矿山尺度下微震定位精度及稳定性控制初探 被引量：9

1

作者 谢兴楠 叶根喜 柳建新 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期899-904,共6页

对微震定位精度和稳定性控制一直是矿山微震监测工程的一个难题。通过对微震监测系统误差的深入剖析,提出了"统一定位误差"的概念,将微震定位的误差条件进行了前置性统一;结合非线性定位的特点,对微震定位参数进行了非线性变... 对微震定位精度和稳定性控制一直是矿山微震监测工程的一个难题。通过对微震监测系统误差的深入剖析,提出了"统一定位误差"的概念,将微震定位的误差条件进行了前置性统一;结合非线性定位的特点,对微震定位参数进行了非线性变换,提出了降维定位的基本思路及实现方法,解释了平面截割定位的几何原理,揭示了微震定位(平面截割法)的基本实质,并研究了内、外场定位的定位稳定性及控制方法。研究表明,"统一定位误差"是实现对微震定位精度控制的前置杠杆及控制尺度,指出微震定位结果的精度从属于几何定位,单一数值解(迭代极小值或最优化极小值)不具备绝对工程意义。理论分析及试验结果证实,平面截割定位是控制内、外近场定位尺度条件下的控制定位稳定性的有效途径。 展开更多

关键词 微震 定位 定位精度 稳定性 误差

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露天矿潜孔钻机泡沫发生器的性能实验 被引量：1

2

作者 陈举师 蒋仲安 王洪胜 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期166-171,共6页

为解决露天矿潜孔钻机作业粉尘污染严重的问题,从传统除尘技术应用效果差、耗风量大、取水困难等事实出发,根据泡沫除尘机理及两相泡沫发泡原理,设计了一种适用于露天矿潜孔钻机的泡沫发生器,并对其发泡性能进行研究.通过开展泡沫发生... 为解决露天矿潜孔钻机作业粉尘污染严重的问题,从传统除尘技术应用效果差、耗风量大、取水困难等事实出发,根据泡沫除尘机理及两相泡沫发泡原理,设计了一种适用于露天矿潜孔钻机的泡沫发生器,并对其发泡性能进行研究.通过开展泡沫发生器的泡沫流量、发泡倍数及半衰期等性能实验,确定出影响泡沫发生器发泡性能的主要因素,得出泡沫发生器的最佳工况点.实验结果表明:气体流量、液体流量(气液比)、发泡网及发泡剂质量分数是影响泡沫发生器发泡性能的4个主要因素,在工况为发泡网1、质量分数1.5%的配方2、气体压力0.7 MPa、液体流量18 L/min及气体流量30 m^3/h条件下,泡沫发生器发泡性能达到最佳,其流量为515 L/min,发泡倍数为22,半衰期为65 min.经现场试验,泡沫除尘后采场平均降尘率高达90%以上,应用效果良好. 展开更多

关键词 潜孔钻机 泡沫发生器 泡沫流量 发泡倍数 半衰期

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煤矿断层错动型冲击地压研究现状与发展趋势 被引量：24

3

作者 李鹏 蔡美峰 +2 位作者 郭奇峰 鲁细根 颜丙乾 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-17,共17页

为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总... 为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总了国内部分煤矿该类型冲击地压实例;从断层活化机制及其判别准则、断层错动型冲击地压理论、发生条件及其孕育过程等4个方面着重分析了断层错动型冲击地压的致灾机制;总结了断层错动型冲击地压的监测预警方法,并介绍了一些具有代表性的可用于断层错动型冲击地压预测预报的监测预警技术及其工程应用情况,包括断层错动型冲击地压监测预警与防治体系、BMS-II型微地震监测系统、多参量实时联合监测预警系统和深部钻孔应变观测技术;论述了断层错动型冲击地压防控技术,包括区域性防御措施和局部解危措施等;在分析以上问题的同时,又提出了一些新的理论观点、见解和建议.最后,指出了当前断层错动型冲击地压研究存在的一些不足,并对该类型冲击地压未来研究的发展趋势进行了多方面展望. 展开更多

