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基于数字图像相关技术的巷道模型变形监测试验 被引量:8
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作者 杨立云 王贵东 +1 位作者 徐龙宁 宋烨 《中国矿业》 北大核心 2020年第5期76-81,共6页
建立了基于数字图像相关技术(DIC)的矿山巷道模型变形监测与分析系统,对直墙半圆拱形巷道的模型试件在单轴竖向压缩载荷下的变形进行了二维(2D-DIC)测量和三维(3D-DIC)测量,分析了试件的平面内变形和离面位移,揭示了离面位移对2D-DIC测... 建立了基于数字图像相关技术(DIC)的矿山巷道模型变形监测与分析系统,对直墙半圆拱形巷道的模型试件在单轴竖向压缩载荷下的变形进行了二维(2D-DIC)测量和三维(3D-DIC)测量,分析了试件的平面内变形和离面位移,揭示了离面位移对2D-DIC测量结果的影响。试验表明进行模型的受压变形监测时,3D-DIC技术的测量结果更准确,当采用2D-DIC技术测量时,应尽量避免或减少试件的离面位移。研究丰富了实验室内巷道模型测试手段,对数字图像相关技术在矿山模型试验中的应用具有指导和参考价值。 展开更多
关键词 巷道模型 3D-DIC 2D-DIC 应变 离面位移
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卸荷诱发巷道模型岩爆的发生机理实验研究 被引量:4
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作者 刘祥鑫 梁正召 +2 位作者 张艳博 姚旭龙 李海洋 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期967-975,共9页
以"巷道-围岩"系统为研究对象,以水平应力卸荷操作模拟工程现场的巷道周边矿岩开挖卸荷作用,再现了巷道卸荷岩爆。实验结果指出,巷道卸荷岩爆经历了"平静期→小颗粒弹射→片状剥离→片状剥落"的演化过程,在巷道内... 以"巷道-围岩"系统为研究对象,以水平应力卸荷操作模拟工程现场的巷道周边矿岩开挖卸荷作用,再现了巷道卸荷岩爆。实验结果指出,巷道卸荷岩爆经历了"平静期→小颗粒弹射→片状剥离→片状剥落"的演化过程,在巷道内壁产生"岩爆→应力调整→应力调整失败→再次岩爆"的多次岩爆过程,最终形成"V"字型岩爆坑。卸荷条件下,不同水平应力的巷道模型岩爆将产生不同的破坏,形成了不同的破裂面。理论推导得出卸荷前巷道围岩的应力分布规律,运用修正Griffith破坏准则,计算了不同水平应力(8.9MPa、13.3MPa、17.8MPa)卸荷后巷道围岩发生岩爆破坏的竖向起裂应力,构建了巷道边壁"V"字型岩爆坑的计算模型。研究得出水平应力存在一个影响竖向承载能力的应力点(13.3MPa),当水平应力小于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈正相关;当水平应力大于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈负相关。对左右边壁应变能累积区域的信息进行量化处理,得出相较8.9MPa和17.8MPa,水平应力为13.3MPa的左右边帮应变能集中区域的累积能量最大,集中区域与边壁的距离最短。 展开更多
关键词 岩石力学 卸荷 巷道模型 岩爆
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基于三角形剖分算法建立三维巷道模型的研究 被引量:8
3
作者 蔡美峰 李角群 杨志军 《中国矿业》 北大核心 2011年第5期75-79,共5页
目前,ACAD在我国矿山使用最为普遍,矿山巷道普遍采用由两条实测巷道轮廓腰线来进行二维描述。本文主要讨论怎样使二维巷道转变成拱形三维实体巷道的技术。一种方法是将实测数据整理和计算,通过计算结果实现模型建立。另一种方法是通过... 目前,ACAD在我国矿山使用最为普遍,矿山巷道普遍采用由两条实测巷道轮廓腰线来进行二维描述。本文主要讨论怎样使二维巷道转变成拱形三维实体巷道的技术。一种方法是将实测数据整理和计算,通过计算结果实现模型建立。另一种方法是通过对二维巷道的图形分析研究,首先采用带约束的Delaunay方法,对巷道进行三角剖分来形成巷道底面,然后将剖分后的三角形划分成三类,分别进行三种不同的碎分方法来形成巷道拱顶,同时也形成巷道的侧面。在完成巷道完全三角剖分的基础上,引入ACIS技术将巷道进一步转变为三维实体,从而可以实现各种三维实体的布尔运算。巷道三维实体模型的建立已应用到实际矿山,为采矿作业及研究打下了基础。 展开更多
关键词 ACAD DELAUNAY 三角剖分 ACIS 巷道三维实体模型
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一种基于中线拓扑关系的巷道节点自适应平滑建模方法 被引量:1
4
作者 刘冰 崔航 +2 位作者 刘如飞 苏辕 薛熙斌 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期67-73,共7页
地下空间中的三维巷道结构复杂,模型数据庞大,为解决巷道交叉口等特殊位置的精细化表达问题,本研究提出一种基于中线拓扑关系的巷道节点自适应平滑建模方法。该方法根据巷道中心线数据,自适应判别根结点下各子结点间的拓扑关系以区分各... 地下空间中的三维巷道结构复杂,模型数据庞大,为解决巷道交叉口等特殊位置的精细化表达问题,本研究提出一种基于中线拓扑关系的巷道节点自适应平滑建模方法。该方法根据巷道中心线数据,自适应判别根结点下各子结点间的拓扑关系以区分各类型巷道,并设计一种半拱形曲面构建相应的模型组件,通过组件拼接的方式,实现精细化平滑建模。最后,通过对某一段巷道数据进行验证,建立了一个由三通、四通等各类交叉口平滑相连的完整巷道模型,为地下空间中复杂巷道的精准建模提供了有效的解决途径。 展开更多
关键词 地下空间 巷道模型 中线拓扑关系 组件拼接 平滑建模
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矿山三维巷道参数化建模方法研究与应用 被引量:4
5
作者 赵琳 张元生 刘冠洲 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第10期188-195,共8页
