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矿山压力对煤矿瓦斯涌出影响实验分析及其控制 被引量：17
1
作者 何满潮 任晓龙 +2 位作者 宫伟力 张晓虎 王春光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期7-13,共7页
为了在室内再现工作面煤岩瓦斯涌出量随开采过程矿山压力变化的响应过程,利用自主研发的温度-压力耦合气体运移实验系统,进行了应力状态改变下的气体解吸-运移室内模拟实验。实验中在恒温条件下对煤样进行单轴压缩破坏和施加围压两个应... 为了在室内再现工作面煤岩瓦斯涌出量随开采过程矿山压力变化的响应过程,利用自主研发的温度-压力耦合气体运移实验系统,进行了应力状态改变下的气体解吸-运移室内模拟实验。实验中在恒温条件下对煤样进行单轴压缩破坏和施加围压两个应力变化过程,实验全过程实时监测逸出气体压力、流量,并抽样检测气体浓度和成分。实验结果表明逸出气体压力和流量随应力状态变化相应明显:气体在样品破坏和围压降低瞬间出现了负压现象;逸出气体流量与应力状态变化呈近似正相关规律且流量变化略滞后于应力状态改变。结合现场经验提出了以"短壁梁理论"为基础的110工法的矿山压力控制对策,以唐山沟8820工作面液压支架压力监测情况为例展示了其对周期来压的控制效果。 展开更多
关键词 矿山压力 瓦斯涌出 煤岩 气体逸出 110工法
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孤岛工作面动力灾害预防控制方法研究 被引量：5
2
作者 郝建 徐明伟 +3 位作者 吴文兵 张志敏 程洪良 胡克峰 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期976-980,共5页
为研究孤岛工作面安全开采方法,理论分析其动力灾害多发的岩层运动及应力条件,并提出其安全开采的准则。认为只要合理设计开采参数,就可以避免孤岛工作面动力灾害的发生。分析表明:孤岛工作面长度大于相邻工作面支承压力影响范围之和时... 为研究孤岛工作面安全开采方法,理论分析其动力灾害多发的岩层运动及应力条件,并提出其安全开采的准则。认为只要合理设计开采参数,就可以避免孤岛工作面动力灾害的发生。分析表明:孤岛工作面长度大于相邻工作面支承压力影响范围之和时,孤岛工作面支承压力无法叠加,工作面较安全;相邻工作面长度大于关键层断裂步距时,覆岩关键层可充分塌垮,孤岛工作面无动压冲击危险;在稳定的内应力场开掘回采巷道时,回采巷道无冲击危险。 展开更多
关键词 孤岛工作面 动力灾害 支承压力 关键层 内应力场
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煤裂隙粗糙度和开度对注水渗流影响的实验研究 被引量：1
3
作者 王刚 陈雪畅 +2 位作者 陈昊 隆清明 刘义鑫 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期92-101,共10页
【目的】煤层注水是矿井除尘、防治煤与瓦斯突出和冲击地压等灾害的关键技术措施,而裂隙粗糙度、开度等形态特征对煤层注水效果具有显著影响。【方法】借助砂纸和聚酰亚胺高温胶带制备了含有不同粗糙度和开度裂隙的煤样,利用激光光谱共... 【目的】煤层注水是矿井除尘、防治煤与瓦斯突出和冲击地压等灾害的关键技术措施,而裂隙粗糙度、开度等形态特征对煤层注水效果具有显著影响。【方法】借助砂纸和聚酰亚胺高温胶带制备了含有不同粗糙度和开度裂隙的煤样,利用激光光谱共聚焦显微镜精准计算裂隙粗糙度参数,测试裂隙煤样渗流量。【结果和结论】结果表明,表面高度偏差Ha、表面最大高度Hz和三维形貌分形维数Ds可以作为表征煤剖面粗糙程度的参数。煤体渗流量随Ha、Hz和Ds的升高呈指数降低趋势,随着剖面粗糙度从4.69提高到18.43,裂隙内的渗流量最高下降84.42%。裂隙开度在60~90μm时其粗糙度对渗流的阻碍效果达到最高,此后粗糙单元阻碍效果开始减弱,裂隙开度在渗流过程占据主导作用。煤体渗流量随裂隙开度的升高呈指数升高的趋势,裂隙开度由30μm提高到150μm,裂隙渗流量最高可增大355.88倍。通过对裂隙开度和粗糙度与渗流量关系的深入探究,明确了两者在煤层注水过程中的关键作用机制,强调在煤层注水实践中应充分考虑裂隙形态特征,依据不同的裂隙开度和粗糙度情况合理选择注水方式,以实现煤层注水效果的有效提升。 展开更多