关键词 采矿工程 断层活化 断层错动型冲击地压 致灾机制 监测预警技术 防控技术

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水力耦合裂隙岩体变形破坏机制研究进展 被引量：21

4

作者 张英 李鹏 +3 位作者 郭奇峰 蔡美峰 任奋华 武旭 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期21-41,共21页

为深入了解水力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制,正确评价岩体工程的安全性和稳定性,通过收集整理国内外文献,系统综述了水力耦合完整岩体和裂隙岩体变形破坏方面研究的进展与成果.简述了水力耦合下完整岩体和裂隙岩体的力学特性,侧重... 为深入了解水力耦合作用下裂隙岩体变形破坏机制,正确评价岩体工程的安全性和稳定性,通过收集整理国内外文献,系统综述了水力耦合完整岩体和裂隙岩体变形破坏方面研究的进展与成果.简述了水力耦合下完整岩体和裂隙岩体的力学特性,侧重总结了水力耦合单一裂隙岩体渗流公式,包括流量与隙宽指数n之间关系、渗透(导水)系数与正应力之间关系以及渗透特性与剪应力之间关系的数学公式.重点分析了水力耦合裂隙岩体变形破坏机制的最新研究进展,介绍了声发射(AE)、超声波(UT)、偏光显微镜(PM)、扫描电子显微镜(SEM)以及计算机断层摄影(CT)等先进的辅助试验技术在变形破坏分析中的应用.归纳了数学耦合模型、数值分析方法的优缺点及适用条件.最后,指出了当前水力耦合裂隙岩体研究中存在的一些问题,提出了一些指导性意见,并从几方面展望了未来的发展趋势,即机理研究从宏细观转向微观、数值模拟从粗糙转向精细、工程应用从水力耦合转向多场耦合. 展开更多

关键词 裂隙岩体 水力耦合 变形破坏机制 数学耦合模型 数值分析

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复杂工程地质体地应力场智能反演 被引量：18

5

作者 杨志强 高谦 +1 位作者 翟淑花 杨啸 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期154-160,共7页

地应力是地质构造和自重共同作用在地质体内形成的原始应力,是影响工程稳定性和灾变失稳的重要因素.由于受漫长的地质构造作用和地质演化,地应力场随时间和空间变化,由此使准确反演地应力场造成困难.以金川矿区为工程背景,借助地应力测... 地应力是地质构造和自重共同作用在地质体内形成的原始应力,是影响工程稳定性和灾变失稳的重要因素.由于受漫长的地质构造作用和地质演化,地应力场随时间和空间变化,由此使准确反演地应力场造成困难.以金川矿区为工程背景,借助地应力测量结果,开展工程地质体的地应力场反演研究.首先,建立矿区工程地质体三维数值模型,并采用正交数值分析和遗传规划算法,建立地应力与岩体参数和侧压系数的函数关系;然后,根据实测的地应力值与计算的地应力值之差平方和最小为优化目标,建立工程地质体的地应力场反演优化模型.采用遗传算法求解,获得矿区岩体参数和侧压系数;最后,将其代入数值模型进行正分析由此获得初始地应力场.通过4个测点地应力测量值与反演值对比分析可知,反演地应力的最大误差为16%,最小误差仅为0.62%.研究结果表明,地应力智能反演方法可用于复杂工程地质体的地应力场反演,且获得的地应力场满足地质工程分析所需要的精度. 展开更多

关键词 工程地质体 地应力场 智能反演 FLAC3D 遗传算法

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不同倾角节理岩体损伤演化特征分析 被引量：20

6

作者 汪杰 李杨 +1 位作者 宋卫东 徐文彬 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期143-150,共8页