矿山巷道三维可视化作为数字矿山的一个重要组成部分,是开展相关应用研究的基础。针对当前巷道三维建模人工干预高、过度依赖建模软件等问题,提出了矿山三维巷道参数化建模方法。对于部分巷道转折处、分叉口处缺少导线点的情况,通过巷... 矿山巷道三维可视化作为数字矿山的一个重要组成部分,是开展相关应用研究的基础。针对当前巷道三维建模人工干预高、过度依赖建模软件等问题,提出了矿山三维巷道参数化建模方法。对于部分巷道转折处、分叉口处缺少导线点的情况,通过巷道数据处理,基于搜索算法进行虚拟导线点的补充插值,构建了巷道空间拓扑网络模型。针对巷道空间拓扑网络模型,根据任意2条相交巷道沿角平分线对称的特点,采用基于角平分线对称的建模法,解决了巷道相交处、分叉口处的连通性问题和平滑拼接问题;通过集成方法实现了不同形态断面巷道的集成建模,从而实现了矿山三维巷道网络模型的自动化构建。以典型矿井的实测数据为例开展了应用研究,结果表明:巷道空间拓扑网络模型各个导线点处拓扑连接关系正确,矿山三维巷道模型在巷道相交处、分叉口处连通性和平滑拼接良好,该模型能够直观地展示巷道真实形态和巷道之间的空间关系,为矿山管理者和生产者提供重要的数据信息,方便进行辅助决策,对于矿山安全生产及智慧化管理具有较好的参考意义。 展开更多
关键词 数字矿山 三维可视化 拓扑网络模型 参数化建模 三维巷道模型
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矿井通风系统三维联通巷道建模算法及其应用 被引量:18
6
作者 黄俊歆 王李管 +2 位作者 熊书敏 田峰 陈建宏 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期3173-3179,共7页
提出一种新的矿井通风系统三维联通巷道建模算法即多层闭合轮廓线联合法(Combining Multi-layer Closedcontour Algorithm,CMCA)。对已有的通风系统单线图进行求交、打断等操作,建立节点—正向弧—反向弧网络拓扑结构图;采取逆时针搜索... 提出一种新的矿井通风系统三维联通巷道建模算法即多层闭合轮廓线联合法(Combining Multi-layer Closedcontour Algorithm,CMCA)。对已有的通风系统单线图进行求交、打断等操作,建立节点—正向弧—反向弧网络拓扑结构图;采取逆时针搜索、最外层闭合轮廓线优先提取策略,提取网络拓扑结构图中的所有闭合轮廓线;并对所有闭合轮廓线进行右偏移操作,从而生成一组闭合轮廓线。根据用户输入的生成精度,在巷道顶底板间插入若干与巷道底板平行的面,将巷道在空间上分割成对应的若干层,即可在每一层生成一组闭合轮廓线。然后将这一系列闭合轮廓线三角化,再合并所有三角网格,最终形成三维联通巷道表面模型。CMCA已用于DIMINE数字矿山系统的通风模块中,并在实际矿井通风工程中得到应用。研究结果表明:采用闭合轮廓线法生成通风系统三维联通巷道,实现简单,结果正确,能准确反映矿井巷道的内部联通状况及真实三维空间形态,为矿井通风系统三维联通巷道模型的建立提供了一种新的有效方法。 展开更多
关键词 矿井通风 三维巷道模型 联通巷道 闭合轮廓线 三角化
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马坑铁矿采矿工程三维巷道建模研究 被引量:8
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作者 苏成哲 朱建新 +1 位作者 袁海平 王瑞 《江西有色金属》 2010年第2期3-6,共4页
巷道的二维显示方式具有反馈速度慢,线路查看复杂,不能直观、立体、形象地描述井下已有巷道及其空间关系等缺点.采用AutoCAD、Surpac软件,以马坑铁矿巷道数据资料为依据,具体介绍了三维实体巷道建模的思路和过程,并构建了马坑铁矿三维... 巷道的二维显示方式具有反馈速度慢,线路查看复杂,不能直观、立体、形象地描述井下已有巷道及其空间关系等缺点.采用AutoCAD、Surpac软件,以马坑铁矿巷道数据资料为依据,具体介绍了三维实体巷道建模的思路和过程,并构建了马坑铁矿三维巷道实体模型,实现了马坑铁矿巷道二维表达向三维展现的转化,为实现矿山数字化奠定了基础. 展开更多
关键词 巷道模型 矿山数字化 马坑铁矿 SURPAC
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带盲区巷道网络人员全局定位系统 被引量:14
8
作者 刘志高 李春文 +2 位作者 耿少博 武丹琛 丁青青 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期236-242,共7页
针对现有煤矿人员定位系统成本高、精度低、不能进行全局位置预测等问题,提出一套基于无线传感器网络的巷道网络人员全局定位系统。该系统将井下巷道网络分割成多个以网关为中心的分布式定位单元,当人员经过定位单元时,首先由其随身携... 针对现有煤矿人员定位系统成本高、精度低、不能进行全局位置预测等问题,提出一套基于无线传感器网络的巷道网络人员全局定位系统。该系统将井下巷道网络分割成多个以网关为中心的分布式定位单元,当人员经过定位单元时,首先由其随身携带的移动节点通过定位引擎实时计算其在局部定位单元内的位置坐标,并将该位置信息通过网关传送到井上计算机;再通过坐标变换计算出人员在井下巷道网络的三维位置坐标;进而得到人员在监控单元内的速度、方向等信息,并通过位置估计算法预测出人员在盲区的位置。实验结果表明,该系统在地下防空洞环境静态定位误差为2.87m,在室内楼道环境运动估计误差约为4.5m,且长期连续运行无故障,具有很好的可靠性、可扩展性和定位性能。 展开更多
关键词 人员全局定位 无线传感器网络 巷道网络模型 三维定位算法
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巷道网络全局定位系统关键技术分析与实验 被引量:16
9
作者 刘志高 李春文 +3 位作者 邢智鹏 耿少博 戴文翰 丁青青 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期519-526,共8页
