- 刘文敬1,2,3，程守业1,2,3，荆国业1,2,3
针对反井钻机导孔定向钻进在不良地质段易发生围岩失稳导致的卡钻、塌孔问题，通过理论计算和ANSYS Workbench数值模拟的方法，分析了定向纠偏过程中翼板与井帮围岩接触应力的影响因素及规律，探讨了井帮围岩变形特征，提出了适用于反井钻机旋转定向钻进的井帮围岩稳定控制技术。研究结果表明：15°+30°组合倒角翼板结构，较普通倒角结构在降低接触应力及围岩变形方面优化效果显著。当反井导孔遇不良地质时，采用动态调整钻进参数、合理设置导向力分配方案、优化翼板结构的井帮围岩稳定控制技术能够有效降低翼板陷入井帮引发卡钻、埋钻事故的风险。研究结果可为软弱地层反井工程提供一定参考。
2023年02期 023012页 [查看摘要][在线阅读][下载 414K] [官网下载次数：78 ] |[摘要阅读次数：51 ] - 苏红艳1，宋平新2，何 强3
养护温度能够对水泥基尾砂胶结充填体力学性能造成显著影响，在实验室开展了不同养护温度下的充填体单轴抗压试验，研究了养护温度对充填体应力-应变曲线及力学特性的影响规律，并揭示了充填体变形破坏各阶段的能量演化规律。结果表明：当养护温度范围为20～50 ℃时，充填体的峰值应力、初裂应力及弹性模量均随着养护温度的增加呈现先增大后减小的趋势，并且都在养护温度为30 ℃时达到最大值，说明充填体的养护温度存在临界值；充填体在峰值应力点处的总应变能及弹性应变能随着养护温度的增加均表现出先增大后减小的趋势，并且耗散能与总应变能随着轴向应变的增加呈现非线性递增规律；此外，在初始压密、线弹性变形及屈服破坏阶段，能量主要以弹性能的形式储存在充填体内部，而在峰后变形破坏阶段能量以耗散为主，并且养护温度会对能量指标水平产生影响；微观测试结果表明，充填体在高温养护环境下产生的自由水蒸发效应会导致充填体内部空隙结构更为明显，从而对充填体力学性能产生不利影响。
2023年02期 023013页 [查看摘要][在线阅读][下载 694K] [官网下载次数：73 ] |[摘要阅读次数：71 ] - 张玉军1,2,3,4，李友伟1,2,3，肖 杰1,2,3，张风达1,2,3
为研究厚土层薄基岩高强度开采覆岩破坏特征，以千树塔煤矿12305工作面为研究背景，综合运用UDEC数值模拟、现场实测和理论分析等方法研究了工作面开采后厚土层薄基岩类似地质条件下覆岩移动破坏规律。结果表明：随着工作面不断推进，覆岩破坏高度变化呈现出缓增、突增、稳定3个阶段，缓增和突增阶段主要发生在薄基岩中，而稳定阶段则发生在厚土层中，同时厚土层存在一定的液性指数，导致地表下沉滞后；通过冲洗液漏失量观测和注水试验得到该工作面导水裂缝带发育高度为84.5～86.5 m，裂采比为7.9～8.1，数值模拟及理论计算结果均与实测结果较为接近；阐述了厚土层薄基岩“两带”破坏模式，该模式中薄基岩和厚土层分别起到支撑和施荷的作用，薄基岩易被采动裂缝贯穿，而厚土层对采动裂缝的上向发育具有抑制作用。研究结果可为类似条件下矿井的安全生产提供参考。
2023年02期 023015页 [查看摘要][在线阅读][下载 992K] [官网下载次数：110 ] |[摘要阅读次数：64 ] - 郝晓琦1,2，韩 刚1,2，解嘉豪1,2，张 寅1,3，韩宗会4
以门克庆煤矿11-3106回风巷掘进期间的矿压动力显现为背景，采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法，对鄂尔多斯矿区厚硬岩层条件下小煤柱沿空掘巷冲击地压机理进行研究。研究结果表明：由于煤层顶板上方存在较厚硬岩层，当煤体开挖后，顶板岩层依旧具有一定承载能力，使得岩层在滞后一定时间以后才会出现较大形变；巷道顶板运动趋势出现一定的滞后性，通过判断巷道顶板的下沉幅度，明确了下沉最为明显的区域为滞后掘进工作面25～53 m；微震事件集中区域以及巷道顶板的变形量主要集中在滞后掘进工作面20～60 m区域，理论分析计算区域与现场实际相符。此外，基于掘巷期间矿压显现主要影响区域提出相应的卸压、支护措施，保障了现场施工的高效和安全。