为研究节理倾角对岩体损伤的影响规律,运用损伤力学理论建立考虑节理与荷载共同作用的岩体损伤演化模型及损伤本构模型;通过单弱面理论对模型试验进行验证,同时探讨节理岩体损伤演化特征.结果表明:单弱面理论结果与试验结果较为吻合,模... 为研究节理倾角对岩体损伤的影响规律,运用损伤力学理论建立考虑节理与荷载共同作用的岩体损伤演化模型及损伤本构模型;通过单弱面理论对模型试验进行验证,同时探讨节理岩体损伤演化特征.结果表明:单弱面理论结果与试验结果较为吻合,模型试验能较好地表征含单一结构面的岩体在荷载作用下的力学特征及损伤演化规律;当节理倾角从0增大到90°过程中,初始节理损伤先增后减,在倾角为60°时至最大值,总体呈倒“U”型分布规律;不同倾角节理岩体总损伤演化规律基本一致,均呈“S”型分布规律,先缓慢增加,而后快速增加,最后再缓慢增加其值趋于1;节理倾角只影响总损伤率数值大小不影响其演化规律,总损伤率随应变增加呈正态分布;总损伤率受控于节理面分布规律,当节理倾角从0增大至90°的过程中,总损伤率先减小后增大. 展开更多

关键词 节理岩体 初始节理损伤 荷载损伤 损伤演化规律 损伤本构模型

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深部矿井高温巷道热交换降温技术探讨 被引量：11

7

作者 吴星辉 蔡美峰 +3 位作者 任奋华 郭奇峰 王培涛 张杰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期890-900,共11页

金属矿山进入深部开采后会面临一系列的关键难题,其中最突出的就是高温环境。然而被动式降温技术成本较高,为了维持深部矿井高温巷道正常生产,必须为采矿深井降温找到一条经济有效的技术途径。基于循环水热交换技术提出将深部采矿降温... 金属矿山进入深部开采后会面临一系列的关键难题,其中最突出的就是高温环境。然而被动式降温技术成本较高,为了维持深部矿井高温巷道正常生产,必须为采矿深井降温找到一条经济有效的技术途径。基于循环水热交换技术提出将深部采矿降温和岩体地热开采相结合的理论,利用数值模拟方法研究增强型和传统型降温系统的单孔换热过程和换热孔群效应。研究结果表明:增强型降温系统的热通量比传统型降温系统热通量提高26.80%,同时在热交换作用下,高温巷道的温度降低4%,循环水系统的出水口温度相对于初始进水口温度增加35.32%;换热孔群的热通量受周围换热孔的热干扰影响,在换热孔群运行24 h后,换热孔之间热干扰效应随时间推移而增大,圆形换热孔群中心孔受热干扰最小,而正方形换热孔群的中心孔受热干扰最大,边界孔次之,转角孔受热干扰最小。当换热孔群孔间距小于等于2.0 m时,正方形换热孔群热通量相对损失量小于圆形换热孔群热通量相对损失量;孔间距大于2.0 m时,换热孔群热通量相对损失量几乎不受孔群形状的影响。采用热交换技术,开发利用深部矿井高温巷道围岩中的地热资源,可以大幅度抵消被动式的降温成本。换热孔群形状和孔间距的合理布置同样可以提高降温效率,降低热通量的相对损失量。 展开更多

关键词 深部开采 热交换 循环水 热通量 巷道降温

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不同温度下可溶有机质对煤电阻率的影响 被引量：8

8

作者 陈立 张英华 +3 位作者 侯玮 黄志安 高玉坤 杨锐 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期153-162,共10页

煤中可溶有机质能改变煤的孔隙结构,进而影响煤的电阻率,为得到煤中存在的可溶有机质对煤电阻率的影响规律,选取3种不同变质程度的60～80目的原煤煤粒,采用乙酸乙酯作为溶剂来萃取煤中可溶有机质,萃取时间取4、8、12、16、20、24 h,将... 煤中可溶有机质能改变煤的孔隙结构,进而影响煤的电阻率,为得到煤中存在的可溶有机质对煤电阻率的影响规律,选取3种不同变质程度的60～80目的原煤煤粒,采用乙酸乙酯作为溶剂来萃取煤中可溶有机质,萃取时间取4、8、12、16、20、24 h,将萃取前后的煤粒制成型煤,在10℃～90℃温度条件下,利用CHI660E型电化学工作站测试煤样的I-V曲线,并计算出电阻率,分析和研究不同温度下煤电阻率受可溶有机质的影响机理和规律.结果表明:在10℃～90℃温度范围内和萃取时间为0～24 h时,煤中可溶有机质的存在可明显提高煤电阻率1.31～1.74倍,煤电阻率随萃取时间的增大(煤中可溶有机质含量减少)的变化符合Sigmoid函数关系,且只会在一定的区间内变化;煤电阻率随温度的升高呈现抛物线规律,萃取前后煤电阻率的比值随温度的升高近似呈现Lorentzian函数分布,在40℃～50℃时出现拐点;可溶有机质对煤电阻率影响的敏感性和相关性随煤变质程度的提高而逐渐减弱. 展开更多

