采矿与安全工程学报

王晓振, 许家林, 朱卫兵, 王欢

2014, 31(4): 499-505.

摘要 ( 1439 )

PDF (431KB) ( 2052 )

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以松散承压含水层下采煤压架突水灾害防治问题为工程背景，基于含水层载荷传递机理设计了专门的模拟实验装置，就松散承压含水层赋存特征对其载荷传递特性及关键层复合破断的影响进行了研究。结果表明：松散承压含水层骨架颗粒粒径越大，组分越单一，含水层的流动补给性能越好，作用在基岩顶部的载荷较大，覆岩越易发生复合破断，易导致压架突水事故；骨架颗粒粒径越小，粒度组分复杂，含水层流动补给性能越差，作用在基岩顶界面的载荷易随采动降低，含水层载荷传递系数小，覆岩关键层自下而上逐层破断，不易导致压架突水事故。研究形成了含水层载荷传递系数的确定方法，在祁东煤矿的开采条件下，洪冲积扇区域含水层的载荷传递系数应为0.83~0.94，漫滩沉积区域可取0.69~0.71。

上下采空极近距离煤层开采围岩应力及破坏特征研究

张向阳, 常聚才

2014, 31(4): 506-511.

摘要 ( 1545 )

PDF (487KB) ( 1999 )

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针对极近距离煤层群开采过程中出现的上下采空后进行中间煤层开采的具体工程条件，运用数值模拟、相似模拟和工程实践相结合的研究方法，分析了上下采空极近距离煤层开采过程中采场围岩应力分布规律、位移变化及变形破坏特征。研究表明：在煤层厚度不大、顶底板岩层基本稳定和采高3 m左右情况下，上下采空极近距离煤层开采中，煤层及顶底板整体应力有所降低，且其完整性没有受到严重破坏；而在工作面两巷外侧一定范围围岩应力集中程度明显加强，在工作面切眼和收作线煤壁附近35 m范围内，形成一定范围的剪切破裂区。在上下采空极近距离煤层开采中，应加强两巷修护与加固，合理布置工作面以避开应力集中区和剪切破裂区，并采取相应矿压控制措施，保证工作面正常安全开采。

大采高综采采场顶板结构特征与支架合理承载

王继林, 袁永, 屠世浩, 李波

2014, 31(4): 512-518.

摘要 ( 1347 )

PDF (264KB) ( 1694 )

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为确定大采高综采支架合理工作阻力，采用理论分析与现场实测相结合的方法，研究了大采高综采采场顶板结构特征与支架合理承载。根据直接顶中厚硬岩层对覆岩垮落具有重要影响的特点，提出了直接顶关键层的概念与判别方法，依据是否存在直接顶关键层对直接顶分类并计算支架工作阻力。结果表明：Ⅰ类无直接顶关键层条件下，基本顶破断形成单层的“砌体梁”结构，其采场支架工作阻力可按6～8倍采高的岩柱重量计算；Ⅱ类有直接顶关键层条件下，顶板形成由直接顶关键层与基本顶破断组成的双层“悬臂梁-砌体梁”结构，其采场支架工作阻力的计算需考虑直接顶关键层厚度、强度与层位的影响，直接顶关键层强度越大、厚度越大、层位越低，采场所需支架工作阻力越大。上述研究成果在典型条件大采高综采支架工作阻力确定中得到成功应用。

坚硬顶板孤岛煤柱工作面冲击特征及机制分析

李振雷, 窦林名, 王桂峰, 蔡武, 何江, 丁言露

2014, 31(4): 519-524.

