西南林业大学校园鸟类警戒行为初探

2018年4~5月,在西南林业大学校园内,选取麻雀(Passer montanus)、乌鸫(Turdus mandarinus)、鹊鸲(Copsychus saμlaris)、白(Motacilla alba)4种常见于地面活动的鸟类作为此次研究对象,对其进行人为干扰并记录警戒距离及惊飞距离。研究结果显示:(1)乌鸫的警戒及惊飞距离均为最大,分别为14.21±4.84m、9.52±2.72m,麻雀的警戒距离9.62±3.68m最小,鹊鸲的惊飞距离7.22±3.25m最小。(2)乌鸫的两种距离与其它3种鸟有显著差异,表明乌鸫对人为干扰的耐受性较弱,对校园环境的适应性也相对较低。通过研究鸟类警戒行为,一方面验证了鸟类对生态环境变化具有较强的适应性,另一方面也在人为干扰方面为保护野生鸟类提供更多科学依据。

FLAC^(3D)中岩石能量耗散模型的开发与应用

岩石破坏是能量驱动下的一种状态失稳现象,从能量角度描述岩石强度及变形行为是评价工程岩体安全和稳定性的有效途径之一。为增加能量理论模型分析工程问题时的适用性,准确描述工程岩体变形破坏全过程能量实时演化及分配规律,利用GCTS岩石力学试验系统,开展了常规单、三轴力学试验,结合能量守恒和有限差分理论,推导了岩石弹性能和耗散能的有限差分方程式,采用FISH语言编制了能量耗散模型的有限差分程序,实现了对FLAC^(3D)应变软化模型的二次开发,补充了软件能量计算模块。通过不同围压下岩石室内试验和数值模拟结果对比分析得到:开发的能量耗散模型能有效描述岩石峰后变形特征及破坏路径,可用于研究工程岩体峰后大变形行为,但对峰前压密和塑性变形阶段的描述需谨慎。利用开发模型进一步讨论了深部巷道变形破坏全过程围岩耗散能演化规律,结果表明围岩耗散能集中区与巷道主破坏位置基本吻合,依据耗散能密度可量化巷道围岩压剪破坏程度,评估峰后损伤围岩稳定性,有效弥补了传统采用塑性区定性判别巷道围岩变形破坏及其稳定性时的不足。岩石能量耗散模型在FLAC^(3D)中的应用,扩展了软件适用范围,研究成果不仅可准确定位工程岩体主破坏位置,同时依据耗散能分布密度可量化评估围岩稳定性,为巷道大变形预测预报及加固方案设计提供了一条新途径。

动压作用大巷破碎围岩分区域差异性修复技术研究

为解决动压作用大巷破碎围岩稳定性维护困难的难题,以黑龙煤业2号煤层运输大巷延伸段为工程背景,综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,分析了试验巷道围岩变形破坏特征,研究了单次采动支承应力演化以及重复采动应力叠加效应,总结得到了动压作用大巷围岩大变形的主要影响因素及影响规律,揭示了动压作用大巷围岩变形失稳路径:试验巷道受采动影响后处于高应力环境下,巷道邻近断层发生活化,加上巷道揭露泥岩强度低,原支护结构体不足以控制其碎胀变形,诱发巷道产生大变形。同时,由于终采线设计不合理,巷道在工作面超前应力叠加影响下发生局部冒顶,严重影响了矿井安全生产。为此,提出了动压作用大巷围岩稳定控制路径:充分利用强度较大、岩层较厚的细粒砂岩岩层(顶板)自身承载能力,优化支护参数和控制停采线位置,促使锚杆(索)与围岩形成统一承载结构,改善巷道应力环境,保持围岩稳定,最终提出了动压作用大巷分区域差异性修复技术,形成了以“改善应力环境+高强高预应力支护+底角支护+滞后注浆”为核心的围岩控制技术体系,并成功应用于现场工业性试验。矿压监测结果表明,该技术的应用取得了良好的围岩控制效果,保证了矿井安全高效生产,可为类似条件的巷道支护、修复提供借鉴。

深部岩巷锚喷支护技术参数确定与试验研究

为解决深部岩巷稳定控制难题,采用数值模拟和现场工业性试验的方法,建立了大尺寸"锚杆支护+混凝土喷层"三维数值计算模型,系统研究了深部岩巷锚喷支护参数对巷道变形的控制作用。研究表明:随锚杆预紧力、间距、锚固长度的增加,巷道围岩变形量得到有效控制,且受预紧力和锚固长度的控制更为显著,而适宜的锚杆长度可以有效控制巷道变形;喷层强度和厚度较小时,喷层结构会导致巷道顶底板变形向两帮转移,当喷层强度和厚度达到一定时,喷层结构可改善巷道整体围岩的控制效果。基于研究结果,设计了锚网喷支护技术和参数,现场工业性试验验证了其合理性。

条带式Wongawilli煤柱破坏演化特征及控制研究

为了研究条带式Wongawilli采煤法煤柱破坏演化特征及控制技术,丰富条带式Wongawilli开采理论研究基础,采用理论分析与相似模拟相结合的方法,观测分析了条带式Wongawilli开采煤柱破坏的演化特征,提出了针对性的控制技术措施。分析研究表明,煤柱试样最终多数表现为近乎平行于竖直轴向的劈裂破坏,其承载力受煤柱类型、尺寸、支护等影响,煤柱破坏变形主要有锥形状破坏变形、纵向裂隙破坏变形、劈裂和崩落破坏变形3种形式。

