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基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性
被引量：
17
1
作者
张明
姜福兴
+4 位作者
李家卓
焦振华
胡浩
舒凑先
高化军
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期705-714,共10页
采前煤柱稳定性研究是工作面冲击危险性评估和开采方案设计的关键。以山东某矿深井巨厚砾岩条件工作面开采遗留煤柱为背景,采用案例调研、理论分析、数值模拟和工程实践等方法,对巨厚岩层-煤柱协同变形机制及其煤柱稳定性进行了研究,建...
采前煤柱稳定性研究是工作面冲击危险性评估和开采方案设计的关键。以山东某矿深井巨厚砾岩条件工作面开采遗留煤柱为背景,采用案例调研、理论分析、数值模拟和工程实践等方法,对巨厚岩层-煤柱协同变形机制及其煤柱稳定性进行了研究,建立了巨厚岩层-煤柱协同变形的简化力学模型,探讨了引起煤柱变形的主要应力来源和变形形式,推导了在协同变形条件下煤柱的应力-应变关系。以此为基础,综合煤柱煤体应力、围岩稳定性和变形特征等条件,提出了煤柱整体失稳的力学判据。研究结果表明:巨厚岩层-煤柱失稳诱发冲击与煤柱的位置、尺寸和上覆岩层运动或变形关系密切,上覆岩层运动或变形是诱发煤柱失稳的动力因素;巨厚岩层-煤柱的变形主要包括受集中力F压迫的协同挠曲压缩变形和受集中力G作用的重力沉降变形,二者保持内在协调性;巨厚岩层下煤柱整体失稳的工程判据为煤柱煤体平均支承应力p超过其平均极限支承强度R_c(p≥R_c);评估得到遗留的50 m煤柱具有强冲击危险性,并通过优化开采设计,取得了良好的效果。该研究成果对相似条件煤柱留设及其稳定性分析具有参考意义。
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关键词
巨厚岩层
煤柱稳定性
协同变形
失稳判据
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职称材料
基于不同方向模量损失率的含瓦斯煤各向异性渗透模型
被引量：
4
2
作者
亓宪寅
李家卓
王威
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期635-643,共9页
煤是自然界中一种常见的沉积岩,它具有显著的各向异性特征。然而目前针对煤体渗透特性研究,多数学者为了简化问题,多假设煤体为各向同性材料,提出了相应的各向同性渗透模型。这类模型并不能完全反映含瓦斯煤气-固耦合真实工程和室内试...
煤是自然界中一种常见的沉积岩,它具有显著的各向异性特征。然而目前针对煤体渗透特性研究,多数学者为了简化问题,多假设煤体为各向同性材料,提出了相应的各向同性渗透模型。这类模型并不能完全反映含瓦斯煤气-固耦合真实工程和室内试验的实际情况。假设煤体为横观各向同性,推导出以不同方向模量损失率为关键参数的煤体各向异性渗透模型,在此基础上,推导出含瓦斯煤的气-固耦合控制方程,并植入Comsol计算平台,系统研究煤体各向异性对气体扩散和渗透的影响。理论和数值研究结果表明:不同方向的模量损失率R_i反映出煤体结构各向异性变化程度,若R_i不同,其煤体各方向渗透特性也不相同;煤体渗透率的改变主要受解吸附效应和有效应力作用双重影响,R_i反映了这两种效应对于渗透率的影响程度;单轴应变或位移控制边界条件下,水平方向的模量损失率R_1对于垂直方向的煤体渗透率改变量△k_z的影响程度大于对水平方向的煤体渗透率改变量△k_x的影响程度,垂直方向模量损失率R_3对△k_z的影响则弱于对于△k_x的影响。
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关键词
含瓦斯煤
弹性模量损失率
解吸附效应
渗透模型
各向异性
气-固耦合
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职称材料
题名
基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性
被引量：
17
1
作者
张明
姜福兴
李家卓
焦振华
胡浩
舒凑先
高化军
机构
安徽理工大学
省
部
共建
深部
煤矿
采
动
响应与
灾害
防控
国家
重点
实验室
(
筹
)
北京科技
大学
土木与资源工程学院
枣庄矿业集团高庄煤业有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期705-714,共10页
基金
国家重点研发计划项目(No.2016YFC0801408
No.2017YFC0804202)
+3 种基金
国家自然科学基金项目(No.51574008
No.51674014
No.51634001)