摘要 ( 1462 )

PDF (472KB) ( 1670 )

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利用微震监测及现场冲击记录，对冲击震源、能量、显现区、显现范围及显现形式等进行定位与统计分析，总结冲击特征。通过理论建模与计算，从围岩体结构和应力状态2方面分析孤岛煤柱冲击机制。研究表明：60 m厚基本顶不破断及临空区覆岩“二次”运动使冲击震源均分布在临空区及其边沿；随孤岛面推进，煤体静载应力峰值逐渐增高并接近冲击临界应力，高静载应力与动载应力叠加达到并超过冲击临界应力使冲击频发；两巷靠近设计停采线部分为静载应力峰值区，该段巷道底板距15-3煤0~1 m，使该段巷道成为重复冲击显现区；机道应力高于风道，使机道显现次数多于风道，分别为6次和3次；巷道底板无支护，接近15-3煤，使显现形式主要为底鼓。该分析方法与思路为类似条件下的冲击治理提供借鉴。

煤矿采场围岩微震事件与支承压力分布关系

孔令海

2014, 31(4): 525-531.

摘要 ( 1557 )

PDF (344KB) ( 1536 )

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采用高密度微震检波器近距离布置方法和台网近场定位原则，结合采矿理论，分析了煤矿采场上覆岩层运动与围岩破裂、上覆岩层运动与支承压力分布、微震事件数量与支承压力分布等之间的关系，并进行了现场实测研究。研究结果表明，开采扰动造成上覆岩层运动和支承压力转移调整，是围岩破坏的根本原因；通过对采场围岩破裂和微震事件分布的分析，推断得到超前高应力分布范围为75 m和侧向高应力分布范围为35 m。采动围岩破裂范围和支承压力高应力分布范围取决于开采对岩层的扰动程度。采场围岩变形的现场实测表明，微震事件数量极值区与矿山压力显现明显范围相差19 m左右，综合考虑煤矿地层的层状特性和高应力作用下岩体破坏后变形显现的滞后性，现场实测证明了结果的合理性。研究结果为微震监测技术在采煤工程的应用提供了重要参考依据。

综放开采煤矸自动识别基础研究

张宁波, 鲁岩, 刘长友, 杨培举

2014, 31(4): 532-536.

摘要 ( 1332 )

PDF (295KB) ( 1748 )

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综放开采煤矸自动识别是实现综放开采技术自动化的关键，为此，提出了采用双能γ射线技术对放顶煤煤矸混合体中的矸石含量进行测定识别。分析了双能γ射线穿过煤矸混合体时的衰减规律，建立了煤矸混合体灰分与含矸量间的量化关系，通过实验的方法对双能γ射线煤矸识别的灰分、含矸率等相关参数进行了实验分析，建立了两者之间的相关关系，同时对仪器响应的实时性进行了验证。结果表明，利用双能γ射线技术对放顶煤煤矸混合流中矸石含量进行实时测定识别是可行的。

煤层极松散砾石顶板特性及支护对策

赵术江

2014, 31(4): 537-543.

摘要 ( 1195 )

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为解决新疆沙吉海矿区极其罕见的极松散砾石层煤层直接顶板支护难题，对砾石层顶板岩石的粒径分布、矿物成分和抗压强度等特性进行了分析。结合现场工程实际，针对其特性设计了一种新型支护体系——无腿棚复合支护，通过理论计算和数值模拟确定了合理的支护参数。现场模拟试验验证了该支护方式的可靠性，现场应用效果良好，为类似地质条件下的巷道支护提供了有效的工程实践经验。

单体水压支柱主动护顶技术在白牛厂矿的应用

康宝伟, 王贻明, 吴爱祥, 夏红春, 黎强

2014, 31(4): 544-550.

摘要 ( 1258 )

PDF (351KB) ( 1595 )

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对门山矿深部矿体属典型的缓倾斜薄层状难采矿体。用全面法开采，地压管理困难，作业安全不能保证；用房柱法开采，留存矿柱损失大。引进单体水压支柱护顶技术能够很好地解决上述问题。设计水压支柱护顶全面采矿法，其中采场尺寸为40 m×8 m×4 m；基于塌落拱理论推导工作面支护强度计算公式，可得支护强度26.42 kPa，进而确定了支护密度为0.275根/m2；应用FLAC3D软件计算比选，最终确定最佳支护网度为3 m×1.2 m；通过工业试验，监测和分析支柱初撑力、工作阻力、活柱下缩量、顶板沉降量等数据，证明单体水压支柱护顶技术很好地控制了采场地压，并通过回归分析确定了该采场水压支柱合理初撑力和工作阻力分别为128.36，150.18 kN。

基于模糊判断矩阵赋权的采矿方法多目标决策优选

谭玉叶, 宋卫东, 李铁一, 夏鸿

2014, 31(4): 551-557.