关键词 可溶有机质 温度 煤电阻率 相关性 敏感性

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硬岩脆性指标与弹性应变能关系初探 被引量：7

9

作者 张英 郭奇峰 +1 位作者 蔡美峰 任奋华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期79-88,共10页

为探讨硬岩脆性指标与弹性应变能之间的关系,采用侧向应变差法确定起裂应力,以岩石起裂应力和峰值强度为桥梁,基于断裂力学理论和能量理论解释了脆性指标与弹性应变能内在的联系,并从两种岩石单轴压缩试验中构建了脆性指标与弹性应变能... 为探讨硬岩脆性指标与弹性应变能之间的关系,采用侧向应变差法确定起裂应力,以岩石起裂应力和峰值强度为桥梁,基于断裂力学理论和能量理论解释了脆性指标与弹性应变能内在的联系,并从两种岩石单轴压缩试验中构建了脆性指标与弹性应变能之间的函数关系.结果表明:脆性指标B_(13)、B_(14)与起裂弹性应变能(单变量)符合幂函数关系,脆性指标B_(15)、B_(16)与起裂弹性应变能(单变量)符合幂函数或线性函数关系,脆性指标B_(13)、B_(14)、B_(15)和B_(16)与峰值弹性应变能(单变量)之间无明显函数关系;新定义的脆性指标可由起裂和峰值弹性应变能(双变量)获得,或由起裂弹性应变能(单变量)获得,脆性指标与峰值弹性应变能关系式的构建,对于研究岩爆倾向性具有重要意义;根据新定义的脆性指标,利用两种岩石算例验证表明,采用起裂弹性应变能的岩石脆性指标计算方法具有一定的可靠性.通过这一研究,为岩石脆性指标与起裂弹性应变能关系的确定提供了一种新方法. 展开更多

关键词 硬岩 脆性指标 弹性应变能 单轴压缩试验 函数关系

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浅部和深部工程区地应力场及断裂稳定性比较 被引量：7

10

作者 李鹏 郭奇峰 +1 位作者 苗胜军 蔡美峰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期10-16,共7页

为研究浅部和深部工程区构造应力场的差异,依据优化处理后的浅部376组和深部619组实测地应力数据,采用回归分析法和断裂摩擦滑动准则对浅部和深部的地应力场特征及断裂稳定性进行比较分析.结果表明,与浅部相比,深部地应力场有从构造应... 为研究浅部和深部工程区构造应力场的差异,依据优化处理后的浅部376组和深部619组实测地应力数据,采用回归分析法和断裂摩擦滑动准则对浅部和深部的地应力场特征及断裂稳定性进行比较分析.结果表明,与浅部相比,深部地应力场有从构造应力场向垂直应力场转变的趋势.深部的主应力与深度的线性相关程度比浅部的高.随着深度的增加,浅部的侧压系数K_(H1)、K_(h1)分别向1.54、0.85趋近,深部的侧压系数K_(H2)、K_(h2)分别向1.15、0.85趋近.浅部、深部的水平差应力η_1、η_2整体上随深度增加有增大的趋势.滑动摩擦系数μ取1.0时,浅部和深部断裂基本处于相对稳定状态;μ取0.6时,浅部逆断层有较大的滑动可能性,深部断裂滑动失稳的可能性较小;μ弱化到0.4、0.2时,浅部和深部断裂发生滑动失稳的可能性显著增加.浅部和深部断裂滑动失稳标准分别取μ为0.6~1.0、0.4~0.6较合适,逆断层和走滑断层的滑动失稳标准可以分别取μ为0.6、0.4左右. 展开更多