提出并实现了一种新型带盲区的煤矿巷道人员全局定位系统,介绍了国内外煤矿人员定位系统的研究现状,分析了发展带盲区巷道网络全局定位系统的必要性。从系统应完成的目标角度考虑,较全面地分析了全局定位系统中的基本问题、数据模型、... 提出并实现了一种新型带盲区的煤矿巷道人员全局定位系统,介绍了国内外煤矿人员定位系统的研究现状,分析了发展带盲区巷道网络全局定位系统的必要性。从系统应完成的目标角度考虑,较全面地分析了全局定位系统中的基本问题、数据模型、拓扑优化及全局定位等关键问题;构建了全局定位原型系统,并对定位系统在地下巷道环境进行了较全面的实验测试。将全局定位系统和现有的煤矿人员定位系统进行了对比分析,结果表明:全局定位系统在功能、定位性能、成本、可靠性和可维护性等方面具有较大优势。 展开更多
关键词 巷道网络模型 全局定位算法 人员全局定位系统 无线传感器网络
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巷道壁面与瓦斯爆炸相互作用的数值模拟 被引量:5
10
作者 马秋菊 张奇 庞磊 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期23-27,共5页
通过物理机制分析,建立合理的巷道物理模型,并对燃烧爆炸反应模型中阻力系数CD和湍流特征尺度Lt进行修正,模拟实际巷道内壁粗糙情况对瓦斯爆炸传播过程的影响,为模型计算提供修正参数。研究结果表明,巷道壁面条件对瓦斯爆炸过程有很大影... 通过物理机制分析,建立合理的巷道物理模型,并对燃烧爆炸反应模型中阻力系数CD和湍流特征尺度Lt进行修正,模拟实际巷道内壁粗糙情况对瓦斯爆炸传播过程的影响,为模型计算提供修正参数。研究结果表明,巷道壁面条件对瓦斯爆炸过程有很大影响;CD和Lt越大,爆炸峰值超压越大;当CD=3、Lt=0.008时,模拟结果与实验值的偏差最小。 展开更多
关键词 爆炸力学 瓦斯爆炸过程 巷道物理模型 瓦斯爆炸 阻力系数 湍流特征尺度
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基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型 被引量:7
11
作者 蔡明杰 朱希安 +1 位作者 刘德民 王占刚 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期78-83,共6页
煤矿突水事故时有发生,易造成重大人员财产损失,而优化突水救援路径,将提高矿井突水灾害应急救援能力,降低突水危害。本文采用无向图和邻接表对矿井巷道网络进行描述和存储,根据巷道水位高度与井下人员身高的比值计算巷道安全系数,进而... 煤矿突水事故时有发生,易造成重大人员财产损失,而优化突水救援路径,将提高矿井突水灾害应急救援能力,降低突水危害。本文采用无向图和邻接表对矿井巷道网络进行描述和存储,根据巷道水位高度与井下人员身高的比值计算巷道安全系数,进而求解巷道等效长度,据此,使用优化SPFA算法进行单源路线搜索,提出矿井突水救援路线模型,并给出最优救援路线。以王家岭矿的巷道拓扑网络结构为基础进行仿真分析,结果表明,基于优化SPFA算法的矿井突水救援模型可以正确地计算出单源最优路线。该方法综合考虑了工作人员被井巷塌方或水流所阻而不可通行的复杂情况,为实现快速有效的事故抢险提供了可靠的技术支持。 展开更多
关键词 矿井突水 巷道安全系数 SPFA算法 路径规划 巷道网络模型 王家岭矿
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基于空间句法的矿井应急疏散研究与应用
12
作者 李雯静 陈曼丽 +2 位作者 姚囝 尹东 任大军 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第3期200-208,共9页
地下矿井作业危险,空间拓扑结构复杂,因而矿山安全事故时有发生,合理的应急疏散路线规划以及疏散指示布置,能够有效提高井下人员的逃生效率,降低人员伤亡与财产损失。结合某地下矿井实例,基于空间句法和GIS网络分析搭建地下矿井巷道网... 地下矿井作业危险,空间拓扑结构复杂,因而矿山安全事故时有发生,合理的应急疏散路线规划以及疏散指示布置,能够有效提高井下人员的逃生效率,降低人员伤亡与财产损失。结合某地下矿井实例,基于空间句法和GIS网络分析搭建地下矿井巷道网络模型,从逃生人员的空间认知角度出发,利用标准化角度选择度值选取巷道网络模型中的前景网络和背景网络作为主要避险通道,为应急疏散指示标志布置提供参考;考虑巷道宽度、巷道类型、巷道坡度等巷道基础属性信息,并结合空间句法指标——标准化角度整合度,构建巷道网络应急脆弱模型,顾及巷道空间单元的稳定性,规划井下人员的最优认知路径,进而实现了多目标的地下矿井紧急疏散路线规划。该研究不仅能够为地下矿井的巷道布局设计提供建议,还可为地下矿井的应急疏散路线规划辅助决策、应急预案制定提供理论依据,同时为紧急避险系统的建设与完善提供新的思路。 展开更多
关键词 空间句法 空间认知 应急脆弱性 当量长度 巷道网络模型 路径规划
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基于3D GIS矿井系统的研究 被引量:1
13
作者 黄明 卢廷军 薛勇 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2008年第2期52-55,77,共5页
矿井信息系统是一个复杂的信息系统,为有效管理矿井,满足安全高效生产的目标建立基于3D GIS的矿井信息系统。研究3D GIS矿井的软件体系结构、分析系统的功能需求,阐述系统的关键技术和实现的方法。重点研究三维地质与巷道的三维建模方法... 矿井信息系统是一个复杂的信息系统,为有效管理矿井,满足安全高效生产的目标建立基于3D GIS的矿井信息系统。研究3D GIS矿井的软件体系结构、分析系统的功能需求,阐述系统的关键技术和实现的方法。重点研究三维地质与巷道的三维建模方法,给出巷道三维模型与地质模型的二者拓扑关系建立的实现方法。在三维模型基础上可以实现巷道网络最优路径决策的和地质切割的空间分析以及利用粒子系统进行事故的仿真模拟。 展开更多
关键词 3D GIS 三维地质模型 巷道模型 三维可视化 矿井系统
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FDTD矿井无线传输特性分析方法研究 被引量:4
14
作者 张高敏 刘毅 彭铭 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期202-212,共11页