摘要 ( 1305 )

PDF (313KB) ( 1849 )

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本文将采矿方法优选视为多目标决策的系统工程问题来处理，综合考虑技术可行、矿山经济效益、矿产资源的回收利用程度、劳动生产效率、回采工作面安全程度及环境保护程度等多方面因素，构建了较为全面的采矿方法优选多目标决策指标体系。在此基础上，采用模糊判断矩阵，通过一致性检验及调整确定了较为客观的决策指标模糊权重。最后以金山店铁矿充填采矿法优选为工程实例，在模糊聚类初选的基础上，通过模糊多目标决策，确定金山店铁矿的最优采矿方法为分段空场嗣后充填法。

陕北某井田保水采煤最大采高探讨

王悦, 夏玉成, 杜荣军

2014, 31(4): 558-563.

摘要 ( 1604 )

PDF (511KB) ( 1624 )

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如何在保护生态潜水的前提下合理开采煤炭资源，即实施“保水采煤”，是陕北能源化工基地建设中迫切需要解决的技术难题。采用数值模拟方法，以陕北某井田为剖析对象，研究了不同采高条件下导水裂隙带的发育规律及其对生态潜水的影响程度。研究表明，导水裂隙带发育高度主要受采高控制；为了实现“保水采煤”目标，在研究区宜采用分层限高间歇式开采技术。据此对整个井田进行了限采高度的合理分区，为研究区分层开采最大采高的确定提供了依据。

采场覆岩裂隙演化分区与渗透性研究

许兴亮, 张农, 田素川

2014, 31(4): 564-568.

摘要 ( 1337 )

PDF (361KB) ( 1704 )

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通过分析开采条件下工作面前方支承压力分布规律和煤体卸压破坏全过程的采动力学行为，采用实验室实验研究了工作面前方承载应力环境下岩体渗透性的变化；揭示了采动影响下采场空间裂隙发育与演化规律，提出工作面前方裂隙发育区形成的主要原因是强度破坏，并分为原岩裂隙区、应力集中裂隙孕育区、卸压剪切裂隙发育区，渗透性较强的区域为卸压剪切裂隙发育区，与塑性区近似重合。

浅埋煤层工作面弱胶结顶板破断结构模型研究

宁建国, 刘学生, 谭云亮, 张明, 张立生

2014, 31(4): 569-574.

摘要 ( 1384 )

PDF (352KB) ( 1764 )

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通过对鄂尔多斯盆地矿井2-2煤层综采工作面支架循环末阻力增长规律分析，建立浅埋煤层工作面弱胶结顶板破断结构模型，推导了工作面顶板不同运动阶段综采支架支护强度计算公式，并与现场观测结果进行对比。研究发现浅埋煤层弱胶结顶板中存在着由若干小断块岩块挤压构成的“岩块挤压岩梁”，这部分岩层可称为“类基本顶”，其不仅能够传递水平力，而且可起到减缓上覆岩层对支架的冲击作用；在浅埋煤层工作面开采期间，弱胶结顶板破断运动过程可分为3个阶段：阶段I，直接顶垮落，上方砂质泥岩断裂、挤压、离层；阶段II，类基本顶“岩块挤压岩梁”结构形成阶段；阶段III，基本顶冲击沉降阶段；随着工作面推进，液压支架循环末阻力增长过程也呈现工作阻力初次升高段、缓慢升高段和显著升高段3个阶段。研究可为鄂尔多斯盆地浅埋煤层工作面顶板控制设计、支架选型等提供借鉴和参考。

渗水泥化巷道锚杆支护围岩稳定性控制研究

王成, 韩亚峰, 张念超, 钱德雨

2014, 31(4): 575-579.