关键词 煤 裂隙开度 裂隙粗糙度 裂隙粗糙度表征 渗流量 矿井除尘
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高温后砂岩真三轴加卸载力学特性演化规律 被引量：1
4
作者 王刚 郑金叶 +3 位作者 刘义鑫 祝清傲 杨宝东 范玉林 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期124-136,共13页
煤炭地下气化、地热能开采过程中的高温环境及应力场的变化对岩石的力学性质及强度特征均会产生影响,对高温处理后的岩石在不同三轴应力作用下的强度和力学性质变化的研究,在地下工程实际应用中有着非常重要的作用。基于真三轴应力下煤... 煤炭地下气化、地热能开采过程中的高温环境及应力场的变化对岩石的力学性质及强度特征均会产生影响,对高温处理后的岩石在不同三轴应力作用下的强度和力学性质变化的研究,在地下工程实际应用中有着非常重要的作用。基于真三轴应力下煤岩水力润湿范围动态监测试验系统,开展不同温度不同三轴应力条件下砂岩的加卸载试验,分析高温后砂岩的变形特征、强度特征及能量变化规律,研究温度及三轴应力对砂岩宏观强度的影响。结果表明:砂岩的破坏以脆性破坏为主,不同温度砂岩的破坏面均沿着垂直最小主应力的方向形成,破裂角随温度的升高而增大,且趋近于垂直;砂岩的承载能力随温度的升高呈现先增强后减弱的趋势,600℃时,承载能力达到最大,1 000℃时最小;温度对砂岩的弹性模量、变形模量等变形参数的影响较为明显,三轴应力对变形参数影响相对较小;砂岩变形参数与温度大致呈负相关趋势,砂岩变形参数与三轴应力大致呈正相关趋势;1 000℃时,砂岩的弹性模量、变形模量和峰值强度均最小,极限应变最大;砂岩加卸载过程中能量密度变化趋势与峰值强度大致相同,其中弹性能占输入能比例较高对砂岩破坏影响较大;结合砂岩的矿物成分、孔裂隙结构及孔隙率的变化情况,发现砂岩的宏观强度变化与微观的结构变化表现一致。 展开更多
关键词 砂岩 热损伤 真三轴 变形特征 强度劣化
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动载下含内部裂隙类岩体力学响应与能量耗散规律
5
作者 蒋力帅 杨一鸣 +3 位作者 赵阳 李皓哲 吴琦 彭晓涵 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期137-150,共14页
深部巷道围岩中煤、泥岩、砂岩等常见岩石强度较低、裂隙发育,在深部复杂力学环境下易发生动力灾害,研究内部裂隙特征对岩体的动力学响应及能量耗散规律对明晰动力灾害的发生具有重要意义。为研究内部裂隙倾角、裂隙分布对类岩体动态力... 深部巷道围岩中煤、泥岩、砂岩等常见岩石强度较低、裂隙发育,在深部复杂力学环境下易发生动力灾害,研究内部裂隙特征对岩体的动力学响应及能量耗散规律对明晰动力灾害的发生具有重要意义。为研究内部裂隙倾角、裂隙分布对类岩体动态力学响应与能量耗散规律的影响,通过砂型3D打印制备含内部裂隙的类岩体试样,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)对试样进行动态压缩试验,使用高速摄像机观察裂纹发育情况,并结合能量耗散原理和分形理论分析其动力破坏特性。研究结果表明:随着内部裂隙倾角角度增加,类岩体试样动态峰值应力和动态弹性模量先减小后增大,均在30°时最低;随着裂隙数量的增多,垂直分布裂隙对试样的动态峰值应力影响大于水平分布裂隙;试样破坏的能量耗散随裂隙倾角角度增加呈现先减小后增加的规律,裂隙倾角较小时,松散充填物的存在会加剧应力波衰减,使能量耗散增加,随裂隙倾角增加,充填物对试样的能量耗散影响逐渐减小;相同裂隙倾角下,随裂隙数量的增加,垂直分布裂隙试样能量耗散小于水平分布裂隙,与试样动态峰值应力呈正相关;随着裂隙倾角的增大,试样的分形维数先增加后减小,30°裂隙倾角时试样的破碎程度最大,试样的分形维数最大;裂隙数量的增多使试样破碎块度逐渐均匀,试样的分形维数呈现增大趋势。研究结果揭示了内部裂隙对岩体动力学特性及能量耗散的影响规律,为采用砂型3D打印技术开展复杂内部裂隙岩体动力学试验提供了重要基础,对进一步了解实际工程中深部软岩巷道围岩破裂失稳机理具有重要意义。 展开更多