深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室开放基金项目(No.KLDCMERDPC17107)~~
文摘
采前煤柱稳定性研究是工作面冲击危险性评估和开采方案设计的关键。以山东某矿深井巨厚砾岩条件工作面开采遗留煤柱为背景,采用案例调研、理论分析、数值模拟和工程实践等方法,对巨厚岩层-煤柱协同变形机制及其煤柱稳定性进行了研究,建立了巨厚岩层-煤柱协同变形的简化力学模型,探讨了引起煤柱变形的主要应力来源和变形形式,推导了在协同变形条件下煤柱的应力-应变关系。以此为基础,综合煤柱煤体应力、围岩稳定性和变形特征等条件,提出了煤柱整体失稳的力学判据。研究结果表明:巨厚岩层-煤柱失稳诱发冲击与煤柱的位置、尺寸和上覆岩层运动或变形关系密切,上覆岩层运动或变形是诱发煤柱失稳的动力因素;巨厚岩层-煤柱的变形主要包括受集中力F压迫的协同挠曲压缩变形和受集中力G作用的重力沉降变形,二者保持内在协调性;巨厚岩层下煤柱整体失稳的工程判据为煤柱煤体平均支承应力p超过其平均极限支承强度R_c(p≥R_c);评估得到遗留的50 m煤柱具有强冲击危险性,并通过优化开采设计,取得了良好的效果。该研究成果对相似条件煤柱留设及其稳定性分析具有参考意义。
关键词
巨厚岩层
煤柱稳定性
协同变形
失稳判据
Keywords
thick rock strata stability of coal pillar coordination deformation instability criterion
分类号
TD821 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
基于不同方向模量损失率的含瓦斯煤各向异性渗透模型
被引量：
4
2
作者
亓宪寅
李家卓
王威
机构
长江
大学
岩土力学与工程研究中心
安徽理工大学
省
部
共建
深部
煤矿
采
动
响应与
灾害
防控
国家
重点
实验室
(
筹
)
安徽理工大学
能源与安全学院
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程
国家
重点
试验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第2期635-643,共9页
基金
国家重点研发计划(No.2017YFC0804202)
深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室开放基金(No.KLDCMERDPC17105)~~
文摘
煤是自然界中一种常见的沉积岩,它具有显著的各向异性特征。然而目前针对煤体渗透特性研究,多数学者为了简化问题,多假设煤体为各向同性材料,提出了相应的各向同性渗透模型。这类模型并不能完全反映含瓦斯煤气-固耦合真实工程和室内试验的实际情况。假设煤体为横观各向同性,推导出以不同方向模量损失率为关键参数的煤体各向异性渗透模型,在此基础上,推导出含瓦斯煤的气-固耦合控制方程,并植入Comsol计算平台,系统研究煤体各向异性对气体扩散和渗透的影响。理论和数值研究结果表明:不同方向的模量损失率R_i反映出煤体结构各向异性变化程度,若R_i不同,其煤体各方向渗透特性也不相同;煤体渗透率的改变主要受解吸附效应和有效应力作用双重影响,R_i反映了这两种效应对于渗透率的影响程度;单轴应变或位移控制边界条件下,水平方向的模量损失率R_1对于垂直方向的煤体渗透率改变量△k_z的影响程度大于对水平方向的煤体渗透率改变量△k_x的影响程度,垂直方向模量损失率R_3对△k_z的影响则弱于对于△k_x的影响。
关键词
含瓦斯煤
弹性模量损失率
解吸附效应
渗透模型
各向异性
气-固耦合
Keywords
coal containing methane elastic modulus reduction ratio desorption effects permeability model anisotropic gas-solid coupling
分类号
O319.56 [理学—一般力学与力学基础]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性
张明
姜福兴
李家卓
焦振华
胡浩
舒凑先
高化军
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
17
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于不同方向模量损失率的含瓦斯煤各向异性渗透模型
亓宪寅
李家卓
王威
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
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职称材料
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