2023年02期 023017页 [查看摘要][在线阅读][下载 1070K] [官网下载次数：136 ] |[摘要阅读次数：74 ] - 秦子晗1，高健勋2，郑相春3
针对部分矿区区段煤柱宽度超过60 m仍发生较为严重冲击地压的情况，分析相关案例发现，当煤柱内部存在开挖巷道，且巷道的存在造成煤柱应力分布产生显著变化时，则存在空巷的宽煤柱是诱发冲击地压灾害的主要原因。以红庆河煤矿3-1103工作面65 m宽煤柱为工程背景，通过理论分析、数值模拟及现场监测等方法，分析了缺陷型宽煤柱的整体应力分布特征以及不同空巷位置对应力演化的影响，研究了采空区侧向顶板垮断形成的结构特征和煤柱塑性破坏对其垮落状态的影响，并通过数值模拟和现场微震监测对分析结果进行了验证。据此揭示了缺陷型宽煤柱条件下冲击地压的发生机理：宽煤柱在空巷影响下靠近采空区的Ⅰ段煤柱易发生塑性破坏，使得应力向外侧的Ⅱ段煤柱转移，增加煤柱内集中静载荷，同时Ⅰ段煤柱的变形破坏和空巷的存在造成侧向顶板悬顶长度迅速增加，促使其在发生断裂时产生更为强烈的动载，区段煤柱在动静载荷叠加作用下，沿空巷道更易发生冲击地压。根据此类型冲击地压的关键影响因素，提出了煤柱物理改性、顶板整体弱化和煤柱应力调控3种冲击地压防治技术途径。
2023年02期 023021页 [查看摘要][在线阅读][下载 799K] [官网下载次数：83 ] |[摘要阅读次数：51 ] - 杨三萍1,2，刘鹏珍2,3，卢卫永2,3
为制备与原煤力学性质更为相似的型煤样品，以普通硅酸盐水泥为黏结剂，开展不同黏结剂掺量条件下型煤三轴压缩试验，对比分析2种煤样应力-应变、破裂形态、力学参数等差异性变化，揭示黏结剂掺量对型煤宏观力学性能的影响。试验结果表明：随着围压的增加，不同黏结剂掺量条件下型煤试样压密阶段和弹性阶段变化与原煤呈现相似的变化规律，而屈服阶段与峰后阶段变化与原煤差异较大；随着黏结剂掺量的增加，型煤轴向应变与黏聚力也随之增大，而型煤弹性模量与内摩擦角却不断减小。研究结果说明，黏结剂掺量增加可改善煤内部大量煤粉颗粒间的固结能力，一定程度上提高了型煤的力学强度与刚性特征，使得型煤宏观破裂形态由典型的塑性破坏向剪切破坏转变，呈现出理想的弹-塑性材料变形特征。不同煤样特征值空间向量的欧式距离计算结果表明，型煤IV的力学特征与原煤更为接近。
2023年02期 023027页 [查看摘要][在线阅读][下载 571K] [官网下载次数：70 ] |[摘要阅读次数：41 ] - 孙志勇1，李小菲2，王 洋1，丁自伟2
为实现寺河煤矿井下巷道围岩体强度的快速准确定量评价，综合考虑围岩强度测定过程中的人为与机械误差影响，建立了围岩结构面几何参数与强度的非线性数学模型。以该矿井东六盘区63022巷、63021巷与东六回风二巷围岩结构钻孔窥视与强度测定结果为基础，采用数字图像处理( DIP )、理论分析与数理统计相结合的方法，分析了结构面几何参数与强度的相关性，并确定各参数对强度的影响程度。研究结果表明：钻孔窥视图像的灰度变化曲线可以确定岩层内部成分差异与宏观缺陷；数学回归模型可用于对结构面轮廓变化的趋势预测；结构面倾角、面积与分形维数为正相关性；分形维数对力学强度的正相关性影响程度最大，权重占比99.51%。
2023年02期 023028页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K] [官网下载次数：121 ] |[摘要阅读次数：70 ] - 王婉洁1，高富强2,3