关键词 动力荷载 砂型3D打印 内部裂隙 动态力学特性 能量耗散 分形维数
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三轴压缩及峰后循环荷载下轴向孔洞砂岩力学及渗流特性影响研究
6
作者 张培森 方家鑫 +5 位作者 裴海伦 许大强 鞠照强 王洪伟 李霄 赵铭 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期178-186,共9页
为探究峰后循环荷载作用对含轴向孔洞缺陷岩体力学、渗透性的影响,明确工程重复扰动对缺陷底板岩体突水的影响规律,基于岩石自适应多场耦合试验仪,开展了20 MPa围压下孔径为5、10、15、20 mm轴向孔洞砂岩峰后循环荷载试验研究。研究结... 为探究峰后循环荷载作用对含轴向孔洞缺陷岩体力学、渗透性的影响,明确工程重复扰动对缺陷底板岩体突水的影响规律,基于岩石自适应多场耦合试验仪,开展了20 MPa围压下孔径为5、10、15、20 mm轴向孔洞砂岩峰后循环荷载试验研究。研究结果表明:常规三轴压缩阶段,岩石渗透率随岩石内部裂隙的闭合、发育对应出现减小、增大的情况。5 mm孔径孔洞岩石脆性破坏特征明显,10、15、20 mm孔径孔洞岩石呈间歇性破坏形式,孔洞影响了岩石破坏特征。峰后循环阶段,岩石渗透率变化随轴压、围压作用呈规律性循环,循环卸载阶段岩石渗透率出现快速上升和快速下降现象。循环加卸载使岩石产生累积损伤,岩石循环承载能力随孔洞孔径增大而降低,峰后循环加卸载下含孔洞岩石渗流通道扩张总量大于渗流通道岩石颗粒堆积堵塞总量。含孔洞岩石破坏形式仍为贯通剪切破坏,循环荷载使次生剪切裂纹发育,且随孔洞孔径增大,裂纹发育程度越大,岩石破坏模式趋于复杂。 展开更多
关键词 岩石力学 峰后循环荷载 孔洞岩石 力学特性 渗流特性
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综放工作面粉尘场与雾滴场耦合关系的实验研究 被引量：40
7
作者 周刚 程卫民 +1 位作者 王刚 崔向飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1660-1664,共5页
为了得到综放工作面雾滴场与其捕获的粉尘场之间的定量关系,根据模拟综放工作面通风风速的封闭式实验箱,设计了由供水系统、供风系统、测粒系统、测压系统、测尘系统、发尘系统等组成的综放工作面粉尘场与雾滴场耦合关系测试实验平台。... 为了得到综放工作面雾滴场与其捕获的粉尘场之间的定量关系,根据模拟综放工作面通风风速的封闭式实验箱,设计了由供水系统、供风系统、测粒系统、测压系统、测尘系统、发尘系统等组成的综放工作面粉尘场与雾滴场耦合关系测试实验平台。采用三维激光多普勒粒子动态分析仪对包括直射喷嘴、单式离心喷嘴、混合式离心喷嘴等目前煤矿普遍使用的六大类压力喷嘴进行了尘雾场耦合实验,即在风机开启时,分别测定释放尘源前后的雾滴粒径,利用Matlab数值分析方法,得到了雾滴粒径在[40,65]、[65,100]、[100,160]μm等3个区间内无尘液滴平均粒径与其捕获尘粒平均粒径之间的拟和函数表达式。提出针对呼吸性粉尘的雾滴最佳捕尘粒径应为[15,70]μm,实现了对喷雾降尘理论的改进与完善。 展开更多
关键词 综放工作面 粉尘场 雾滴场 耦合实验 释放尘源 捕尘粒径
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采场上覆关键层破断角的力学推导和实验模拟 被引量：23
8
作者 许斌 蒋金泉 +1 位作者 代进 郑朋强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期599-606,共8页
