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深部超大断面分选硐室群布置方式优化研究
被引量:
9
1
作者
刘学生
王新
+2 位作者
谭云亮
PUREV Lkhamsuren
宋世琳
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期32-39,共8页
为满足井下分选和就地充填要求,井下往往需要密集布置多条硐室,其布置方式对硐室群围岩控制影响重大,是硐室群设计的重要内容。以新巨龙煤矿-800 m水平煤矸分离硐室群为背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合,较系统地探讨了硐...
为满足井下分选和就地充填要求,井下往往需要密集布置多条硐室,其布置方式对硐室群围岩控制影响重大,是硐室群设计的重要内容。以新巨龙煤矿-800 m水平煤矸分离硐室群为背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合,较系统地探讨了硐室群围岩稳定性影响因素,并运用FLAC软件建立数值计算模型,获得了不同布置方式时硐室间距对围岩变形破坏影响规律。随着硐室间距增大,相邻硐室围岩相互影响逐渐减小,同层位布置时最优间距约为15 m,错层位布置时约为18 m。采取同层位布置且硐室间距为15 m时,围岩应力集中区域主要位于硐室交叉处,应力峰值为35 MPa,围岩最大变形量为43 mm,塑性破坏区宽度约为5 m,硐室间存在约5 m见方的弹性承载岩柱。现场工程中4条硐室采用同层位“井字型”布置方式,间距为15~89 m,实践表明:硐室群围岩变形主要集中在硐室成型初期,且以硐室中部变形最大,约为26 mm,围岩整体稳定性好。研究成果可为深埋硐室群布置方式设计及参数优化等提供参考。
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关键词
超大断面
硐室群
硐室布置
深部围岩
高应力
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职称材料
隧道衬砌渗漏水病害模型试验系统的研制及应用
被引量:
20
2
作者
高成路
李术才
+4 位作者
林春金
李利平
周宗青
刘聪
孙尚渠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期1614-1622,共9页
随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深...
随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深条件下隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究。该系统由可拓展模型试验台架、地应力模拟加载装置、地下水模拟加载装置、多场信息实时监测装置和衬砌渗漏水实时量测装置等组成,利用油压千斤顶和多功能加载水泵,采用分级加载方式可对隧道不同埋深进行模拟。将该系统应用于隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究,通过对渗漏水量、渗压和位移等信息进行分析,揭示了不同埋深条件下穿越交叉断层隧道衬砌渗漏水病害的演化规律,并对堵排结合治理方案进行了初步研究,验证了排水对降低衬砌渗漏水量的积极作用,试验结果与运营期开元隧道衬砌渗漏水病害工程实例吻合良好,证明该系统稳定可靠,其研究方法及结果可为相关工程提供一定的参考。
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关键词
交叉断层
运营隧道
衬砌渗漏水
模型试验
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职称材料
隧道突涌水机制与渗透破坏灾变过程模拟研究
被引量:
45
3
作者
周宗青
李利平
+4 位作者
石少帅
刘聪
高成路
屠文锋
王美霞
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期3621-3631,共11页
针对岩体渐进破坏和充填体渗透失稳两种典型突涌水灾害,阐述了动力扰动、开挖卸荷与高水压三者联合作用下岩体渐进破裂机制,以及高渗透压作用下充填体"变强度-变渗透性-变黏度"的渗透破坏机制。针对渗透破坏突涌水的变黏度机...
针对岩体渐进破坏和充填体渗透失稳两种典型突涌水灾害,阐述了动力扰动、开挖卸荷与高水压三者联合作用下岩体渐进破裂机制,以及高渗透压作用下充填体"变强度-变渗透性-变黏度"的渗透破坏机制。针对渗透破坏突涌水的变黏度机制,采用DEM-CFD耦合计算方法,开展了流体黏度对渗透破坏机制影响的定性模拟研究,分析了流体黏度对平均接触力、流量(流速)、孔隙率、颗粒运移过程、运移轨迹以及临界水力梯度的影响规律。结果表明,低黏度条件下的临界水力梯度比高黏度条件下的要小,换言之,低黏度条件下充填体更容易发生渗透破坏;平均接触力对水力梯度临界值的响应最为敏感,而流量难以准确反映该信息。从渗透破坏突涌水的变黏度机制这单一角度出发(不考虑渗透性增大的影响),随着黏性介质流入水体,流体黏度会增大,但流动速度会降低,两者共同作用下反而阻碍了渗透破坏过程的发展。最后,采用DEM-CFD计算方法,对工程尺度突涌水过程进行了模拟,再现了突涌水优势通道的形成与扩展过程,并指出了实现突涌水灾变机制模拟所需解决的参数选取与定量分析难题。
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关键词
突涌水灾害
灾变机制
流体黏度
渗透破坏
DEM-CFD
数值模拟
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职称材料
题名
深部超大断面分选硐室群布置方式优化研究
被引量:
9
1
作者
刘学生
王新
谭云亮
PUREV Lkhamsuren
宋世琳
机构
山东科技大学
能源与矿业工程学院
山东科技大学山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
蒙古
科技
大学
地质与采矿学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期32-39,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174122,52074168)
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0604703)。
文摘
