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预制孔洞煤样冲击力学特性及能量耗散试验研究
被引量：
4
1
作者
何杰
吴拥政
+1 位作者
孙卓越
李军臣
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期92-103,共12页
为研究冲击载荷下预制孔洞煤样力学特性及能量耗散规律,制备含轴向孔洞的直径50 mm,高50 mm圆柱体煤样,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,开展8个孔洞尺寸和3个冲击气压水平的加载试验研究,借助平面场应变测量技术(VIC-2D)和高速摄像机...
为研究冲击载荷下预制孔洞煤样力学特性及能量耗散规律,制备含轴向孔洞的直径50 mm,高50 mm圆柱体煤样,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,开展8个孔洞尺寸和3个冲击气压水平的加载试验研究,借助平面场应变测量技术(VIC-2D)和高速摄像机,分析了冲击加载过程中试件动态应力、动态应变、裂纹演化、破坏失效及能量耗散特性。结果表明:①在试验涉及的孔洞直径范围内,冲击载荷下完整与孔洞煤样动态应力-应变过程均呈现微裂隙压密阶段、弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段。同一冲击气压下,随孔径增大,煤样动态抗压强度、动态峰值应变均降低;孔径由0增大至8 mm时,煤样动态抗压强度和峰值应变下降出现快-慢分区特征。与完整煤样以拉伸裂纹破坏为主不同,孔洞煤样主要以拉伸裂纹-剪切裂纹复合破坏为主,且随着孔径增加,试件内部裂纹扩展能力变弱。②揭示了冲击载荷下孔洞煤样的能量耗散规律:孔洞煤样透射能、吸收能与孔径呈负相关,反射能与孔径呈正相关,这主要由孔洞改变试件过波面积造成。随孔径增大,煤样过波面积降低,其吸收能和透射能随之降低,与冲击载荷下孔洞煤样破碎度与孔径负相关结论相一致。研究成果有利于明晰冲击地压巷道钻孔卸压机理,为冲击地压防治提供理论支持。
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关键词
岩石动力学
分离式霍普金森压杆
孔洞
力学特性
能量耗散
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职称材料
混凝土支柱与锚杆(索)联合支护系统应用研究
被引量：
6
2
作者
胡滨
王志超
张晓
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期91-98,共8页
为进一步提高综采工作面末采回撤速度、降低搬家费用,采用理论计算、数值模拟、现场试验相结合的方法对混凝土支柱配合预掘回撤通道锚杆(索)联合支护系统在工作面末采期间的应用进行了研究分析。研究结果表明:双排布置250个直径800 mm...
为进一步提高综采工作面末采回撤速度、降低搬家费用,采用理论计算、数值模拟、现场试验相结合的方法对混凝土支柱配合预掘回撤通道锚杆(索)联合支护系统在工作面末采期间的应用进行了研究分析。研究结果表明:双排布置250个直径800 mm混凝土支柱可以替代垛式支架实现对主回撤通道的外部有效支护,但需做好支柱接顶处理工作;当工作面回采至剩余煤柱宽10 m时,回撤通道两侧煤体及混凝土支柱出现明显的垂直应力集中,当工作面与主回撤通道贯通时,4种不同布置方案下支柱最大压应力可达30.45 MPa,最大拉应力可达0.60 MPa,靠近工作面侧支柱受力明显大于远离工作面侧,且靠近工作面侧支柱易出现不同程度的塑性破坏状态,尤其是支柱接顶板、接底板部分段更易出现剪切变形而发生失稳破坏。综合模拟结果、施工工序、施工成本等因素,井下试验选择采用间距1.8 m、排距2 m布置方案,试验结果表明混凝土支柱与锚杆(索)联合支护系统可以有效控制回撤通道顶板下沉,混凝土支柱依靠接顶高密度板的变形让压而保持较好的完整性,充分保证了设备回撤空间,为类似条件下工作面设备回撤提供工程借鉴。
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关键词
混凝土支柱
预掘回撤通道
联合支护
垛式支架
锚杆(索)
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职称材料
预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用
被引量：
16
3
作者
张占涛
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期99-105,共7页
为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索...