为研究采场上覆关键层破断角,基于弹性力学和岩体力学,建立采场上覆关键层破断的梁力学模型,推导得出关键层破断角的计算公式,并通过物理模拟实验进行公式合理性和可靠性的验证。结果表明:(1)理论计算关键层破断角的变化范围为57.5°... 为研究采场上覆关键层破断角,基于弹性力学和岩体力学,建立采场上覆关键层破断的梁力学模型,推导得出关键层破断角的计算公式,并通过物理模拟实验进行公式合理性和可靠性的验证。结果表明:(1)理论计算关键层破断角的变化范围为57.5°~71.0°,实验模拟破断角为50°~70°,理论计算结果与实验模拟结果吻合较好,说明理论推导关键层破断角的计算公式具有较高合理性和可靠性;(2)关键层破断角公式说明,关键层破断角与关键层的内摩擦角、抗拉强度、容重、弹性模量、关键层厚度和上覆载荷层的弹性模量、容重和厚度有关。对某一采场覆岩,关键层破断角的变化主要受关键层自身厚度和载荷层厚度的影响;(3)关键层厚度与载荷层厚度比值h/h'<1.5时,关键层破断角随h/h'的增大而减小,载荷层厚度变化对破断角的影响程度大于岩层厚度变化的影响;(4)当h/h'>1.5时,载荷层厚度增大引起关键层破断角减小,关键层厚度增大引起关键层破断角减小,两者对关键层破断角的影响作用相同,关键层厚度变化对关键层破断角的影响程度大于载荷层厚度变化的影响;(5)当h/h'=4时,关键层厚度变化与载荷层厚度变化对破断角的影响程度相同。 展开更多
关键词 覆岩 关键层 破断角 力学研究 实验研究
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综放工作面表面活性剂抑尘实验与应用研究 被引量：10
9
作者 刘伟 程卫民 +3 位作者 于岩斌 周刚 刘党辉 董彬 《矿业安全与环保》 北大核心 2012年第6期1-3,6,共4页
为了解决综放工作面高浓度粉尘问题,通过对表面活性剂抑尘机理的分析,结合相同条件下不同表面活性剂及复配试剂的接触角、表面张力测定实验,优选出使用方便、抑尘效果好、价格低廉的新型复配抑尘剂,并利用风流增压式液体定量混合装置实... 为了解决综放工作面高浓度粉尘问题,通过对表面活性剂抑尘机理的分析,结合相同条件下不同表面活性剂及复配试剂的接触角、表面张力测定实验,优选出使用方便、抑尘效果好、价格低廉的新型复配抑尘剂,并利用风流增压式液体定量混合装置实现表面活性剂的定量动态混合。实践表明,该复配抑尘剂对工作面粉尘尤其是呼吸性粉尘有较好的抑尘效果。 展开更多
关键词 综放工作面 表面活性剂 抑尘 接触角 表面张力
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青岛地铁太延区间爆破振动控制及影响评价 被引量：17
10
作者 王仁涛 王成虎 +2 位作者 江英豪 宋凯 周宜 《爆破》 CSCD 北大核心 2015年第3期139-145,共7页
城市浅埋隧道下穿建筑物的爆破施工应加强爆破振动控制。针对青岛地铁3号线太延区间段隧道下穿青岛疗养区供应公司,埋深为7.4 m、围岩IV^V级、地下水丰富等特点,结合先前其他区间段隧道施工经验,对该区段隧道施工进行专项爆破振动控制... 城市浅埋隧道下穿建筑物的爆破施工应加强爆破振动控制。针对青岛地铁3号线太延区间段隧道下穿青岛疗养区供应公司,埋深为7.4 m、围岩IV^V级、地下水丰富等特点,结合先前其他区间段隧道施工经验,对该区段隧道施工进行专项爆破振动控制设计。通过采用大直径中空直眼掏槽和减小单段最大起爆药量,合理布置炮孔间排距、优化爆破网路,对爆破振动速度进行控制。对地上建筑物振动实时监测,爆破振速满足2 cm/s的爆破振速控制标准,振动峰值速度在砖混结构建筑物顶层存在放大效应。此爆破振动控制方案取得了良好的爆破振速控制效果和工程、社会效益,可为类似城市浅埋隧道施工提供参照意义。 展开更多
关键词 浅埋隧道 爆破开挖 振动控制 振动监测
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低温氮气对褐煤孔隙结构与氧化特性的影响规律
11
作者 解树亮 王刚 +2 位作者 屈庆栋 刘浩 孙路路 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期169-180,共12页
【目的】在矿井防灭火工作中,采空区注常温氮气仅能起到惰化作用,而液氮制备工艺复杂、成本高,因此,新疆乌东煤矿采用氮气冷却装置,制备了−40℃、气态的低温氮气注入采空区预防遗煤自燃,但低温氮气对于采空区遗煤的孔隙结构与氧化特性... 【目的】在矿井防灭火工作中,采空区注常温氮气仅能起到惰化作用,而液氮制备工艺复杂、成本高,因此,新疆乌东煤矿采用氮气冷却装置,制备了−40℃、气态的低温氮气注入采空区预防遗煤自燃,但低温氮气对于采空区遗煤的孔隙结构与氧化特性的影响规律尚不清楚,易影响低温氮气停注后采空区遗煤二次氧化的预测预报。【方法】采用3D超景深与激光光谱共聚焦实验、氮气吸附实验和程序升温实验,研究低温氮气处理后煤的表面形貌、孔隙结构和氧化特性参数变化。