摘要 ( 1488 )

PDF (280KB) ( 1598 )

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渗水泥化巷道锚杆支护可靠性差，导致此类巷道冒顶事故频发。通过典型岩样崩解和风化实验、渗水泥质巷道变形规律及锚杆锚固性能实测开展研究。结果表明：煤系地层含有黏土类矿物，使得巷道围岩遇水崩解，发生泥化现象，且风化脆裂，导致自身承载力急剧降低；渗水泥质巷道围岩变形破坏具有明显阶段性，演绎“减速变形-弱泥化-加速变形-强泥化-失稳”全过程，有效控制泥化进程是该类巷道稳定性控制的关键；提出了渗水泥化巷道围岩的控制技术，即新型“三高”锚杆强化控制技术和滞后注浆加固技术，给出巷道掘进后10～30 d最佳注浆时机，开展了典型的工程实践，取得了良好控制效果。

深井大采高工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究

冯吉成, 马念杰, 赵志强, 张浩, 余子明

2014, 31(4): 580-586.

摘要 ( 1550 )

PDF (390KB) ( 1693 )

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为解决深井大采高工作面留设大煤柱导致回收率低的难题，运用理论计算、数值分析及现场工程实测的方法，研究了深井大采高工作面开采条件下不同煤柱宽度时煤柱两侧塑性区分布和采掘扰动对巷道变形的影响，得到窄煤柱的合理尺寸。结果表明：确定合理煤柱尺寸时应充分考虑煤柱自身稳定性和采掘影响下巷道围岩变形量；掘进期间沿空掘5~6 m宽煤柱时破碎严重，煤柱宽度至少7 m才能达到自身稳定要求，而回采期间煤柱宽度至少需8 m，此时巷道围岩变形量相对较小，综合确定煤柱宽度8 m为最优方案。现场监测表明：11030工作面进风平巷两帮最大变形量为1 210 mm，顶底板最大变形量为620 mm，能够满足安全生产要求。

深井软岩巷道连续“双壳”治理底鼓机理与技术

杨本生, 高斌, 孙利辉, 杨万斌

2014, 31(4): 587-592.

摘要 ( 1559 )

PDF (383KB) ( 1565 )

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底鼓治理是巷道支护的难题之一，亦是巷道支护的重点和关键。根据新景矿中条带轨道巷现场调查和监测，分析了深井工程软岩巷道底鼓影响因素和机理分析。分析认为底鼓主要是巷道底板处于无支护状态下首先发生剪切破坏，而后由于水理作用导致岩层进一步破碎和挤压流动。应用连续“双壳”支护理论，分析了连续“双壳”治理底鼓机理，构建了“底板浅孔注浆（浅部壳体）+深部锚索束高压注浆（深部壳体）”的连续“双壳”治理底鼓技术，取得良好效果。

棚索协同支护锚索间距理论研究与应用

张宏学, 张继华, 姚卫粉, 卢小雨, 王运臣

2014, 31(4): 593-600.

摘要 ( 1812 )

PDF (408KB) ( 1447 )

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为了确定U型钢支架和锚索协同支护系统中锚索的合理间距，分别建立了U型钢支架以及U型钢支架和锚索协同支护的力学模型，采用力法原理对力学模型进行分析，确定了棚索协同支护系统中锚索的间距。计算结果表明：棚索协同支护锚索的间距与侧压力系数、巷道的断面尺寸和埋深有关。建立了松散煤体侧压力系数的解析表达式，对U型钢支架和锚索协同支护进行数值模拟。模拟结果表明：棚索协同支护系统中锚索的合理间距显著地减小了巷道围岩的变形量、塑性区的面积以及U型钢支架的最大弯矩，实现了U型棚与围岩之间以及锚索与深部围岩之间的耦合支护。实践表明：采用锚索和工字钢对U型钢支架的各关键部位进行加固，能够有效地控制巷道围岩的稳定性，保证煤矿的安全生产。

深部巷道破裂围岩强度衰减模型及其在FLAC3D中的实现

牛双建, 靖洪文, 杨大方, 王建文

2014, 31(4): 601-606.