为减少井下无线通信基站数量,提高井下无线信号覆盖范围和通信质量,需要研究无线通信基站天线和固定无线通信设备天线安装位置对矿井电磁波传播特性的影响。建立了由空气介质、巷道壁和完全匹配层组成的时域有限差分三维巷道模型,并根... 为减少井下无线通信基站数量,提高井下无线信号覆盖范围和通信质量,需要研究无线通信基站天线和固定无线通信设备天线安装位置对矿井电磁波传播特性的影响。建立了由空气介质、巷道壁和完全匹配层组成的时域有限差分三维巷道模型,并根据该模型推导了时域有限差分迭代方程。提出了一种可变内阻激励源,以减小Yee网格间因感应电流引起的计算误差,并推导了该激励源的显式时域有限差分迭代方程,在巷道内测量了收发天线在巷道断面不同位置处的电磁波信号强度。结果表明:提出的可变内阻激励源计算出的电磁波信号强度仿真值与赫兹偶极子天线解析方程计算出的解析值在300 m自由空间内的衰减规律一致,性能优于透明激励源和硬激励源。激励源和接收点位于巷道断面中心时580、740、900 MHz三种频率电磁波信号强度的仿真值与测量值相比,衰减规律一致,表明提出的计算方法可用于研究巷道内电磁波传播特性。收发天线到同一巷帮等距时,两天线同步从巷道断面中心移动到巷帮附近,电磁波信号衰减逐渐增大;收发天线到巷帮距离在0~0.02 m范围内电磁波信号平均衰减梯度为217 dB/m,是0.04~0.30 m范围内的6.2倍,是0.02~0.04 m内的1.6倍。因此,在不影响行人和行车的条件下,无线通信基站天线应尽量远离巷帮,以获得最佳通信效果。 展开更多
关键词 矿井电磁波 无线传输特性 巷道模型 可变内阻激励源 天线位置
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开卸压槽防治岩爆的数值模拟研究 被引量:5
15
作者 韩月欢 刘溪鸽 朱万成 《中国矿业》 2022年第10期101-109,共9页
随着岩石工程逐渐向深部发展,高地应力导致的岩爆灾害日益凸显,而开卸压槽或是主动降低围岩高地应力、防治岩爆的有效措施之一。为研究开卸压槽对岩爆的防治效果,本文利用离散元数值模拟方法对巷道中不同开槽卸压方案进行了对比分析。... 随着岩石工程逐渐向深部发展,高地应力导致的岩爆灾害日益凸显,而开卸压槽或是主动降低围岩高地应力、防治岩爆的有效措施之一。为研究开卸压槽对岩爆的防治效果,本文利用离散元数值模拟方法对巷道中不同开槽卸压方案进行了对比分析。研究结果表明:开挖后的巷道围岩环向应力增大、易发生岩爆,在围岩中开槽可在卸压槽周围形成三角形的应力降低区,并将高应力区转移到卸压槽底部,从而达到防治岩爆的效果。但开槽卸压的效果会受其具体位置影响,且在地应力较高(≥50 MPa)时,单独开卸压槽会造成局部围岩破碎,破坏围岩的完整性,进而诱发岩爆。此外,水平侧压力系数较小时,在不同位置开槽释放的弹性应变能近似相等,水平侧压力系数较大时,在巷道顶板处开槽能量释放效果要优于巷道侧帮开槽。因此,在实际工程中,应根据巷道围岩的地应力条件(地应力大小、侧压力系数等)和围岩稳固性选择合适的开槽方式、开槽位置和支护方式来防治岩爆。 展开更多
关键词 防治岩爆 卸压槽 数值模拟 PFC2D软件 巷道模型
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Response models of weakly consolidated soft rock roadway under different interior pressures considering dilatancy effect 被引量:6
16
作者 赵增辉 王渭明 王磊 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第12期3736-3744,共9页
Surrounding rocks of weakly consolidated soft rock roadway show obvious strain softening and dilatancy effects after excavation. A damage coefficient concerning modulus attenuation was defined. Response models of stre... Surrounding rocks of weakly consolidated soft rock roadway show obvious strain softening and dilatancy effects after excavation. A damage coefficient concerning modulus attenuation was defined. Response models of stress and displacement of surrounding rock of soft rock roadway and analytical expressions to calculate plastic zones under different interior pressures and non-uniform original rock stresses were derived based on damage theories and a triple linear elastic-plastic strain softening model. Influence laws of dilatancy gradient on damage development, distributions of stresses and displacement in plastic region were analyzed. Interior pressure conditions to develop plastic region under different origin rock stresses were established and their influences on plastic region distribution were also discussed. The results show that the order of maximum principle stress is exchanged between ~0 and trr with the increase of interior pressure P0, which causes distributions of plastic zone and stress shift. Dilatancy effect which has great influences on the damage propagation and displacements in plastic region has little effect on the size of plastic region and stress responses. The conclusions provide a theoretical basis for a reasonable evaluation of stability and effective supporting of weakly consolidated soft rock roadway. 展开更多