【结果和结论】经低温氮气处理后,煤样的表面结构被破坏,并随着低温氮气处理时间的增加,网状孔隙结构的发育更为显著;煤样表面出现明显的起伏现象,各点高度算术平均高度由9.5621μm逐渐增加至21.9045μm,增长1.29倍,所有高低起伏之间差值的平均值由81.3210μm增长至193.1465μm,增长1.36倍;低温氮气主要影响了煤样微孔与介孔的分布,尤其是2~4 nm的介孔,随处理时间增长,微孔呈现先增加后减少的趋势,介孔呈现先减少后增多的趋势,总孔容增大了0.0043 cm^(3)/g,其中2~10 nm介孔贡献最大,煤样BET比表面积升高了0.0493 m^(2)/g;在低温氮气处理条件下,煤样氧化过程中CO产生量、放热强度、耗氧速率均显著增加,并随着处理时间增加,增长量增大,CO产生量最高增长了5.02×万μL/L,耗氧速率增加了2.33×10^(−8)mol/(cm^(3)·s),最大放热强度增加了2.25×10^(−2)J/(cm^(3)·s),煤样的氧化反应特征温度降低。研究表明,低温氮气会破坏煤的孔隙结构,增强氧化性能,即使采空区注入−40℃低温氮气时,其惰化和降温的宏观主导作用能有效抑制煤自燃,若停注后氧气恢复,低温氮气的微观副作用导致处理过的煤自燃倾向比处理前更高,加剧二次氧化强度。 展开更多
关键词 煤自燃 低温氮气 表面形貌 孔隙结构 氧化特性
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顶板离层水突涌模式及预防技术模拟研究 被引量：11
12
作者 张文泉 王在勇 +3 位作者 吴欣焘 邵建立 雷煜 吴绪南 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期217-224,231,共9页
为预防顶板离层水突涌产生的安全事故,提出了部分充填方案进行模拟研究。首先通过现有资料总结分析全国发生的多种离层水害事故,深入研究离层积水致灾模式;然后以陕西某矿首采区1307工作面的离层水害事故为例,分析其水文地质条件、上部... 为预防顶板离层水突涌产生的安全事故,提出了部分充填方案进行模拟研究。首先通过现有资料总结分析全国发生的多种离层水害事故,深入研究离层积水致灾模式;然后以陕西某矿首采区1307工作面的离层水害事故为例,分析其水文地质条件、上部含水层和离层水突涌的关系,利用3DEC数值软件模拟工作面顶板离层空间发育特征;最后根据该矿的实际情况,提出部分充填开采方式预防离层水突涌的技术措施,并对该矿的部分充填方案进行优化模拟研究。研究结果表明:根据发生条件的不同将离层水突涌划分为5种模式,离层积水过程分为初始积水期、积水至满期和裂隙扩展期;在保持充填率不变的情况下,随着走向采宽和充填宽度的同时同量增加,充填体对上覆岩层支撑作用逐渐增强,离层下部隔水层出现两侧应力增大现象,最佳部分充填方案为采宽80 m,充填宽度80 m,为顶板离层水害的预防提供新的思路。 展开更多
关键词 离层水突涌模式 数值模拟 部分充填 优化 预防
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深部沿空巷道巷旁支护失稳机制与降能控制方法 被引量：8
13
作者 刘学生 李学斌 +4 位作者 谭云亮 范德源 倪萍 解成成 宋虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期485-500,共16页
侧向基本顶断裂下沉引起的巷旁支护体能量积聚及其突发释放是导致深部沿空巷道围岩失稳破坏的根源之一。以山东泰安孙村煤矿千米埋深工作面开采为工程背景,利用UDEC离散元数值模拟软件获得了实际工程条件下沿空巷道围岩能量演化规律,以... 侧向基本顶断裂下沉引起的巷旁支护体能量积聚及其突发释放是导致深部沿空巷道围岩失稳破坏的根源之一。以山东泰安孙村煤矿千米埋深工作面开采为工程背景,利用UDEC离散元数值模拟软件获得了实际工程条件下沿空巷道围岩能量演化规律,以及巷旁支护体宽度、侧向基本顶厚度和断裂长度等因素对沿空巷道围岩能量演化规律影响特征。在此基础上,基于顶板横向断裂边缘的弧形三角板结构,建立了沿空巷道侧向顶板结构力学模型,分析了不同采动阶段巷旁支护体的力学状态,揭示了侧向基本顶断裂下沉引起支护体动力失稳机理,获得了支护体发生动力失稳的能量判据N,并以此为指标提出了“降低外部冲击能量+改变内部承载性能”的巷旁支护体稳定性降能控制方法。当N≥1时,支护体内积聚的弹性变形能与侧向基本顶断裂所带来的新增变形能之和大于支护体完全破碎需要消耗的能量,支护体内部弹性能积聚较大,自承载能力发挥不足,支护体将发生动力失稳;反之,当N<1时,支护体不会发生动力失稳现象。现场实践表明,所建立的动力失稳能量判据与实际结果相吻合,采用降能控制方法后,沿空巷道顶底板移近量、两帮移近量最大值分别114和123 mm,锚索受力相对值最终稳定为50 kN左右,巷旁充填体冲击破坏现象基本消除,稳定性明显提高,控制效果显著。 展开更多