摘要 ( 1677 )

PDF (429KB) ( 1797 )

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基于深部巷道破裂围岩强度衰减规律研究成果，选择塑性参数作为损伤因子，根据室内预制初始损伤破裂岩样加卸载及其各级围压下的三轴压缩两试验结果，分别计算不同损伤破碎程度岩样卸载点的塑性参数值(初始损伤因子值)及其剪切强度参数c，φ值，初步建立深部巷道破裂围岩强度衰减模型；通过对初步建立的强度衰减模型中塑性参数的替换推导，建立以塑性参数εps表示的深部巷道破裂围岩强度衰减模型，使其可以直接运用于理论分析和数值模拟；将该模型植入FLAC3D中，结合实际深部巷道工程，对千米深井深部典型变形破坏巷道进行数值模拟分析，将数值模拟结果及相关结论与室内物理模拟和工程现场测试结果进行综合对比分析，验证了所建立模型的合理性。

近距离煤层多工作面开采沿空侧围岩结构演化规律研究

孙晓明, 王冬, 于世波, 王聪, 郑亚雷, 任晓东

2014, 31(4): 607-611.

摘要 ( 1619 )

PDF (572KB) ( 1690 )

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采用数值模拟的方法，针对南屯煤矿93下05工作面上覆及侧向采空复杂条件下多工作面相继采空的复杂地质条件，对多工作面开采下93下05工作面沿空侧围岩结构的动态演化过程进行了研究，得出基于南屯煤矿的近距离煤层多工作面开采后的沿空侧相应的围岩结构动态演化规律：93下07工作面回采后，93下07采空区下帮侧6 m范围内围岩以碎裂结构为主，沿空巷道附近其他位置以块裂结构为主；93上05工作面及93上03工作面回采后，3下煤顶板以碎裂结构为主，沿空巷道附近其他位置仍以块裂结构为主。

基于Monte-Carlo法的立井井壁随机温度场分析

王涛, 周国庆

2014, 31(4): 612-619.

摘要 ( 1516 )

PDF (454KB) ( 2198 )

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为了深入研究不确定因素对立井井壁温度场的影响，将井壁传热区域的导热系数、内热源强度、质量密度及质量比热容等不确定性参数模拟为随机场，基于随机场局部平均理论，采用Monte-Carlo随机有限元法对立井井壁随机温度场求解进行了分析，给出了有限元节点温度响应的均值、方差及变异系数的计算公式，根据计算步骤编写了求解立井井壁随机温度场的Matlab随机有限元程序。通过工程实例，考察了随机场参数对立井井壁温度场随机性响应的影响，并与将各随机参数视为单一随机变量的情况进行了对比。结果表明：基于随机场理论的Monte-Carlo随机有限元法能合理考虑井壁混凝土热学参数空间上的不确定性；编制的Matlab随机有限元程序可直接输出各时刻井壁温度场的统计结果；传统的井壁温度场确定性分析存在缺陷，将井壁混凝土的热学参数模拟为单一随机变量会高估其变异性，采用随机场建模方法显得更加科学合理。

考虑节理几何特征的地表沉陷预计方法

袁长丰, 袁子晋, 刘世波, 李国龙, 李亮, 于广明

2014, 31(4): 620-623.

摘要 ( 1213 )

PDF (205KB) ( 1520 )

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相似材料模拟试验结果表明，地下煤炭开采引起上覆节理岩体沉陷出现偏态特征。通过建立考虑节理倾角、迹长和迹宽的地质数学模型，运用随机介质理论，推导了地下煤炭开采引起上覆节理岩体沉陷的概率分布函数，认为单元岩块开采引起的地表沉陷概率分布符合n重Bernoulli试验概率分布规律；当n≥10时，采用Poisson分布来代替n重Bernoulli试验概率分布规律；考虑到地表沉降的连续性，采用Poisson分布实数域拓展后的Gamma分布代替Poisson分布，提出了考虑节理几何特征的上覆节理岩体沉陷预计方程。通过该模型计算的地表沉陷预计结果与相似材料模拟试验监测结果相比较，该模型能较好地预计地下煤炭开采引起上覆单组节理岩体沉陷，为开采沉陷预计和岩层移动监测提供了技术参考。

采动塌陷区建筑物地基变形影响区与特征分析

徐平, 茅献彪, 张敏霞, 周跃进, 曹正正

2014, 31(4): 624-630.

