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Excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence:Similarities and differences between deep parallel tunnels with alternating soft-hard strata 被引量:13
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作者 FENG Guang-liang CHEN Bing-rui +3 位作者 JIANG Quan XIAO Ya-xun NIU Wen-jing LI Peng-xiang 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第2期582-594,共13页
Excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence in deep underground projects provide invaluable information that can be used to warn rockburst occurrence,facilitate rockburst mitigation procedures,and anal... Excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence in deep underground projects provide invaluable information that can be used to warn rockburst occurrence,facilitate rockburst mitigation procedures,and analyze the mechanisms responsible for their occurrence.Based on the deep parallel tunnels with the maximum depth of 1890 m created as part of the Neelum–Jhelum hydropower project in Pakistan,similarities and differences on excavation-induced microseismicity and rockburst occurrence between parallel tunnels with soft and hard alternant strata are studied.Results show that a large number of microseismic(MS)events occurred in each of the parallel tunnels during excavation.Rockbursts occurred most frequently in certain local sections of the two tunnels.Significant differences are found in the excavation-induced microseismicity(spatial distribution and number of MS events,distribution of MS energy,and pattern of microseismicity variation)and rockbursts characteristics(the number and the spatial distribution)between the parallel tunnels.Attempting to predict the microseismicity and rockburst intensities likely to be encountered in subsequent tunnel based on the activity encountered when the parallel tunnel was previously excavated will not be an easy or accurate procedure in deep tunnel projects involving complex lithological conditions. 展开更多
关键词 MICROSEISMICITY ROCKBURST soft and hard alternant strata deep parallel tunnels Neelum–Jhelum hydropower project
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软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应 被引量:1
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作者 赵鹏翔 裴文博 +5 位作者 李树刚 林海飞 卓日升 常泽晨 邵秋冬 马晓川 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期163-177,共15页