关键词 weakly consolidated soft rock roadway dilatancy effect modulus damage coefficient cave interior pressure responsemodel
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Control technology for floor heave of Jurassic soft rock in the Erdos Basin of China: A case study 被引量:7
17
作者 WEN Zhi-jie JING Suo-lin +1 位作者 MENG Fan-bao JIANG Yu-jing 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第12期4051-4065,共15页
The deformation of soft rock roadway caused by floor heave is a major challenge for coal mines in China western mining areas. To achieve security and stability of soft rock roadway, this work considered the headgate a... The deformation of soft rock roadway caused by floor heave is a major challenge for coal mines in China western mining areas. To achieve security and stability of soft rock roadway, this work considered the headgate at panel 11505 of the Yushujing Coal Mine as background. First, based on the limit equilibrium method and slip line field theory,a model of floor heave was established, the mechanism of floor heave control was analyzed, and an optimized support method was proposed. Then, the displacement, stress and failure zones around the surrounding rock with the original and optimized support were studied by FLAC. Finally, the serviceability of the support method was verified by field application. The results showed that the main deformation form of soft rock roadway is floor heave, and 0.5 m is relatively reasonable thicknesses of the inverted arch. The extrusion failure zone and shear failure zone were mainly affected by tensile and shear failure, respectively. The modification of floor and the effective support are key points. The failure zone was consistent between numerical simulation and theoretical calculation. The maximum convergences of floor heave determined by numerical simulation and field measurement were 220 mm and 240 mm, respectively, which were reduced by 55% and 60% compared with the original support, and the convergence between sidewalls decreased considerably. The optimized support method controls the floor heave well. 展开更多
关键词 soft rock roadway floor heave mechanical model control mechanism optimized support
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Multi-factor influence of cross-sectional airflow distribution in roadway with rough roof 被引量:1
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作者 HU Jian-hua ZHAO Yang +3 位作者 ZHOU Tan MA Shao-wei WANG Xue-liang ZHAO Lei 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第7期2067-2078,共12页
