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大柳塔52606工作面沿空留巷围岩走向非均匀破坏机制研究
被引量：
4
1
作者
迟国铭
周海丰
+2 位作者
李刚
石占山
王巍
《煤炭工程》
北大核心
2024年第1期49-56,共8页
大柳塔煤矿沿空留巷工作面混凝土墙及煤柱受力变形与煤层埋深呈现明显相关性,为获取埋深影响留巷侧围岩非均匀破坏的机制,以52606工作面开采为背景,采用相似材料模拟实验和理论分析的方法对岩层垮落结构及应力分布规律进行研究。结果表...
大柳塔煤矿沿空留巷工作面混凝土墙及煤柱受力变形与煤层埋深呈现明显相关性,为获取埋深影响留巷侧围岩非均匀破坏的机制,以52606工作面开采为背景,采用相似材料模拟实验和理论分析的方法对岩层垮落结构及应力分布规律进行研究。结果表明,埋深增加,对应的周期来压步由10 m逐渐增加至约20 m。支承压力应力升高区范围增加,应力集中系数增加,应力峰值位置距离工作面距离减少。工作面顶板裂隙密度增加,不利于在埋深大区域形成支撑结构,不利于留巷稳定。埋深较大的终采线侧垮落角为34°,埋深较小的开切眼侧垮落角为43°。垮落角减小悬臂结构长度增加,破碎围岩支撑力减弱导致埋深大区域巷道发生大变形。
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关键词
沿空留巷
埋深
相似模拟
覆岩裂隙
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职称材料
高强度采动地裂缝形成与演化规律及减损方法
被引量：
1
2
作者
李晓斌
李全生
+6 位作者
何富连
张村
韩鹏华
张勇
任赵鹏
张传玖
武洋
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期518-529,共12页
神东矿区高强度开采造成覆岩和地表损伤严重,威胁矿区生态安全。科学认识地裂缝演化规律和采动覆岩-地表损伤传导机理是实现井下安全减损开采、含水层自修复与地表生态环境治理的关键。综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和物理模拟...
神东矿区高强度开采造成覆岩和地表损伤严重,威胁矿区生态安全。科学认识地裂缝演化规律和采动覆岩-地表损伤传导机理是实现井下安全减损开采、含水层自修复与地表生态环境治理的关键。综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和物理模拟等手段,首先分析了工作面矿压规律、覆岩结构特征和地裂缝宽度变化规律。然后考虑周期来压大小和覆岩结构特征,详细阐明了地裂缝宽度的动态发育过程呈“M”型双峰形态,深刻揭示了地裂缝产生机制。最后从工作面、覆岩和地表3个方面提出了采动损伤系统减损方法。研究表明,双关键层结构工作面存在大小周期来压,亚关键层破断影响小周期来压,主关键层失稳控制大周期来压,大周期来压步距为小周期来压步距的2~4倍,大周期来压载荷为小周期来压载荷的1.07~1.13倍;中部动态裂缝呈“双峰”分布,具有自修复现象,边缘裂缝呈“单峰”分布,对地表破坏性更严重;加快推进速度可减弱采动损伤程度、加快顶板下沉速度;从关键岩块回转下沉方面解释了中部动态地裂缝张开—闭合—张开—闭合演化过程;揭示了高强度开采导致压力拱结构失稳是地裂缝产生的根本原因;提出了推进速度优化、注浆成拱减损与地裂缝分区治理的系统减损方法。研究成果为煤炭规模化开采与生态环境保护相协调发展提供了理论与技术支撑。
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关键词
现场监测
关键层
地裂缝
推进速度
减损方法
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职称材料
循环应力损伤对煤体I型动态断裂特性的影响
被引量：
3
3
作者
张传玖
李果
+2 位作者
任建慧
姚士茂
李宣良
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2024年第2期25-35,共11页
为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m...
