断层突水预测控制理论研究

为研究断层突水机理及其预测控制方法,以"实用矿山压力控制"理论为指导,在考虑采动引起的岩层运动及矿山压力对岩溶水压及断层煤柱的影响的基础上,理论分析了底板岩溶水剧增的原因及传统防治水方法存在的问题,以此为基础,建立了跨断层开采的预测控制力学模型,制定了相关控制准则。结果表明:岩溶水压的增大与采动所引起的上覆岩层运动有重要关系,特别是对于封闭型溶洞其水压会在支承压力作用下剧增;留设断层煤柱的传统防治水方法是不合理的,应采用把开切眼布置在经相邻工作面推进,构造应力已经释放的"内应力场"中,以最短距离推过断层的方案;"工作面长度越大,突水可能性越大"的传统观点是不准确的,工作面长度必须大于基本顶第1次断裂步距才能有效抑制底f板回弹,防治底板突水。

突出煤层相向掘进工作面合理停掘距离研究

为避免突出煤层相向掘进的工作面前方应力叠加造成动力灾害，分别实测和模拟了永红煤矿相向掘进的工作面前方采动应力影响区。实测结果表明：永红煤矿掘进工作面前方采动影响区范围为5～7m，掘进工作面后方采动影响区范围为8～9m，单巷掘进引起的采动影响区范围为13～16m；数值模拟结果显示：两相向掘进的工作间距20m时，工作面之间移动支承压力出现叠加；两掘进工作面相距37．5、50m时，掘进工作面前方的煤柱处于弹性状态，前方煤柱上的移动支承应力无叠加现象，但相距37．5m比50m的煤柱宽度少了12．5m的原岩应力区。综合实测和数值模拟结果及永红煤矿实际，工作面相向掘进停掘的合理间距选为50m，因为此时2个工作面均未处于对方集中应力影响范围内，且工作面之间还具有12．5m的原岩应力区，能够保证工作面安全掘进。

亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓力学机制及控制技术

为解决亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓问题,采用现场调查、围岩物化成分分析、吸水软化试验和数值分析等方法,研究了亭南煤矿软岩巷道底鼓特征、影响因素和变形力学机制。结果表明:底鼓主要是由于巷道底板岩层岩性软弱膨胀性强,底板在无支护状态下成为巷道变形和应力释放的主要空间,巷道底角软岩在两帮应力传递作用下产生剪切塑性大变形,向底板中部挤压形成底鼓。提出了底板隔水、加固、控制变形的治理原则,采用混凝土反底拱+金属焊接网+底角管缝式锚杆的支护形式,对底板进行加固。通过现场监测和数值分析,表明新支护能够改善底板围岩受力状态,切断底角剪切滑移变形,有效控制巷道底鼓变形。

南山煤矿构造应力区软岩巷道变形破坏机理研究

本文通过对南山煤矿东部构造应力区的现场调研,总结了东部区巷道常见的破坏特征,选取-120总回风巷道作为研究对象,利用数值模拟再现了无支护和普通锚网索支护下构造应力区软岩巷道的变形破坏过程,研究了其变形破坏机理。研究表明,影响构造应力区软岩巷道的破坏原因为赋存应力高、岩体强度低以及原支护不适应深部软岩大变形等。结合破坏机理分析了在构造应力作用下围岩与支护体的相互作用关系,概括了其变形破坏过程。

方波电泳电场驱动下液膜马达的电致流动特征

液膜马达作为一种新颖的实验装置在基础研究和技术应用方面都将会发挥着重要的作用,深入研究各种条件下液膜马达的电致流动特征是非常有意义的.本文从理论上研究了均匀恒定外电场中的液膜马达在方波电泳电场驱动下的动力学特征,解析地给出了液膜转动的线速度随时空变化的规律.理论结果表明,液膜会随着电泳电场频率的增大由对称性往复转动逐渐转变为振动,这不仅有助于从理论上认识液膜马达振动的物理根源,也为在实际应用中设计液膜搅拌机提供了一种新思路.