为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用;以晋城煤业集团有限公司某矿33042巷9号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明:靠近巷道表面围岩,围岩变形大于锚索,锚固体表面剪应力指向巷道自由面,在围岩深部,围岩变形小于锚索,锚固体剪应力指向围岩深处,两侧剪应力相反,锚固体轴向拉力沿锚索长度方向呈曲线变化,且在中性点处最大;在未受采动影响下,普通锚索与预应力全长注浆锚索支护巷道变形趋势相同,巷道开挖初期变形剧烈,之后趋于平缓,锚索受力均匀、工作状态平稳,预应力全长注浆锚索相比端锚锚索能够减少顶底板移近量50%;采动影响期间,预应力全长注浆锚索支护下,顶底板移近量和两帮移近量分别比端锚锚索减少21.1%和22.1%,锚索受力普遍增加,且变动不大,未出现锚索破断现象;预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显优势且能够很好地解决复合顶板巷道受剪切作用导致锚索破断的问题。
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关键词
预应力全长注浆锚索
中性点
受力特征
围岩变形
锚索支护
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职称材料
题名
预制孔洞煤样冲击力学特性及能量耗散试验研究
被引量：
4
1
作者
何杰
吴拥政
孙卓越
李军臣
机构
煤炭科学研究总院有限公司开采研究分院
中煤科工
开采
研究
院
有限公司
天地科技股份
有限公司
开采
设计事业部
煤炭科学研究总院
煤炭
智能
开采
与岩层控制全国重点实验室
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期92-103,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174080)
天地科技股份有限公司科技创新创业专项资助项目(2021-TD-MS011)。
文摘
为研究冲击载荷下预制孔洞煤样力学特性及能量耗散规律,制备含轴向孔洞的直径50 mm,高50 mm圆柱体煤样,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,开展8个孔洞尺寸和3个冲击气压水平的加载试验研究,借助平面场应变测量技术(VIC-2D)和高速摄像机,分析了冲击加载过程中试件动态应力、动态应变、裂纹演化、破坏失效及能量耗散特性。结果表明:①在试验涉及的孔洞直径范围内,冲击载荷下完整与孔洞煤样动态应力-应变过程均呈现微裂隙压密阶段、弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段。同一冲击气压下,随孔径增大,煤样动态抗压强度、动态峰值应变均降低;孔径由0增大至8 mm时,煤样动态抗压强度和峰值应变下降出现快-慢分区特征。与完整煤样以拉伸裂纹破坏为主不同,孔洞煤样主要以拉伸裂纹-剪切裂纹复合破坏为主,且随着孔径增加,试件内部裂纹扩展能力变弱。②揭示了冲击载荷下孔洞煤样的能量耗散规律:孔洞煤样透射能、吸收能与孔径呈负相关,反射能与孔径呈正相关,这主要由孔洞改变试件过波面积造成。随孔径增大,煤样过波面积降低,其吸收能和透射能随之降低,与冲击载荷下孔洞煤样破碎度与孔径负相关结论相一致。研究成果有利于明晰冲击地压巷道钻孔卸压机理,为冲击地压防治提供理论支持。
关键词
岩石动力学
分离式霍普金森压杆
孔洞
力学特性
能量耗散
Keywords
rock dynamics
split hopkinson pressure bar
bore hole
mechanical properties
energy dissipation
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
混凝土支柱与锚杆(索)联合支护系统应用研究
被引量：
6
2
作者
胡滨
王志超
张晓
机构
中煤科工
开采
研究
院
有限公司
煤炭科学研究总院有限公司开采研究分院
天地科技股份
有限公司
开采
设计事业部
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期91-98,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0603003)。
文摘