关键词 深部 沿空巷道 侧向基本顶 巷旁支护体 能量判据 降能控制
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综放采场顶板透水压力异常规律预测及控制研究 被引量：5
14
作者 彭林军 宋振骐 +1 位作者 张东峰 周光华 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第3期57-60,共4页
以兖州矿业集团济三煤矿6301工作面5次透水压力异常规律为研究对象,采用理论分析、力学建模及现场观测的方法,通过采场上覆岩层的矿压变化规律预测和现场实测,得出老顶裂断是造成顶板透水事故的主要原因。同时对综采支架的工况进行了分... 以兖州矿业集团济三煤矿6301工作面5次透水压力异常规律为研究对象,采用理论分析、力学建模及现场观测的方法,通过采场上覆岩层的矿压变化规律预测和现场实测,得出老顶裂断是造成顶板透水事故的主要原因。同时对综采支架的工况进行了分析,掌握了顶板异常压力的变化规律,建立了顶板控制力学模型,制订了综采支架的控制准则,并提出防止透水及顶板压力异常的控制措施,从而为类似条件的矿井安全高效开采提供理论依据。 展开更多
关键词 综放采场 矿压异常 透水预测 控制技术
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轴流式通风机噪声控制技术研究 被引量：5
15
作者 王恒 李杨杨 《煤炭工程》 北大核心 2013年第9期101-102,106,共3页
文章结合数值模拟、工业测试等,对以新型材料为主材料的轴流式通风机消声器的空气动力性、适用性进行了研究。研究结果表明:①以改良型类似于玻璃钢新型材料为主材料的消声器具有防腐、质量轻的特点,同时吸音效果较好;②通过ANSYS软件... 文章结合数值模拟、工业测试等,对以新型材料为主材料的轴流式通风机消声器的空气动力性、适用性进行了研究。研究结果表明:①以改良型类似于玻璃钢新型材料为主材料的消声器具有防腐、质量轻的特点,同时吸音效果较好;②通过ANSYS软件对能量转换型消声器内部流场的流体流动进行数值模拟,得出气流通过消声器时,动压会减少,静压会增加,但动压减少量不等于静压增加量,在消声器几何尺寸不变情况下,速度越大,消声器压力损失量越大,消声器的阻力损失随着穿孔率的增大而增加;③该种消声器的安装对于风机正常运转影响极小,但降噪效果显著。 展开更多
关键词 矿用风机 噪声控制 新型材料 数值模拟 工业测试
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大采高综放动压巷道窄煤柱沿空掘巷围岩控制 被引量：29
16
作者 彭林军 宋振骐 +4 位作者 周光华 侯树宏 何维胜 郝建 李安 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期34-43,共10页
为研究大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷动压巷道矿压控制问题,以宁煤集团羊场湾煤矿2-2特厚煤层130205大采高综放工作面回风巷为工程背景,在原巷道留设35 m护巷煤柱全断面锚索支护已无法维护采掘巷道断面条件下进行窄煤柱研究。采用现... 为研究大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷动压巷道矿压控制问题,以宁煤集团羊场湾煤矿2-2特厚煤层130205大采高综放工作面回风巷为工程背景,在原巷道留设35 m护巷煤柱全断面锚索支护已无法维护采掘巷道断面条件下进行窄煤柱研究。采用现场实测、数值模拟和理论预测3者相结合的研究方法,建立了巷道围岩内、外应力场力学结构模型,运用FLAC3D模拟回风巷道5、6、8、10、15 m不同宽度煤柱围岩应力分布规律。理论计算内应力场为9.5~10.3 m,窄煤柱合理宽度为5.14~5.56 m;数值模拟显示0~10 m为低应力区,10~14 m为应力峰值区,14~45 m为应力高值区、缓降区,超过45 m后逐渐趋于原岩应力,煤柱内的支承压力呈单峰分布,通过研究确定护巷煤柱尺寸为6 m。经现场应用得出,6 m窄煤柱回风巷道回采期间两帮最大变形量为241 mm,顶底板最大变形量为92 mm,巷道支护设计合理,窄煤柱注浆效果显著,窄煤柱巷道回采期间整体满足生产要求。 展开更多