The wall surface roughness renders a significant impact on ventilation of roadways and cross-sectional wind speed distribution.Herein,the wall roughness(Ra)in the roadway has been defined theoretically.Moreover,three-... The wall surface roughness renders a significant impact on ventilation of roadways and cross-sectional wind speed distribution.Herein,the wall roughness(Ra)in the roadway has been defined theoretically.Moreover,three-center arched roadway models for different situations are established based on the normal distribution of roof roughness.The influence of inlet velocity,roof roughness and roadway height on wind speed distribution is systematically studied by using Fluent software.At Ra=0.1 m,the simulation results reveal that the wind speed is negatively related to the distance from the wall to the point where 80%of the central wind speed is reached(DA).Also,the wind speed distribution is significantly influenced by increasing the roof roughness.However,the wind speed distribution becomes asymmetric at Ra=0.2 m and 0.3 m.Furthermore,the low-speed area(v≤1 m/s)started to concentrate on the roof with the increase of roadway height.Overall,an Ra value of<0.1 m can reduce the influence of wall roughness on wind speed distribution of the roadway,which is suggested in practical applications. 展开更多
关键词 roughness model roadway section airflow distribution numerical simulation mine ventilation
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Intelligent back analysis of geotechnical parameters for time-dependent rock mass surrounding mine openings using grey Verhulst model 被引量:3
19
作者 Un Chol HAN Chung Song CHOE +1 位作者 Kun Ui HONG Hyon Il HAN 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第10期3099-3116,共18页
In this paper,we present a new method of intelligent back analysis(IBA)using grey Verhulst model(GVM)to identify geotechnical parameters of rock mass surrounding tunnel,and validate it via a test for a main openings o... In this paper,we present a new method of intelligent back analysis(IBA)using grey Verhulst model(GVM)to identify geotechnical parameters of rock mass surrounding tunnel,and validate it via a test for a main openings of−600 m level in Coal Mine“6.13”,Democratic People's Republic of Korea.The displacement components used for back analysis are the crown settlement and sidewalls convergence monitored at the end of the openings excavation,and the final closures predicted by GVM.The non-linear relation between displacements and back analysis parameters was obtained by artificial neural network(ANN)and Burger-creep viscoplastic(CVISC)model of FLAC3D.Then,the optimal parameters were determined for rock mass surrounding tunnel by genetic algorithm(GA)with both groups of measured displacements at the end of the final excavation and closures predicted by GVM.The maximum absolute error(MAE)and standard deviation(Std)between calculated displacements by numerical simulation with back analysis parameters and in situ ones were less than 6 and 2 mm,respectively.Therefore,it was found that the proposed method could be successfully applied to determining design parameters and stability for tunnels and underground cavities,as well as mine openings and stopes. 展开更多