为满足井下分选和就地充填要求,井下往往需要密集布置多条硐室,其布置方式对硐室群围岩控制影响重大,是硐室群设计的重要内容。以新巨龙煤矿-800 m水平煤矸分离硐室群为背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合,较系统地探讨了硐室群围岩稳定性影响因素,并运用FLAC软件建立数值计算模型,获得了不同布置方式时硐室间距对围岩变形破坏影响规律。随着硐室间距增大,相邻硐室围岩相互影响逐渐减小,同层位布置时最优间距约为15 m,错层位布置时约为18 m。采取同层位布置且硐室间距为15 m时,围岩应力集中区域主要位于硐室交叉处,应力峰值为35 MPa,围岩最大变形量为43 mm,塑性破坏区宽度约为5 m,硐室间存在约5 m见方的弹性承载岩柱。现场工程中4条硐室采用同层位“井字型”布置方式,间距为15~89 m,实践表明:硐室群围岩变形主要集中在硐室成型初期,且以硐室中部变形最大,约为26 mm,围岩整体稳定性好。研究成果可为深埋硐室群布置方式设计及参数优化等提供参考。
关键词
超大断面
硐室群
硐室布置
深部围岩
高应力
Keywords
super large section
chamber group
chamber layout
deep surrounding rock
high stress
分类号
TD354 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
隧道衬砌渗漏水病害模型试验系统的研制及应用
被引量:
20
2
作者
高成路
李术才
林春金
李利平
周宗青
刘聪
孙尚渠
机构
山东
大学
岩土与结构工程研究中心
长江水利委员会长江科学院水利
部
岩土力学与工程
重点
实验室
山东科技大学山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第4期1614-1622,共9页
基金
国家自然科学基金项目(No.51709159
No.51679131)
+3 种基金
中国博士后科学基金资助项目(No.2017T100492
No.2017M612273)
长江科学院开放研究基金资助项目(No.CKWV2018468/KY)
山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(No.MDPC201802)~~
文摘
随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深条件下隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究。该系统由可拓展模型试验台架、地应力模拟加载装置、地下水模拟加载装置、多场信息实时监测装置和衬砌渗漏水实时量测装置等组成,利用油压千斤顶和多功能加载水泵,采用分级加载方式可对隧道不同埋深进行模拟。将该系统应用于隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究,通过对渗漏水量、渗压和位移等信息进行分析,揭示了不同埋深条件下穿越交叉断层隧道衬砌渗漏水病害的演化规律,并对堵排结合治理方案进行了初步研究,验证了排水对降低衬砌渗漏水量的积极作用,试验结果与运营期开元隧道衬砌渗漏水病害工程实例吻合良好,证明该系统稳定可靠,其研究方法及结果可为相关工程提供一定的参考。
关键词
交叉断层
运营隧道
衬砌渗漏水
模型试验
Keywords
crossed faults
operational tunnel
lining water leakage disease
model test
分类号
U457.2 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
隧道突涌水机制与渗透破坏灾变过程模拟研究
被引量:
45
3
作者
周宗青
李利平
石少帅
刘聪
高成路
屠文锋
王美霞
机构
山东
大学
齐鲁交通学院
山东
大学
长江水利委员会长江科学院
山东科技大学
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期3621-3631,共11页
基金
国家自然科学基金(No.51709159,No.51911530214)
山东省重点研发计划(No.2019GSF111030)
+1 种基金
长江科学院开放研究基金资助项目(No.CKWV2018468/KY)
山东省矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(No.MDPC201802)。
文摘
针对岩体渐进破坏和充填体渗透失稳两种典型突涌水灾害,阐述了动力扰动、开挖卸荷与高水压三者联合作用下岩体渐进破裂机制,以及高渗透压作用下充填体"变强度-变渗透性-变黏度"的渗透破坏机制。针对渗透破坏突涌水的变黏度机制,采用DEM-CFD耦合计算方法,开展了流体黏度对渗透破坏机制影响的定性模拟研究,分析了流体黏度对平均接触力、流量(流速)、孔隙率、颗粒运移过程、运移轨迹以及临界水力梯度的影响规律。结果表明,低黏度条件下的临界水力梯度比高黏度条件下的要小,换言之,低黏度条件下充填体更容易发生渗透破坏;平均接触力对水力梯度临界值的响应最为敏感,而流量难以准确反映该信息。从渗透破坏突涌水的变黏度机制这单一角度出发(不考虑渗透性增大的影响),随着黏性介质流入水体,流体黏度会增大,但流动速度会降低,两者共同作用下反而阻碍了渗透破坏过程的发展。最后,采用DEM-CFD计算方法,对工程尺度突涌水过程进行了模拟,再现了突涌水优势通道的形成与扩展过程,并指出了实现突涌水灾变机制模拟所需解决的参数选取与定量分析难题。
关键词
突涌水灾害
灾变机制
流体黏度
渗透破坏
DEM-CFD
数值模拟
Keywords
water inrush disasters
mechanism
fluid viscosity
seepage failure
DEM-CFD
numerical simulation
分类号
TU411 [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
深部超大断面分选硐室群布置方式优化研究
刘学生
王新
谭云亮
PUREV Lkhamsuren
宋世琳
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
隧道衬砌渗漏水病害模型试验系统的研制及应用
高成路
李术才
林春金
李利平
周宗青
刘聪
孙尚渠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
20
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
隧道突涌水机制与渗透破坏灾变过程模拟研究
周宗青
李利平
石少帅
刘聪
高成路
屠文锋
王美霞
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
45
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职称材料
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