关键词 大采高 综放开采 窄煤柱沿空掘巷 动压巷道
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浅埋隧道下穿高压给水管道微振动控制研究 被引量：5
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作者 王晓鹏 王海亮 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2016年第3期61-66,共6页
为减小区间隧道爆破作业对地下高压给水管道的扰动,需对其进行微振动控制。针对青岛地铁某区间隧道下穿DN1200高压给水管道,最近距离仅为8.9m、围岩Ⅳ~Ⅴ级的特点,结合爆破施工经验,进行了微振动爆破控制专项设计。通过选用大直径中空... 为减小区间隧道爆破作业对地下高压给水管道的扰动,需对其进行微振动控制。针对青岛地铁某区间隧道下穿DN1200高压给水管道,最近距离仅为8.9m、围岩Ⅳ~Ⅴ级的特点,结合爆破施工经验,进行了微振动爆破控制专项设计。通过选用大直径中空孔直眼掏槽、合理选择爆破参数,对爆破振动进行有效控制。同时,对爆破振动进行动态监测,分析爆破振动影响。结果表明：在进尺为750mm时,选用150mm直径中空孔,环形布置掏槽眼,分炮次起爆的情况下,可将振速控制在1cm/s以下,达到良好的减振效果,为类似工程提供了参考。 展开更多
关键词 爆破 直眼掏槽 微振动控制 高压管道 近距离
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加卸载煤体损伤-渗透特性影响因素实验研究 被引量：3
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作者 徐超 秦亮亮 +2 位作者 李晓敏 杨港 孙浩石 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第3期280-289,共10页
深部煤层开采过程中,多重因素影响着煤体损伤-渗透特性。为揭示采动煤体损伤-渗透特性演化规律,开展了不同工程条件代表的恒围压加轴压(路径1)、恒轴压卸围压(路径2)和同时加轴压卸围压(路径3)3种力学路径下煤体损伤-渗透实验,分析加卸... 深部煤层开采过程中,多重因素影响着煤体损伤-渗透特性。为揭示采动煤体损伤-渗透特性演化规律,开展了不同工程条件代表的恒围压加轴压(路径1)、恒轴压卸围压(路径2)和同时加轴压卸围压(路径3)3种力学路径下煤体损伤-渗透实验,分析加卸载方式、轴压加载速率、围压卸荷速率以及围压等因素对型煤煤体损伤-渗透特性的影响规律。结果表明,不同加卸载方式显著影响着试样损伤程度,按严重程度排序依次是:路径1<路径2<路径3;试样的抗压强度随加卸载速率的增高而较快达到,损伤程度和渗透率增幅却随之增高;随着围压的增高,损伤的时间响应变慢,渗透率最终恢复程度降低,煤体的损伤、渗透特性具有显著的围压效应。能量累计量随时间的变化呈指数函数关系,损伤扩容后相对渗透率k/k_(0)呈幂函数关系。 展开更多
关键词 含瓦斯煤 损伤扩容 渗透率 加卸载方式 加卸载速率 围压
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深部沿空巷道锚固围岩破坏失稳能量驱动机理 被引量：9
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作者 刘学生 王新 +3 位作者 谭云亮 李学斌 杨生龙 裴洪喜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1819-1833,共15页