关键词 intelligent back analysis(IBA) grey Verhulst model(GVM) closure prediction mine openings burgercreep viscoplastic(CVISC)model
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Stability assessment of rock surrounding an I-beam supported retreating roadway 被引量:5
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作者 严红 张吉雄 +1 位作者 李林玥 冯锐敏 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第9期3598-3607,共10页
The installation of a back-wall guard-board is the key to successfully supporting underground retreating roadways in coal mines. Based on the coordinate support principle, and using an I-shaped steel support for the s... The installation of a back-wall guard-board is the key to successfully supporting underground retreating roadways in coal mines. Based on the coordinate support principle, and using an I-shaped steel support for the surrounding rock, a mechanical model was developed for the stability of the roadway support and surrounding rock. Analysis of the bearing capacity of the roof back-wall guard-board and modelling of the equations for the maximum deflection and the maximum compressive stress of the top and side beams of the I-shaped steel support were undertaken. Simultaneously, the model was used to calculate and analyse the stability of the top and side beams of the I-shaped steel support structure and analyse the criteria for their stability. The results provide a reliable theoretical basis for the judgment of the stability of the surrounding rock and support structure. The theoretical evaluation results are consistent with field data. Finally, the key support parameters of the top and side beams of the I-shaped steel support structure and the variation of the maximum deflection and the maximum compressive stress as affected by the influence of the guard-board length were investigated. It is concluded that, as the back-board length increases, the maximum compressive stress in the top beam of the I-shaped steel support increases while the compressive stress in the side beam decreases. The results show that the accuracy of judgment of the stability of a supported retreating roadway is improved, providing guidance for the design of such typical I-shaped steel support and back-board structures. 展开更多
关键词 mine support retreating roadway mechanical model back-wall guard-board stability assessment
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