关键词 优化处理 实测地应力数据 断裂摩擦系数 断裂滑动失稳标准

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相变储能充填体强度与热学性能 被引量：7

11

作者 金爱兵 巨有 +4 位作者 孙浩 赵怡晴 李海 陆通 张舟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期81-89,共9页

以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体。为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添... 以硬脂酸丁酯为相变材料、膨胀珍珠岩为吸附介质制备复合相变材料,将其按一定质量分数替代尾砂后与水泥、尾砂混合制成相变储能充填体。为探究相变储能充填体强度和热学性能表现,分别制备不同灰砂比、质量分数和复合相变材料质量分数添加量的相变储能充填体,并采用DSC、SEM、单轴压缩试验、巴西劈裂试验和导热系数试验等测试方法得到不同配比相变储能充填体的强度特征、导热系数及微观特征。结果表明:相变储能充填体内存在3种孔隙结构,分别为微小气泡、胶结物质与复合相变材料黏结裂隙以及膨胀珍珠岩内部多孔结构。灰砂比1∶6制备的充填体强度约为1∶4充填体强度值的1/2;相同配比时质量分数由68%增加到72%,其强度近似线性增加;充填体强度随复合相变材料添加量的增大逐渐下降,但下降趋势随添加量继续增大而有所减缓。复合相变材料与硬脂酸丁酯相比相变温度下降1.1℃,相变焓值减少45.24 J/g,比热容不变,添加复合相变材料后相变储能充填体导热系数最大下降幅度为6.5%。 展开更多

关键词 相变材料 充填体 单轴抗压强度 抗拉强度 导热系数

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矿用充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策 被引量：7

12

作者 李立涛 高谦 +1 位作者 杨志强 陈得信 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期137-143,共7页

针对矿用充填胶凝材料不同配比的激发剂化学复合作用所引起充填胶结体单轴抗压强度复杂非线性变化问题,提出一种充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策方法.首先,开展均匀设计试验获取不同激发剂配比充填胶结体抗压强度数值;其次,采用动... 针对矿用充填胶凝材料不同配比的激发剂化学复合作用所引起充填胶结体单轴抗压强度复杂非线性变化问题,提出一种充填胶凝材料激发剂配比智能优化决策方法.首先,开展均匀设计试验获取不同激发剂配比充填胶结体抗压强度数值;其次,采用动态自适应交换变异概率及适应度竞争交换方式的改进遗传树表征激发剂与充填胶结体抗压强度之间的非线性复杂关系,运算至49代时即满足终止法则,收敛速度较快,函数精度高;最后,确定约束条件,建立激发剂配比优化模型,采用遗传算法的全局快速寻优技术,获得满足充填体强度要求的激发剂优化配比.结果表明:采用该智能优化方法研究铁矿新型充填胶凝材料激发剂配比,优化结果显示,满足该矿山充填体强度的胶凝材料优化配比为生石灰2.91%、石膏17.39%、矿渣粉79.7%;在该优化配比周围开展验证试验,试验结果显示为生石灰3%、石膏17%、矿渣粉80%时、充填体7、28d抗压强度均达到最大,与激发剂配比智能优化方法获得的胶凝材料配比相吻合.相比42.5水泥,用该智能优化方法获得的激发剂配比制备全尾砂充填胶凝材料,可降低材料成本22%. 展开更多

关键词 均匀设计 激发剂配比 改进遗传树 遗传算法 智能优化

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动载下层状岩体力学特性试验与数值模拟 被引量：9

13

作者 周喻 邹世卓 +2 位作者 高永涛 郭万红 吴晓灵 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期93-109,共17页

