摘要：资源是人类赖以生存的一个重要因素，人类想要得到发展，就必须懂得合理有效地利用资源以及保护周围的环境，人类如果想要生存发展，就必须要遵守以上两个前提，因为这两个前提是一个国家的经济发展中的一个非常重要的基础。在我国，褐煤和风化煤等低阶煤在煤炭资源中所占比重较高，具有十分丰富的资源，据相关研究我国褐煤约有1303亿吨的储存量，是我国煤炭中资源较丰富的，它的储量占到13％的比重。由于燃烧低等级煤炭时，它所产生的热量比较低，并且它在工业应用上的价值也不高;另外堆放的煤炭如果时间较长会对环境造成一定的污染，煤炭的堆放也是对资源的浪费。所以，褐煤及低阶煤有效合理地开发利用就变成一项有待解决的课题。
　　为了了解外源菌种对不同那个变质程度煤的降解转化为气体的能力，本实验采用了甘肃华亭煤种和安徽淮南煤种作为实验的研究对象。利用三种不同的菌种对生物质采用湿法、干法的发酵的方式进行单一菌种的发酵和不同菌种组合方式进行发酵的沼气实验。根据自然温度条件下初筛实验产沼气高的试验来确定煤炭生物气化菌种的组合方式;通过实验确定最佳的产气方式为接种15％菌种B和15％菌种C的干法发酵。然后在实验室条件下开展煤炭生物成气实验，研究在外源菌种的作用下微生物降解不同变质程度的煤及产生甲烷的情况。在外源菌的作用下，高阶煤产甲烷体积分数最高达8％;低阶煤产甲烷体积分数最高达37％，相对于变质程度更高、煤阶更高的无烟煤，煤阶较低的褐煤在外源菌的作用下，可产生更多的甲烷气体，且所产的甲烷初始条件提前、产气周期更长。

摘要：针对深埋破碎围岩巷道难以有效支护的问题，本文在前人大量工程实践及研究分析的基础上，以海孜矿千米埋深破碎围岩大巷为具体工程背景，综合运用了实验室试验、理论分析、数值模拟与工程实践等手段，对巷道围岩破碎的因素进行了系统全面的分析，并基于数值模拟的结果提出了以锚注为核心的联合支护方式，对类似深埋巷道的支护提供了一定借鉴意义。本文主要研究工作如下:
　　1)巷道围岩体的强度受制于岩石强度及各种构造面数量及分布的影响等，因此以围岩岩石性状为着手点，进行了岩石力学相关试验及现场钻孔窥视试验，试验表明巷道围岩裂隙发育破碎严重，为典型软岩破碎巷道
　　2)通过对巷道破碎围岩变形失稳因素的分析，即地质因素和工程技术因素，可知在多种因素的影响下，占据主导因素的为巷道围岩原始应力状态、岩体物理性状和各种地质构造。
　　3)进行了不同支护方案的数值模拟，分析表明:一定程度上提高支护强度能够维持巷道的稳定性，但采用以锚注为核心的支护方式更能显著提高支护效率，当采用锚杆+喷浆+锚索支护时支护效率为38.1％，采用锚喷、索注、底板注浆时支护效率达到了90.9％，可见巷道围岩的整体性对巷道稳定性控制起着关键作用。
　　4)研究了破碎围岩巷道的控制技术，提出了以注浆锚索为核心的联合支护方式，普通段巷道的支护采用了锚杆、锚网、喷浆和注浆锚索联合支护方案;对过断层等地质构造的异常段巷道，在普通段支护的基础上提出了底板注浆支护方案。
　　5)进行了为期3个月的现场观测，与原来支护方案对比可知，巷道两帮的相对位移由原来的190mm下降至102mm，顶底板的相对位移由221mm下降至118mm，巷道变形、围岩的破碎、顶板离层及底板起臌均得到了良好的控制效果。

摘要：张集矿A组煤工作面具有煤层厚、煤体硬度低、砂岩直覆、瓦斯大等特点，为实现矿井高产高效，首采面14131采用大采高一次全厚开采。本文运用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法对张集矿大采高综采采场覆岩破坏规律、支架工作阻力以及矿压显现特征进行了研究。
　　研究发现工作面长的增加，导致顶板覆岩采动影响范围增大，岩层移动、破坏更加充分，使工作面支护设备承受荷载增大，结合顶板覆岩结构与支架受力分析，确定工作面面长不超过200m。随着采高的增加，顶板位移、垂直应力也随之增大，煤壁稳定性降低，采用一次性采全高进行开采时对支架整体性能要求更高。按特定地质条件，对工作面支架进行理论及数值模拟分析得出，14131工作面选用ZZ18000/30/65D液压支架控制采场顶板。现场实测表明，工业性试验面14131的初次来压步距为30m～35m，平均为31m;周期来压步距为11m～19m，平均为13.3m;整个工作面来压不同步，来压顺序是中部—下部—上部，由中部向两端发展。
　　对于所选支架，其工作阻力、末阻力频率分布图处于正态分布。支架的平均阻力为17.2MPa，为额定值40.4MPa的42％;支架末阻力小于35MPa占比例大约为90％，支架的平均末阻力为23.1MPa，为额定值的57％。在整个之间工作期间，支架运行状态稳下，满足支护要求。

摘要：处于高瓦斯赋存状态下的煤体在采掘动力扰动作用下发生的剧烈损伤破坏是矿井煤与瓦斯动力灾害的本质描述。由于地下煤炭资源开采深度的增加以致大埋深煤层煤岩体内瓦斯富含状态日益严重，瓦斯的存在使含瓦斯煤岩动态力学特性与无瓦斯赋存状态下截然不同，因此通过冲击动力学实验科学认识含瓦斯煤岩动态力学特性对指导矿井安全生产具有重要意义，也是当前煤岩力学领域亟待开展的工作。本文选取淮南矿区谢桥矿11426工作面原煤煤样为例，采用含瓦斯煤动态力学特性实验与断裂力学理论分析相结合，开展瓦斯赋存对煤体动态力学特性影响的研究。论文的研究内容和成果有如下几个方面:
　　(1)利用含瓦斯煤动力扰动SHPB装置开展不同瓦斯压力下(0MPa、0.5MPa、1MPa、1.5MPa)含瓦斯煤SHPB冲击实验。实验结果表明:随着气压的增大，透射波逐渐减小，反射波逐渐增大;随着气压的增大，煤样平均动态强度、割线模量、能量利用率降低，动态应力增长因子提高，小尺寸碎片百分比重增加。
　　(2)由断裂力学理论和有效应力叠加原理建立了考虑瓦斯压力的应力强度因子数学模型，通过给定常量的算例分析得出:张开型裂纹Ⅰ型应力强度因子随瓦斯压力、瓦斯解吸率的增大而增大，裂纹倾角的增大而减小;张开型裂纹Ⅱ型应力强度因子与瓦斯解吸系数和瓦斯赋存压力无关;随瓦斯压力的增加，裂纹起裂角、起裂强度减小。
　　含瓦斯煤断裂力学理论分析验证了实验结果的正确性，理论分析为认识瓦斯赋存如何改变煤体动态力学特性提供了基本理论依据，为深部含瓦斯煤层快速推采及灾害防治提供一定理论基础。