为掌握软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应,以不同厚度比的软硬互层覆岩结构为试验对象,利用二维物理相似模拟试验平台,开展软硬互层覆岩结构裂隙演化及破断机制试验,并结合分形理论定量描述软硬互层覆岩结构裂... 为掌握软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应,以不同厚度比的软硬互层覆岩结构为试验对象,利用二维物理相似模拟试验平台,开展软硬互层覆岩结构裂隙演化及破断机制试验,并结合分形理论定量描述软硬互层覆岩结构裂隙分布特征,根据采动覆岩椭抛带理论,同时引入回转角、贯通度、裂隙率等特征参数,研究软硬互层覆岩结构瓦斯运移区和储集区交叉融合动态变化特征受软硬互层结构厚度比的影响。试验结果表明:瓦斯的运–储区内外边界和运–储交界分别位于分形维数、裂隙贯通度、破断回转角与裂隙率的突变区域,运移区破断回转角大于2.07°,储集区破断回转角为1°~2.07°。瓦斯运移区和储集区破断裂隙贯通度分别为0.6~1.0和0.2~0.6;根据瓦斯运–储区裂隙率、回转角、贯通度的变化,确定瓦斯运移区、储集区与交叉融合区边界,裂隙率、回转角、贯通度呈现先快速减小,后减小速率明显减缓,最后减小速率再次增大的趋势;软硬互层覆岩经历运–储区开始形成、运移区与储集区首次出现、交叉融合区初次形成、交叉融合区扩大、运–储区与交叉融合边界逐渐模糊5个时期,最终形成完整的椭圆抛物带状的覆岩裂隙场;建立软硬互层覆岩结构瓦斯运–储区厚度比效应量化表征模型,同时根据瓦斯运–储区表征参数确定其边界及状态判定流程,确定软硬互层覆岩结构上覆岩层裂隙演化及破断机制。 展开更多
关键词 软硬互层 瓦斯运–储区 交叉融合 厚度比效应 覆岩裂隙
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急倾斜软硬互层巷道变形破坏机制及支护技术研究 被引量:35
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作者 杨帆 陈卫忠 +3 位作者 郑朋强 伍国军 袁敬强 于建新 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2367-2374,2425,共9页
针对急倾斜软硬互层巷道围岩大变形控制难题,采用现场试验、理论分析和数值仿真等多种手段,研究急倾斜巷道围岩变形破坏机制,研究结果表明:急倾斜软硬互层巷道的变形与破坏具有非对称性,偏压作用明显,呈现顶板下滑,底板臌起的相互错动... 针对急倾斜软硬互层巷道围岩大变形控制难题,采用现场试验、理论分析和数值仿真等多种手段,研究急倾斜巷道围岩变形破坏机制,研究结果表明:急倾斜软硬互层巷道的变形与破坏具有非对称性,偏压作用明显,呈现顶板下滑,底板臌起的相互错动变形特征,底臌严重且易片帮冒顶。巷道断面与岩层倾斜方向的钝角部位受侧向约束小,因而剪切滑移变形较大,是产生非对称变形破坏的关键部位;下帮围岩变形破坏较上帮更为严重。基于急倾斜巷道的变形破坏特点,提出在锚-网-索耦合支护的基础上利用锚索、底角锚杆等对产生差异变形破坏的关键部位进行加强支护的方法,巷道大变形得到了有效控制。 展开更多
关键词 软硬互层 急倾斜巷道 变形破坏机制 数值模拟
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1.0m极近距离煤层联合开采矿压规律 被引量:68
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作者 孙春东 杨本生 刘超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1423-1428,共6页
针对阳邑煤矿1.0 m极近距离煤层联合开采条件,应用常规错距理论和岩层移动理论,研究了上部工作面采空区走向形成的稳压区和减压区范围,论证得出了1.0 m极近距离煤层联合开采下部工作面仅能布置于稳压区,并给出了上、下煤层工作面联合开... 针对阳邑煤矿1.0 m极近距离煤层联合开采条件,应用常规错距理论和岩层移动理论,研究了上部工作面采空区走向形成的稳压区和减压区范围,论证得出了1.0 m极近距离煤层联合开采下部工作面仅能布置于稳压区,并给出了上、下煤层工作面联合开采最佳走向错距范围为21~26 m。研究发现,在稳压区域回采的下部工作面采场覆岩形成了"双结构顶板"。矿压观测结果证明:在最佳错距范围内开采,上部工作面采空区形成的残余支压高应力区与下部工作面的超前支压高应力区之间,在推采方向存在2~3 m近原岩应力安全距离,避免了上、下高应力区域叠加,保证了下部工作面在稳压区域内回采,现场实施错距20~25 m,与理论分析接近。阳邑煤矿1.0 m极近距离煤层联合开采成功实施,在理论和技术上为类似条件的煤层提供了可靠的矿压数据和开采经验。 展开更多
关键词 1.0m极近距离煤层 联合开采 合理错距 矿压规律
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软硬互层岩体采场底板的应力分布及破坏特征研究 被引量:19
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作者 黄琪嵩 程久龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期36-42,共7页
考虑底板岩体分层特性,将采场底板视为弹性层状半无限平面体,采用传递矩阵法建立层状底板的应力计算模型。用Matlab编制了相应的计算程序,求解得到不同分层深度处的底板应力分布,根据Mohr-Coulomb准则判断底板塑性区分布。新建模型考虑... 考虑底板岩体分层特性,将采场底板视为弹性层状半无限平面体,采用传递矩阵法建立层状底板的应力计算模型。用Matlab编制了相应的计算程序,求解得到不同分层深度处的底板应力分布,根据Mohr-Coulomb准则判断底板塑性区分布。新建模型考虑了不同底板岩性及其组合条件,理论计算得到的底板破坏深度比传统方法更符合实际,建立不同的软硬互层采场底板模型,分析了岩体的软硬性质对采场底板应力分布和破坏特征的影响。研究结果表明,硬岩底板对支承压力具有降低和扩散作用,降低作用减小了底板深处应力,有效地抑制了采场底板破坏深度;扩散作用加大了下卧岩层的应力影响范围,导致下卧岩层破坏范围增加,软岩底板由于其承载能力弱,会加剧底板应力的集中程度,导致底板岩层的破坏深度和范围都大大增加。 展开更多