为研究冲击载荷作用下层状复合岩体的动态力学性能和破裂机制,基于煤单体和白砂岩构成层状软硬煤岩复合体,利用分离式霍普金森压杆试验装置和LS-DYNA有限元分析软件,结合Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,开展不同速率和不同冲击方... 为研究冲击载荷作用下层状复合岩体的动态力学性能和破裂机制,基于煤单体和白砂岩构成层状软硬煤岩复合体,利用分离式霍普金森压杆试验装置和LS-DYNA有限元分析软件,结合Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,开展不同速率和不同冲击方向下层状软硬煤岩复合体加载试验。结果表明:静态载荷作用下,层状煤岩复合体的强度不会随加载方向变化,动态载荷下层状煤岩复合体的峰值应力和动态增长因子DIF都随冲击速度增加呈线性增大,并且波阻抗匹配效果更好的HS复合体力学性能始终优于SH复合体(S和H分别代表煤单体和白砂岩),随着冲击速度增加这种现象逐渐减弱;层状煤岩复合体耗散能密度与入射能密度呈二次增长关系,分形维数也随着速度增加而不断增大,其中,应力波由硬入软时得到的效果优于由软入硬;层状煤岩复合体破碎程度随冲击速度增加而愈发剧烈,HS复合体破坏程度大于同条件下的SH复合体,白砂岩多呈剪切状破碎,煤单体多呈粉碎锥形破坏;层状煤岩复合体交界处与其他区域强度不一致,造成复合体破坏顺序改变,复合体整体强度规律从小到大依次为煤单体非交界面区域、煤单体交界面区域、白砂岩交界面区域、白砂岩非交界面区域。 展开更多

关键词 层状复合体 分离式霍普金森压杆 波阻抗 LS-DYNA Holmquist-Johnson-Cook 分形理论 能量耗散

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胶结充填体应变率与声发射特征响应规律 被引量：9

14

作者 程爱平 张玉山 +2 位作者 王平 戴顺意 董福松 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期130-136,共7页

应变率是影响胶结充填体力学特性和声发射特征的重要因素.为研究胶结充填体应变率与声发射特征响应规律,文中进行了单轴压缩条件下胶结充填体的声发射试验,研究了应变率、声发射在加载过程中的时序特征,探讨了应变率与声发射时序特征之... 应变率是影响胶结充填体力学特性和声发射特征的重要因素.为研究胶结充填体应变率与声发射特征响应规律,文中进行了单轴压缩条件下胶结充填体的声发射试验,研究了应变率、声发射在加载过程中的时序特征,探讨了应变率与声发射时序特征之间的相关性,以及两者变化趋势之间的内在联系,进一步揭示了荷载作用下胶结充填体的裂纹演化规律.结果表明:胶结充填体应变率、振铃计数率在变形全过程均表现出“升→降→稳→升”的变化趋势和阶段性特征,两者相关性较高;胶结充填体内部破裂是由骨料之间的摩擦以及胶结材料的断裂演化造成,应变率对声发射特征在一定程度上起到了支配作用;基于应变率在塑性屈服和失稳破坏阶段表现出明显的突变性,可为胶结充填体破裂预测提供有效的前兆信息;结合声发射振铃计数率、平静期以及扩容现象可更加全面的反映胶结充填体破裂情况.研究结果可为胶结充填体力学特性研究奠定理论基础. 展开更多

关键词 胶结充填体 单轴压缩 应变率 声发射 预测

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华亭煤田冲击地压定向解危技术 被引量：3

15

作者 李鹏波 王金安 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期161-165,共5页

针对华亭煤田各煤矿冲击地压显现时底板鼓起严重的现象,采用横向（巷道横截面）卸压和纵向（沿巷道走向）卸压相结合的方式来消除冲击危险.在巷道两脚布置钻孔,水平应力在钻孔上分解后形成的静摩擦力会挤压底板使之向下运动,并通过两侧... 针对华亭煤田各煤矿冲击地压显现时底板鼓起严重的现象,采用横向（巷道横截面）卸压和纵向（沿巷道走向）卸压相结合的方式来消除冲击危险.在巷道两脚布置钻孔,水平应力在钻孔上分解后形成的静摩擦力会挤压底板使之向下运动,并通过两侧钻孔卸压爆破形成底板裂隙区来隔断底板深部传来的应力;同时在巷道中每隔一段距离设置一个破碎带,破碎带起到＂弹簧体＂的作用,吸收沿巷道走向方向水平应力所带来的能量.研究表明,经计算定向解危方法吸收能量（10～8J）远大于微震系统已经测得的矿区冲击危险源产生的能量级别（10～6J）,对底板型的冲击地压现象能够起到很好的防治作用.现场实施情况良好,有效减轻了煤矿巷道底板鼓起的现象. 展开更多

