 m(+500水平)界定为南采区深部开采临界深度,并提出夹持岩柱能量场调控措施。现场监测发现当爆破孔间排距为10 m时,采动影响区域能量指标发生明显变化:日均微震能量下降了78.1%,日均微震事件数下降了62.1%,调控后10^(3)~10^(4) J能量事件数明显减少,且微震事件分布更加分散,说明对夹持岩柱所进行的调控方案可以明显降低大能量微震事件及高集中应力,有效缓解了乌东煤矿南采区急倾斜煤层的冲击地压显现问题。

水力耦合作用下煤岩多尺度损伤演化特征

水力耦合作用对深部煤岩体的力学性质和破坏机制有着重要的影响。为了研究水力耦合作用下煤岩样单轴压缩软化效应及多尺度损伤演化特征,利用岩石力学试验系统和声发射监测系统,开展不同含水状态下煤岩样的单轴压缩试验,首先借助于扫描电镜辨识微观结构,其次从宏观尺度对煤岩样力学性质和破坏模式进行分析,再次从细观尺度依托声发射参数反演煤岩样损伤演化过程,最后论述水力耦合作用下宏细观尺度损伤演化特征。结果表明:不同含水状态煤岩样宏观尺度软化效应较类似,含水率的增大能有效软化煤岩样力学参数,且软化效应明显的阶段为低含水率状态;不同含水状态煤岩样微观尺度软化效应差异明显,煤样的声发射参数随含水率增大呈现软化趋势,而岩样的声发射参数随含水率增大,呈现先减小后增大趋势。说明水能有效减缓煤样的损伤演化过程,最终弱化煤样的冲击倾向性,而较高含水率促使水膜与孔隙水耦合提供刚度加速岩样的损伤演化过程,最终与冲击地压防治理论的降低岩体破坏剧烈程度相违背,研究结论可为深部煤岩注水软化预防冲击地压措施提供理论依据。

刍议煤与瓦斯突出的预测及防治措施

煤矿井中最严重的灾害之一就是煤与瓦斯突出,它不仅影响正常煤炭的生产作业,同时也严重危及工作人员的生命安全。因此,我们要加强煤与瓦斯突出预测方面的工作,从而保证安全生产。而加强对煤与瓦斯突出的研究,无疑可以增加我们对煤与瓦斯突出发生的了解,在熟知煤与瓦斯突出的机理、类型、条件、规律、影响因素等方面知识的基础上,从而有效提出防治措施。本文即对煤与瓦斯突出的相关信息进行了探讨,供参考。

配位化学在生物化学方面的应用

配位化学是研究金属的原子或离子与无机、有机的离子或分子相互反应形成配位化合物的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备的学科。配位化学是从无机化学发展而来。而生物化学则是利用化学的方法和理论研究生命物质的学科。本文简要论述了配位化学在生物化学研究中的应用。生物体内的金属离子本身是没有生物活性的,只有在和特定结构的生物配体结合形成生物配合化合物后,才具有了特定的生理功能。