为进一步提高综采工作面末采回撤速度、降低搬家费用,采用理论计算、数值模拟、现场试验相结合的方法对混凝土支柱配合预掘回撤通道锚杆(索)联合支护系统在工作面末采期间的应用进行了研究分析。研究结果表明:双排布置250个直径800 mm混凝土支柱可以替代垛式支架实现对主回撤通道的外部有效支护,但需做好支柱接顶处理工作;当工作面回采至剩余煤柱宽10 m时,回撤通道两侧煤体及混凝土支柱出现明显的垂直应力集中,当工作面与主回撤通道贯通时,4种不同布置方案下支柱最大压应力可达30.45 MPa,最大拉应力可达0.60 MPa,靠近工作面侧支柱受力明显大于远离工作面侧,且靠近工作面侧支柱易出现不同程度的塑性破坏状态,尤其是支柱接顶板、接底板部分段更易出现剪切变形而发生失稳破坏。综合模拟结果、施工工序、施工成本等因素,井下试验选择采用间距1.8 m、排距2 m布置方案,试验结果表明混凝土支柱与锚杆(索)联合支护系统可以有效控制回撤通道顶板下沉,混凝土支柱依靠接顶高密度板的变形让压而保持较好的完整性,充分保证了设备回撤空间,为类似条件下工作面设备回撤提供工程借鉴。
关键词
混凝土支柱
预掘回撤通道
联合支护
垛式支架
锚杆(索)
Keywords
concrete pillar
pre-driven recovery room
combined support
stacking supports
anchored cable bolt
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用
被引量：
16
3
作者
张占涛
机构
煤炭科学研究总院有限公司开采研究分院
中煤科工
开采
研究
院
有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期99-105,共7页
基金
中煤科工开采研究院科技创新基金资助项目(2020KCMS03)
国家自然科学基金资助项目(52004126)。
文摘
为研究预应力全长注浆锚索在围岩加固方面相对于端锚锚索的优势,基于中性点理论,分析锚索轴力、剪应力分布特征;建立全长注浆预应力锚索力学模型,推导巷道围岩任一点在弹性、弹塑性及塑性状态下表面位移解析解;研究预应力全长注浆锚索对围岩径向及切向变形的控制作用;以晋城煤业集团有限公司某矿33042巷9号联络巷为工程背景,分析未受采动影响及采动影响下常规锚索及预应力全长注浆锚索支护效果。研究结果表明:靠近巷道表面围岩,围岩变形大于锚索,锚固体表面剪应力指向巷道自由面,在围岩深部,围岩变形小于锚索,锚固体剪应力指向围岩深处,两侧剪应力相反,锚固体轴向拉力沿锚索长度方向呈曲线变化,且在中性点处最大;在未受采动影响下,普通锚索与预应力全长注浆锚索支护巷道变形趋势相同,巷道开挖初期变形剧烈,之后趋于平缓,锚索受力均匀、工作状态平稳,预应力全长注浆锚索相比端锚锚索能够减少顶底板移近量50%;采动影响期间,预应力全长注浆锚索支护下,顶底板移近量和两帮移近量分别比端锚锚索减少21.1%和22.1%,锚索受力普遍增加,且变动不大,未出现锚索破断现象;预应力全长注浆锚索相较于端锚在围岩径向及切向变形控制方面具有明显优势且能够很好地解决复合顶板巷道受剪切作用导致锚索破断的问题。
关键词
预应力全长注浆锚索
中性点
受力特征
围岩变形
锚索支护
Keywords
prestressed full-length grouting anchor cable
neutral point
mechanical characteristics
surrounding rock deformation
anchor cable support
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
预制孔洞煤样冲击力学特性及能量耗散试验研究
何杰
吴拥政
孙卓越
李军臣
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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下载PDF
职称材料
2
混凝土支柱与锚杆(索)联合支护系统应用研究
胡滨
王志超
张晓
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
预应力全长注浆锚索受力特征及工程应用
张占涛
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
16
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职称材料
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