为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m,较静态煤断裂参数分别提高了1.38倍与1.26倍;经循环应力损伤后煤试件的平均静态KIC值为0.219 MPa·m^(1/2),平均静态GC为44.26 N/m,较原始煤试件分别降低了12.05%与16.74%;平均动态KIC为0.279 MPa·m^(1/2),平均动态GC为52.72 N/m,与原始煤试件冲击断裂试验结果相比,分别降低了20.90%与21.30%。试验结果表明,循环应力对煤体的动静态断裂力学参数均具有劣化影响,且煤试件动态断裂力学参数的劣化程度更高,证明煤体动态断裂行为对循环应力损伤作用更加敏感。同时,原始及循环应力损伤后煤试件动态断裂破坏的分形维数分别为1.32与1.21,即原始煤试件在冲击载荷作用下断裂破碎的更加复杂,冲击动力学显现的更加充分。此外,基于黏聚裂纹模型的煤体I型动态断裂数值计算结果与试验结果相符,表明黏聚裂纹模型能够对煤体动态断裂过程进行有效表征。研究成果可为具为相似特性的煤体提供参考。
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关键词
冲击载荷
断裂韧度
分形维数
黏聚裂纹模型
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职称材料
题名
大柳塔52606工作面沿空留巷围岩走向非均匀破坏机制研究
被引量：
4
1
作者
迟国铭
周海丰
李刚
石占山
王巍
机构
国能
神
东
煤炭集团
有限责任公司
大柳塔煤矿
辽宁工程
技术
大学矿业学院
国能神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院
出处
《煤炭工程》
北大核心
2024年第1期49-56,共8页
文摘
大柳塔煤矿沿空留巷工作面混凝土墙及煤柱受力变形与煤层埋深呈现明显相关性,为获取埋深影响留巷侧围岩非均匀破坏的机制,以52606工作面开采为背景,采用相似材料模拟实验和理论分析的方法对岩层垮落结构及应力分布规律进行研究。结果表明,埋深增加,对应的周期来压步由10 m逐渐增加至约20 m。支承压力应力升高区范围增加,应力集中系数增加,应力峰值位置距离工作面距离减少。工作面顶板裂隙密度增加,不利于在埋深大区域形成支撑结构,不利于留巷稳定。埋深较大的终采线侧垮落角为34°,埋深较小的开切眼侧垮落角为43°。垮落角减小悬臂结构长度增加,破碎围岩支撑力减弱导致埋深大区域巷道发生大变形。
关键词
沿空留巷
埋深
相似模拟
覆岩裂隙
Keywords
gob-side entry retaining
burial depth
similar simulation
overburden fissure
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
高强度采动地裂缝形成与演化规律及减损方法
被引量：
1
2
作者
李晓斌
李全生
何富连
张村
韩鹏华
张勇
任赵鹏
张传玖
武洋
机构
北京低碳清洁能源
研究院
煤炭
开采水资源保护与利用全国重点实验室
国家能源投资
集团
有限责任公司
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
国能神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院
出处
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024年第S2期518-529,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52404109)
国家重点研发计划资助项目(2023YFF1306000)
中国博士后面上基金资助项目(2023M733778)。
文摘
神东矿区高强度开采造成覆岩和地表损伤严重,威胁矿区生态安全。科学认识地裂缝演化规律和采动覆岩-地表损伤传导机理是实现井下安全减损开采、含水层自修复与地表生态环境治理的关键。综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和物理模拟等手段,首先分析了工作面矿压规律、覆岩结构特征和地裂缝宽度变化规律。然后考虑周期来压大小和覆岩结构特征,详细阐明了地裂缝宽度的动态发育过程呈“M”型双峰形态,深刻揭示了地裂缝产生机制。最后从工作面、覆岩和地表3个方面提出了采动损伤系统减损方法。研究表明,双关键层结构工作面存在大小周期来压,亚关键层破断影响小周期来压,主关键层失稳控制大周期来压,大周期来压步距为小周期来压步距的2~4倍,大周期来压载荷为小周期来压载荷的1.07~1.13倍;中部动态裂缝呈“双峰”分布,具有自修复现象,边缘裂缝呈“单峰”分布,对地表破坏性更严重;加快推进速度可减弱采动损伤程度、加快顶板下沉速度;从关键岩块回转下沉方面解释了中部动态地裂缝张开—闭合—张开—闭合演化过程;揭示了高强度开采导致压力拱结构失稳是地裂缝产生的根本原因;提出了推进速度优化、注浆成拱减损与地裂缝分区治理的系统减损方法。研究成果为煤炭规模化开采与生态环境保护相协调发展提供了理论与技术支撑。
关键词
现场监测
关键层
地裂缝
推进速度
减损方法
Keywords
field monitoring
key layer
ground fissures
advancement speed
damage reduction method
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
循环应力损伤对煤体I型动态断裂特性的影响
被引量：
3
3
作者
张传玖
李果
任建慧
姚士茂
李宣良
机构
国能
神
东
煤炭集团
有限责任公司
布尔台煤矿
国能神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2024年第2期25-35,共11页
文摘
为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m,较静态煤断裂参数分别提高了1.38倍与1.26倍;经循环应力损伤后煤试件的平均静态KIC值为0.219 MPa·m^(1/2),平均静态GC为44.26 N/m,较原始煤试件分别降低了12.05%与16.74%;平均动态KIC为0.279 MPa·m^(1/2),平均动态GC为52.72 N/m,与原始煤试件冲击断裂试验结果相比,分别降低了20.90%与21.30%。试验结果表明,循环应力对煤体的动静态断裂力学参数均具有劣化影响,且煤试件动态断裂力学参数的劣化程度更高,证明煤体动态断裂行为对循环应力损伤作用更加敏感。同时,原始及循环应力损伤后煤试件动态断裂破坏的分形维数分别为1.32与1.21,即原始煤试件在冲击载荷作用下断裂破碎的更加复杂,冲击动力学显现的更加充分。此外,基于黏聚裂纹模型的煤体I型动态断裂数值计算结果与试验结果相符,表明黏聚裂纹模型能够对煤体动态断裂过程进行有效表征。研究成果可为具为相似特性的煤体提供参考。
关键词
冲击载荷
断裂韧度
分形维数
黏聚裂纹模型
Keywords
impulse load
fracture toughness
fractal dimension
cohesive crack model
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
大柳塔52606工作面沿空留巷围岩走向非均匀破坏机制研究
迟国铭
周海丰
李刚
石占山
王巍
《煤炭工程》
北大核心
2024
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
高强度采动地裂缝形成与演化规律及减损方法
李晓斌
李全生
何富连
张村
韩鹏华
张勇
任赵鹏
张传玖
武洋
《煤炭学报》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
循环应力损伤对煤体I型动态断裂特性的影响
张传玖
李果
任建慧
姚士茂
李宣良
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2024
3
在线阅读
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职称材料
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