综放开采覆岩破坏模型及导水裂隙带高度研究

为保障水体下采煤安全,提出一种新的导水裂隙带高度预测方法。通过构建岩层悬空完整力学模型、岩层悬伸破断模型和破断岩块力学模型,分析煤层上方岩层初次垮落机制、岩层悬伸破断机制和岩块结构失稳机制,进而提出一种综放开采导水裂隙带高度理论预测方法;用此方法预测沙坪矿某综放工作面的导水裂隙带高度,并将该理论预测结果与回归分析法和数值模拟方法综合预测的结果进行比较。结果表明:理论预测结果与回归分析、数值模拟预测结果基本吻合。

平山煤业动压巷道破碎围岩差异性修复技术研究

针对平山煤业动压巷道围岩大变形现象,采用现场测试、理论分析、数值模拟和现场工程实践等方法,分析了11103进风顺槽围岩变形破坏特征及其变形影响因素,依据动压巷道变形及围岩稳定情况,提出了动压巷道破碎围岩差异性控制思想及修复技术,并成功地应用于现场工程实践,保证了工作面安全高效生产。

深部巷道钻孔卸压围岩弱化变形特征与蠕变控制

采用数值模拟、理论分析及工业性试验等方法,分析了深部钻孔卸压巷道围岩蠕变规律,指出巷道卸压后蠕变随卸压程度的增加而加大,揭示了卸压巷道围岩弱化变形特征:卸压钻孔闭合后,失去了转移围岩应力及补偿变形的能力,巷道尤其是卸压部位围岩破碎程度的增加缩短了稳速蠕变时间,围岩加速蠕变将诱发巷道整体变形加剧,不利于巷道稳定。指出合理的二次支护是控制卸压巷道蠕变的有效手段,分析了二次支护时机、锚注强度及范围对卸压巷道的蠕变控制效果,提出了深部钻孔卸压巷道围岩蠕变控制对策,确定了二次支护时机、支护强度等关键参数,设计了巷道加固方案。现场试验结果表明,巷道蠕变控制效果显著。

综采面覆岩结构稳定控制的推采速度效应

开采速度会影响采空区矸石压缩变形,改变基本顶断裂岩块运移位态,影响覆岩结构稳定及矿压显现.采用理论分析和现场实测的方法,建立了考虑矸石压缩效应的"砌体梁"结构模型,分析了推进速度与矸石变形的内在联系,揭示了推进速度对覆岩结构稳定及控制的影响规律.结果表明:随推进速度加快,关键块C下沉量及回转角呈近似负指数关系衰减,进而增加岩块间挤压程度与水平推力,对控制关键块滑落失稳有利;矸石压缩对关键块B触矸后运动影响不大,故分析回转失稳时应回归B块断裂回转至触矸的过程.回转失稳主要与采空区充填程度有关.因提速增加的岩块间水平推力有助于补偿滑落失稳产生的附加载荷,减小支架受力,一旦结构实现自稳,所需支架工作阻力将趋于恒定.

考虑采空区矸石压缩效应的沿空掘巷时机确定方法

合理沿空掘巷时机可有效缓解采掘接续压力、减小巷道变形。采用理论分析方法,建立考虑矸石压缩效应的沿空掘巷覆岩结构力学模型,分析"煤壁(柱)-矸石"承载体系对覆岩稳定的协同控制效应。关键块触矸后下位岩层反向力矩无法协调其稳定时,关键块持续回转下沉产生对矸石的压缩,矸石承载力、下位岩层支撑力和岩块间水平推力随矸石压缩量增加近似呈负指数关系递增,共同协调关键块稳定,据此提出掘巷时机计算方法。在基本顶断裂线内掘巷会对覆岩结构稳定产生扰动,掘巷产生的关键块附加力矩将由矸石持续压缩恢复的应力协调承担,掘巷扰动时间、顶板下沉量与煤柱宽度负相关,适当增加煤柱宽度有利于缩短掘巷扰动时间,减小顶板下沉。研究成果对确定沿空掘巷时机和设计煤柱宽度具有借鉴意义。

薄煤层坚硬顶底板回采巷道围岩控制技术研究

基于慈林山煤矿薄煤层坚硬顶底板条件下回采巷道掘进缓慢、采掘接替紧张、支护成本高等问题,采用实验室试验、理论分析、数值模拟与现场工业性试验等综合研究方法,总结得到该类巷道锚网索支护优化依据,针对性提出薄煤层坚硬顶底板巷道支护参数优化方案,成功应用于现场工程实践。矿压观测结果表明,新支护参数下巷道掘进稳定后顶底板与两帮变形量分别约为22mm和28mm,围岩控制效果显著;同时巷道支护材料成本降低约50%,大幅度降低工人的劳动强度,提高巷道掘进速度,缓解采掘接替紧张关系,取得了显著的经济社会效益。

深部巷道围岩钻孔卸压与锚注支护协同控制技术研究

本文以徐矿集团张双楼矿-1000米西大巷表现出的非线性软岩力学特征为工程背景，采用理论分析、数值模拟、工业性试验等相结合的方法，进行了钻孔卸压与锚注支护技术原理分析，提出了一次高强让压支护技术、钻孔卸压技术以及二次高强锚注支护技术协同控制技术，同时给出了卸压钻孔关键参数确定方法，最终提出了西大巷钻孔卸压与锚注支护协同控制具体技术方案，并进行了工业性试验，试验表明，围岩控制效果良好。