关键词 应力分布 传递矩阵 软硬互层 底板破坏特征 FOURIER变换
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浅埋深近距离煤层矿压及覆岩运动规律研究 被引量:42
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作者 任艳芳 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第7期11-14,共4页
为解决浅埋深近距离煤层下位工作面外错巷道矿压显现强烈的问题,采用现场实测、理论分析和数值模拟的方法,对浅埋深近距离煤层巷道及工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:外错巷道围岩塑性破坏严重,实测最大片帮深度达3 m,部分煤块... 为解决浅埋深近距离煤层下位工作面外错巷道矿压显现强烈的问题,采用现场实测、理论分析和数值模拟的方法,对浅埋深近距离煤层巷道及工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:外错巷道围岩塑性破坏严重,实测最大片帮深度达3 m,部分煤块崩落喷出,给掘进施工带来了严重的安全隐患,造成此现象主要原因是巷道位于上覆煤柱应力集中区,并承载了煤柱附近基本顶离层区的载荷;内错巷道位于基本顶离层区下,矿压显现不明显;12.77 m的砂质泥岩直接顶可对工作面采空区进行有效充填,工作面矿压显现程度缓和。 展开更多
关键词 近距离煤层 应力集中 矿压显现 内错巷道 外错巷道
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基于Schwarz交替法求解分析浅埋近距离煤层开采覆岩结构演化规律 被引量:13
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作者 李磊 李寿君 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第2期27-37,共11页
我国西部地区有着丰富的浅埋近距离赋存条件的煤炭资源,其特点是煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,覆盖层为含水砂层。该类型矿井工作面开采一旦波及到含水砂层,工作面将产生涌水溃砂等灾害事故。为了预防此类矿山灾害问题,通过弹性力学... 我国西部地区有着丰富的浅埋近距离赋存条件的煤炭资源,其特点是煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,覆盖层为含水砂层。该类型矿井工作面开采一旦波及到含水砂层,工作面将产生涌水溃砂等灾害事故。为了预防此类矿山灾害问题,通过弹性力学和复变函数理论建立了近距离煤层开采扰动的"无限平面双矩形孔口"理论力学模型,并对其覆岩结构演化规律进行了深入研究。主要研究结果为:(1)基于弹性力学和Schwarz交替法推导了煤层重复开采扰动覆岩应力场理论公式,并采用理论解析方法对不同中间岩层厚度下覆岩应力场分布规律和破坏范围进行了分析研究。研究表明:覆岩内水平应力σx整体呈"X"型分布,顶底板岩层处于拉应力状态,左右两侧呈椭圆形分布;当中间岩层厚度为20 m时,工作面上方岩层处于拉应力状态,极值拉应力为0.82 MPa,覆岩破坏区达到58 m。与上煤层开采引起的32 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的覆岩破坏范围明显增大;(2)灵露煤矿Ⅱ2-1和Ⅱ3煤层开采相似材料模拟结果表明:整个中间岩层发生破坏,与上煤层开采引起的35 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的裂缝带发育高度明显增大,达到61 m。下煤层采动造成了原上覆岩层裂缝带的二次发育。相似材料模拟试验验证了该理论解析方法的可行性。研究成果对浅埋煤层安全高效开采和可持续性发展具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 近距离煤层 覆岩结构 理论解析 平面双矩形孔口模型 SCHWARZ交替法
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三峡库区软硬互层岩质滑坡变形机制分析——以云阳向城小学滑坡为例 被引量:4
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作者 吴瑞安 魏云杰 冀承蕾 《灾害学》 CSCD 北大核心 2018年第2期212-217,共6页
三峡库区云阳县向城小学滑坡自2011年来一直持续变形,其稳定性及变形发展趋势密切关系到坡体上居民的生命财产和长江航道的安全。基于现场调查和工程地质勘察,详细介绍了滑坡发育特征;采用X射线衍射和电镜扫描分析了泥岩软弱夹层的矿物... 三峡库区云阳县向城小学滑坡自2011年来一直持续变形,其稳定性及变形发展趋势密切关系到坡体上居民的生命财产和长江航道的安全。基于现场调查和工程地质勘察,详细介绍了滑坡发育特征;采用X射线衍射和电镜扫描分析了泥岩软弱夹层的矿物组分和微观结构,并结合室内试验探究其膨胀性和崩解性;从岩体建造特征、构造影响以及外动力作用等方面分析了滑坡的变形失稳机制。研究表明:向城小学滑坡为软硬互层结构的岩质滑坡,其稳定性主要受泥岩演化而成的软弱夹层控制,其变形破坏模式为蠕滑-拉裂-剪断式;软弱夹层主要粘土矿物为伊利石和伊利石-蒙脱石混层矿物,具较好的亲水性和一定的不稳定性,崩解性较好,微观结构以片状结构为主,部分呈层状定向排列;构造作用和岩体的建造特征对滑坡的形成演化起到控制性作用,降雨和库水位升降变化的耦合作用对滑坡变形发展起到促进作用。 展开更多