摘要 ( 1307 )

PDF (388KB) ( 1745 )

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采动残余空洞裂隙的失稳变形是造成塌陷区上方建筑物损害的主要原因。为研究采动塌陷区建筑物地基的变形特征，通过分析附加应力与塌陷区残余空洞裂隙区的分布，对采动塌陷区地基变形影响区进行了研究。基于对采空塌陷残余空洞裂隙区的探测及建筑物地基附加应力分布分析，采动塌陷区地基变形影响范围取pz=0.1σz所对应的深度以上土层；当该深度下分布有残余空洞裂隙区时，则应取残余空洞裂隙区分布深度以上土层为采动塌陷区地基变形影响范围。根据义马某矿采动塌陷区建筑物分布，采用高密度电阻率层析成像勘探技术探测了建筑物周围残余空洞裂隙的分布，通过分析建筑物地基中的应力分布和地基变形影响区特征，阐明了采动塌陷区已建建筑物损害原因。通过研究影响拟建建筑地基中残余空洞裂隙和地基附加应力分布，表明拟建建筑将受塌陷区残余空洞裂隙失稳变形影响，需对地基基础进行加固或变更。

西石门铁矿散体临界深度预测与地表陷落范围控制

郑建明, 任凤玉, 唐烈先

2014, 31(4): 631-634.

摘要 ( 1296 )

PDF (296KB) ( 1831 )

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传统的错动角圈定地表陷落范围的方法往往与生产现状不适应。为了研究地表塌陷坑临界散体柱高度与陷落范围的关系，根据西石门铁矿地表塌陷坑内移动散体的侧向支撑力作用分析，提出了当塌陷坑散体的厚度不小于临界散体柱高度时，散体的主动压力与被动压力共同阻止边壁岩体的片落活动，研究了影响临界散体柱高度的相关因素。结果表明：使用井下废石对地表塌陷坑进行回填，可有效降低临界深度和控制地表陷落范围。

基于光纤光栅拉拔实验锚杆应力分布研究

张桂花, 柴敬, 李毅, 弥旭锋

2014, 31(4): 635-638.

摘要 ( 1253 )

PDF (387KB) ( 1664 )

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为了检测锚杆的应力分布状态，采用光纤光栅传感技术搭建了锚杆支护质量的长期在线监测系统。在实验室模拟巷道中锚杆的受力过程，进行了锚杆拉拔试验。在试验中用光纤布拉格光栅检测锚杆应变，利用高斯函数对锚杆杆体上应变的实测数据进行拟合，得到锚杆的轴力和剪应力分布情况。试验结果表明：用光纤布拉格光栅技术检测锚杆的应力应变具有可行性；高斯函数可以准确地拟合全锚锚杆的轴力；高斯函数的拟合参数t与岩体对锚杆的握裹程度有关，它变化方向的转折表明了杆-岩界面状态的转变，岩体对杆体的握裹能力开始降低。研究结果为锚杆锚固质量的在线检测提供了一种手段。

含气页岩渗透率的围压敏感性和各向异性研究

陈天宇, 冯夏庭, 杨成祥, 曹卫东, 刘晓宇

2014, 31(4): 639-643.