了解工作面推进过程中采动裂隙的演化规律对于煤层气抽采及瓦斯控制至关重要。采用相似模拟和数值模拟的方法研究了工作面推进过程中采空区覆岩采动裂隙的演化规律，研究结果表明：采空区中部和采空区边界处靠近巷道的区域上覆岩层的采动裂隙存在截然不同的变化规律。采空区中部区域，上覆岩层的采动裂隙随着工作面的移进及越过呈现“迅速增加—逐步减低—稳定”的变化规律；采空区边界靠近巷道的区域，呈现“迅速增加—稳定”的变化规律。远离开切眼、靠近巷道的采空区上覆岩层采动裂隙发育最为充分；工作面走向平行于最大水平主应力时的各区域采动裂隙发育，显著高于工作面走向垂直于最大水平主应力时的；较硬直接顶对于提高采动裂隙渗透率有积极作用。
2023年02期 023033页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K] [官网下载次数：63 ] |[摘要阅读次数：82 ] - 张科学1,2,3,4,5,6，闫星辰1,3,6，何满潮2，陈学习1,3,6，姜耀东4，孙健东1,3,6，李 东1,3,6，王晓玲1,3,6，亢 磊1,3,6， 杨海江1,3,6，朱俊傲1,3,6，吴永伟1,3,6，李举然1,3,6，尹宇航1,3,6
为更好地解决煤矿智能化开采工作面适应性评价模型中关联性和模糊性问题，提出由地质条件、开采技术条件、关键技术条件以及管理保障条件等4个一级影响因素及16个二级影响因素，构建的煤矿智能化开采工作面适应性评价指标体系，并建立了煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型。将煤矿智能化开采工作面适应性评价等级划分为I级( 好 )、II级( 较好 )、III级( 一般 )和IV级( 差 )等4个等级。采用网络层次分析法( ANP )研究影响因素之间的相互联系，并使用YAANP软件计算得到煤矿智能化开采工作面适应性影响因素的权重。为有效降低个人因素对影响因素评分的影响，将网络层次分析法( ANP )与物元可拓模型相结合，对煤矿智能化开采工作面适应性影响因素进行评价，计算得到各个影响因素的关联度及综合关联度，最后由综合关联度对煤矿智能化开采工作面适应性进行等级评定。将煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型在陕西黄陵1号煤矿的810智能化工作面进行应用，得出该煤矿智能化开采工作面适应性综合关联度为K1=0.06，K2=-0.05，K3=-0.61，K4=-0.77，对应评价标准得到煤矿智能化开采工作面适应性评价等级为Ⅰ级( 好 )，分析结果与现场实际情况相稳合，说明构建的煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型具有一定的可行性与科学性。
2023年02期 023037页 [查看摘要][在线阅读][下载 684K] [官网下载次数：100 ] |[摘要阅读次数：63 ] - 康红普，姜鹏飞，刘畅2023年02期 023535页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K] [官网下载次数：258 ] |[摘要阅读次数：104 ]
- 葛淑伟，张永茜，秦嘉欣，李 雪，王 晓
为进一步提高煤矿井下打锚技术的自动化水平和安全性，提出了煤矿井下钢带锚孔自动检测方法。选取兼具检测精度与速度的SSD算法作为检测网络，以轻量化MobileNetV2为骨干特征提取网络建立了锚孔检测模型。针对煤矿井下钢带锚孔目标小、不易检测的问题，优化了先验框的设置，使得先验框进一步与有效感受野匹配，提高识别精度。该锚孔检测模型对于自建数据集中的锚孔目标识别准确率为94.24%，AP达94.08%，取得了较好的检测效果；检测速度可达84.73帧/s；模型大小仅为14.3 MB。模型经TensorRT优化并部署于Nvidia Jetson Xavier NX硬件平台上，验证了模型的可应用性。
2023年02期 026525页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K] [官网下载次数：46 ] |[摘要阅读次数：45 ] 下载本期数据