关键词 岩质滑坡 软硬互层 变形失稳机制 三峡库区 向城小学滑坡
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高埋深软硬岩互层地质条件下敞开式TBM岩爆段施工方法研究 被引量:9
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作者 张照太 游胜 +2 位作者 丰光亮 陈竹 陈炳瑞 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2019年第5期843-850,共8页
基于喜马拉雅山区域某软硬岩性互层地质条件下的深埋隧洞工程,为解决该区域TBM施工过程中的岩爆问题,统计分析了TBM施工过程中的岩爆特征;在施工过程中开展了多种岩爆规避试验,形成了一套较完整的有针对性的施工方法:1)岩爆风险巡查常态... 基于喜马拉雅山区域某软硬岩性互层地质条件下的深埋隧洞工程,为解决该区域TBM施工过程中的岩爆问题,统计分析了TBM施工过程中的岩爆特征;在施工过程中开展了多种岩爆规避试验,形成了一套较完整的有针对性的施工方法:1)岩爆风险巡查常态化;2)超前地质预报和超前处理措施相结合;3)支护材料和支护方式合理化;4)掘进参数动态调整。在后续的施工中加以应用,取得了较好的效果,可以为类似地质条件下的安全施工提供参考。 展开更多
关键词 深埋隧洞 软硬互层 敞开式 TBM 岩爆 风险巡查 超前地质预报 超前处理 初期支护
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供水管道水平定向钻穿越航道关键技术研究——以闽江水平定向钻穿越工程为例 被引量:8
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作者 焦广宇 陈杨 +2 位作者 曹良 闫雪峰 马保松 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期46-55,共10页
为解决福州市琅岐岛供水不足问题而建设的塘坂引水工程琅岐支线(马尾段)供水管道,横跨穿越闽江航道,该管道内径为1 200 mm,长度为1 934 m,管材采用Q345B钢管。为减少该工程施工对现有地面设施的破坏并保证闽江主航路畅通,采用水平定向... 为解决福州市琅岐岛供水不足问题而建设的塘坂引水工程琅岐支线(马尾段)供水管道,横跨穿越闽江航道,该管道内径为1 200 mm,长度为1 934 m,管材采用Q345B钢管。为减少该工程施工对现有地面设施的破坏并保证闽江主航路畅通,采用水平定向钻穿越施工法进行施工。本工程穿越地层为岩石与淤泥质黏土软硬交替地层,采用我国自主研发的新型2 000 t级电驱动水平定向钻机,应用新型的KY-100水平定向钻磁靶导向定位系统,并采用国际先进的双钻机对接穿越施工工艺,确保工程顺利实施;同时为了克服该工程穿越地层复杂、人工磁场铺设困难、穿越距离长、入出土点易冒浆等一系列工程技术难题,采取了双层套管、壁钩打捞及套洗钻具解卡等技术手段对钻杆弯曲、断裂等孔内事故进行了处理,提高了施工工效,减小了定向钻施工对地面设施和环境的影响。该相关技术经验可为类似工程的安全施工提供数据和技术支撑。 展开更多
关键词 供水管道 软硬交替地层 水平定向钻 穿越航道 磁靶导向定位系统 闽江穿越工程
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THE KARST IN QINLING MOUNTAIN AREA, SHAANXI
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作者 Liu ZaihuaThe Institute of Karst Geology,China 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 1992年第S1期159-166,共8页
This excursion will take two days: the first day is for the trip from Xi’an to Zhashui; and the second day for visiting the peak-cluster depression and the outlet of Yudong Underground Stream below it in Heigou, Zhen... This excursion will take two days: the first day is for the trip from Xi’an to Zhashui; and the second day for visiting the peak-cluster depression and the outlet of Yudong Underground Stream below it in Heigou, Zhengan County, 展开更多
关键词 outlet visiting saturation strata STIRRING KARST carbonate rock mentioned alternate
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