摘要 ( 1429 )

PDF (256KB) ( 2139 )

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利用MTS岩石力学试验系统研究了牛蹄塘组含气页岩的渗透性能、变形随围压的变化规律和各向异性特征，并利用SEM对试样进行了微观结构观察，揭示了含气页岩渗透率、变形随围压变化的内因。结果表明：1) 围压5~40 MPa下，牛蹄塘组含气页岩渗透率范围为5.06×10-7 ~1.02×10-5D。2) 含气页岩渗透率随围压增大而降低，两者之间总体服从幂函数关系。含气页岩体积变形随围压增大逐渐增加。3) 含气页岩渗透率和变形存在各向异性特征，相同围压下顺层理试样的渗透率和体积应变均大于45°层理角度试样。4) 所取含气页岩试样具有明显的沉积层理，试样中的大孔和微孔多沿层理方向分布。5) 低渗透含气页岩体积应变对围压的敏感性随围压升高呈现先增加后降低的趋势，渗透率对围压的敏感性随围压升高逐渐降低。

纵向裂隙对砂岩力学特性影响试验研究

苏海健, 靖洪文, 赵洪辉, 王迎超

2014, 31(4): 644-649.

摘要 ( 1252 )

PDF (540KB) ( 2022 )

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将西部矿区高水平应力岩层巷道顶板受力特征简化为含纵向裂隙的岩石单轴压缩问题，选取砂岩材料为试验对象，并对其强度、变形及破坏形态进行试验研究。试验结果表明：纵向裂隙砂岩随着裂隙长度的增大，峰值强度和峰值应变先逐渐减小后又有所增大，裂隙长度为42 mm时达到最小值；砂岩试样沿预制裂隙尖端发生纵向劈裂，但非均质性对主要次生裂纹的数目和扩展路径具有很大的影响。与无充填相比，石膏充填对裂隙砂岩强度的提升并不明显，而高强水泥具有较好的加固效果，与无充填相比峰值强度平均值增大22.27%。研究成果对西部矿区的岩石力学和围岩稳定性控制理论的发展具有积极意义。

岩浆侵入对煤与瓦斯突出的控制作用研究

雷东记, 赫少攀, 李恒乐, 郭晓洁

2014, 31(4): 650-656.

摘要 ( 1301 )

PDF (660KB) ( 1672 )

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从祁东矿岩浆侵入的形成机制入手，分析了岩浆侵入分布特征，岩浆岩侵入对煤体结构、构造煤的成因及分布、瓦斯异常赋存的影响，阐明了岩浆侵入对煤与瓦斯突出的控制作用。研究结果表明：岩浆以顺煤层上部侵入为主，改变局部煤层的顶板岩性，形成致密的隔气层；导致煤层、煤质在垂向上煤级分带异常显著，二次生烃含气量增加显著，二者控制着瓦斯异常富集赋存；构造运动伴随岩浆活动，形成构造煤和局部应力集中区，应力分析得出，中央回风下山巷道走向为近SN向，与最大主应力方向夹角大，巷道在掘进过程中煤体承受应力较大，产生构造煤，同时，构造煤特性决定其抵抗外来破坏的能力小，造成了该区域频繁发生动力现象。

高压水射流割缝钻孔抽采影响半径研究

葛兆龙, 梅绪东, 贾亚杰, 卢义玉, 夏彬伟

2014, 31(4): 657-664.

摘要 ( 1462 )

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钻孔抽采影响半径是确定钻孔布置的基础参数，但关于高压水射流割缝缝槽形态及缝槽形态与钻孔抽采影响半径的影响关系目前尚无系统研究。根据缝槽形态实验结果将缝槽形态简化为圆盘，基于淹没射流结构理论分析缝槽圆盘尺寸，采用COMSOL软件研究不同条件煤层的割缝钻孔抽采影响半径，并进行现场测试试验。结果表明：割缝钻孔抽采影响半径与缝槽圆盘、渗透率、抽采时间、瓦斯压力等因素均呈幂函数关系，因素影响显著程度依次为渗透率、抽采时间、瓦斯压力、缝槽圆盘；高压水射流割缝缝槽体积与理论分析确定的缝槽圆盘体积的相对差值为8.33%，在抽采时间130 d时的实测钻孔抽采影响半径与数值模拟的相对差值为6.20%。

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