深部沿空巷道受侧向顶板断裂所产生的动载影响,锚固围岩易产生大变形,甚至破坏失稳。以山东省孙村煤矿31120工作面上平巷为工程背景,首先采用YTJ20型岩层探测记录仪获得了锚固顶板裂隙发育规律及以脆性张裂破坏为主的破坏方式。然后,通... 深部沿空巷道受侧向顶板断裂所产生的动载影响,锚固围岩易产生大变形,甚至破坏失稳。以山东省孙村煤矿31120工作面上平巷为工程背景,首先采用YTJ20型岩层探测记录仪获得了锚固顶板裂隙发育规律及以脆性张裂破坏为主的破坏方式。然后,通过相似材料模拟试验方法获得了深部沿空巷道侧向顶板前期、过渡期和后期3个运动阶段典型特征,并分析了不同阶段锚固围岩破裂演化及能量释放规律;其中过渡期运动阶段锚固围岩内部应力、变形量急剧增大,裂隙发育明显,能量释放显著,对沿空巷道锚固围岩稳定性影响最大。最后,构建了侧向顶板断裂运动下沿空巷道结构力学模型,给出了锚固围岩输入能量与可抵抗能量定量计算方法,揭示了侧向顶板断裂诱发锚固围岩破坏失稳能量驱动机理,并定义了失稳能量判据,即当作用在沿空巷道锚固围岩上的能量大于锚固围岩可抵抗能量时,将发生破坏失稳。进一步地,提出了锚固围岩失稳风险等级划分方法和相应地控制技术,计算结果表明,31120工作面沿空巷道锚固围岩失稳风险等级为中风险。采取加强支护措施后,沿空巷道顶底板及两帮移近量分别减小35.47%和35.71%,锚索受力减小23.43%,变形速度明显降低,锚固围岩能量积聚程度减小。 展开更多
关键词 沿空巷道 侧向顶板 锚固围岩 能量驱动机理
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应力-渗流耦合作用下不同卸荷路径对砂岩损伤特性及能量演化规律的影响研究 被引量：8
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作者 张培森 许大强 +3 位作者 颜伟 张晓乐 董宇航 赵铭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期325-339,共15页
岩体灾害发生的本质是能量驱动下的一种失稳现象,受开挖卸荷扰动影响导致的岩体结构破裂失稳是诱发采场突水等动力灾害的主要原因之一。为探究开挖卸荷过程对岩体结构破裂的影响,明晰围岩劣化损伤规律及突水等动力灾害孕育机制,针对应力... 岩体灾害发生的本质是能量驱动下的一种失稳现象,受开挖卸荷扰动影响导致的岩体结构破裂失稳是诱发采场突水等动力灾害的主要原因之一。为探究开挖卸荷过程对岩体结构破裂的影响,明晰围岩劣化损伤规律及突水等动力灾害孕育机制,针对应力-渗流耦合因素影响下岩石损伤特性及能量演化规律研究较少的特点,采用Rock Top多场耦合试验仪,在应力-渗流耦合作用下对砂岩开展了常规三轴(C组)、不同初始损伤程度常规卸围压(W组)及循环加卸围压(X组)3种应力路径下的岩石损伤特性及能量演化规律试验研究。试验结果表明:岩石能量演化规律与应力-应变曲线具有明显相关性,基于岩石弹性应变能演化特征,将常规三轴压缩(C组)下岩石应力-应变曲线分为5个阶段,并对每个阶段U_(1)、U_(3)、U_(e)、U_(d)及渗透率变化特点进行了详细阐释(U_(e)为弹性应变能,U_(d)为耗散能,U_(1)为轴向应力对岩石做正功转化的岩石应变能,U_(3)为做负功所释放的应变能);常规卸围压过程中,U_(1)、U_(3)演化规律与C组岩石基本一致,但U_(3)负增长更为显著,岩石输入能逐渐从以U_(e)为主导转变为以U_(d)为主导,初始损伤程度对该规律无明显影响,卸围压过程中渗透率呈波动上升趋势,围压与渗透率呈负相关;循环加卸围压过程中,各能量演化规律与W组岩石基本一致,仅因时间效应而导致能量积累量存有差异。整体来看,无论何种应力路径,峰前阶段岩石均以U_(e)为主导,以能量存储为主,峰后阶段则以能量释放及耗散为主,轴向应力加载是U_(e)得以快速积累的主要影响因素,围压改变不足以引起U_(e)发生较大变化,轴向载荷作用为工程致灾的主要影响因素。此外,岩石损伤变量与围压存在明显负相关,围压越大,岩石U_(e)释放比例越小,岩石损伤越小,围压束缚作用可有效提高岩石储能能力并抑制岩石能量的耗散与释放。 展开更多
关键词 岩石力学 应力-渗流耦合 卸荷路径 损伤特性 能量演化
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