关键词 冲击地压 解危技术 爆破卸压 钻孔卸压 底板卸压

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单一粗颗粒对矿岩颗粒体系剪切特性影响试验 被引量：2

16

作者 孙浩 唐坤林 +3 位作者 金爱兵 刘美辰 陈帅军 李木芽 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2037-2048,共12页

为了探究不同垂直压力以及不同粒径、形状和位置的单一粗颗粒对矿岩颗粒体系抗剪强度和运移特性的影响,采用自主设计的矿岩颗粒体系非接触式剪切特性监测与分析系统开展直接剪切试验.研究结果表明,当形状因子>0.5时,添加粗颗粒会显... 为了探究不同垂直压力以及不同粒径、形状和位置的单一粗颗粒对矿岩颗粒体系抗剪强度和运移特性的影响,采用自主设计的矿岩颗粒体系非接触式剪切特性监测与分析系统开展直接剪切试验.研究结果表明,当形状因子>0.5时,添加粗颗粒会显著增加5~10 mm矿岩颗粒体系的抗剪强度,粗细颗粒粒径比为3.07~4.23.粗颗粒在剪出口时的矿岩颗粒体系抗剪强度最大,剪入口次之,位于可视面中心位置时的抗剪强度最小.在所研究的取值范围内,矿岩颗粒体系抗剪强度随着垂直压力的增加呈线性增长规律.当形状因子<0.5时,随着粗颗粒形状因子的增加,抗剪强度无显著变化,当形状因子≥0.5时,随着粗颗粒形状因子的增加,抗剪强度缓慢增加.相较于粗颗粒形状,垂直压力对矿岩颗粒体系抗剪强度的影响更显著.在所研究的取值范围内,不同粗颗粒粒径、形状和垂直压力影响下的四周细颗粒运移轨迹均符合Boltzmann分布.粗颗粒四周细颗粒的垂直位移随着粗颗粒形状因子的增加会显著增加,随着垂直压力的增加,则会降低四周细颗粒的垂直位移;粗颗粒形状因子和垂直压力的二者增加均会提高细颗粒运移轨迹方向的有序程度. 展开更多

关键词 粗颗粒 矿岩颗粒体系 直剪试验 抗剪强度 运移轨迹 图像识别

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减水剂下废石全尾砂充填料浆管输阻力计算模型 被引量：2

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作者 尹升华 郝硕 +2 位作者 张海胜 胡胜 曹定洋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期212-220,共9页

为优化废石全尾砂胶结充填料浆的流动特性,本文开展了掺有不同水平梯度聚羧酸减水剂的废石全尾砂充填料浆流变实验。研究结果表明:减水剂掺量为0时,料浆的屈服应力随废尾比的增大呈先减小后增大的趋势,料浆的屈服应力随质量浓度的增大... 为优化废石全尾砂胶结充填料浆的流动特性,本文开展了掺有不同水平梯度聚羧酸减水剂的废石全尾砂充填料浆流变实验。研究结果表明:减水剂掺量为0时,料浆的屈服应力随废尾比的增大呈先减小后增大的趋势,料浆的屈服应力随质量浓度的增大而增大。当减水剂掺量为0.1%~0.5%递增时,减水剂大分子之间的物理堆叠作用使屈服应力的最优表征为逻辑单调递减模型,塑性粘度的最优表征为多项式模型,屈服应力-塑性粘度复合模型求解结果为减水剂掺量0.32%时,屈服应力降低至139.57 Pa,塑性粘度减为0.78 Pa·s。结合管输过程的受力分析与误差约束,构建废石全尾砂胶结充填料浆的管道输送摩擦阻力计算的新模型,对比验证新模型的计算误差处于1 kPa内,能够准确为矿山提供理论指导。 展开更多

关键词 废石 全尾砂 减水剂 屈服应力 塑性粘度 摩擦阻力 计算模型 吸附分散

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软煤应变强度硬化冲击灾变 被引量：2

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作者 李铁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期84-89,共6页

煤与瓦斯突出软煤层不具冲击倾向性,但在深部开采中却发生了软煤层冲击灾变动力现象.为探索软煤冲击灾变的成因,通过文献研究和工程案例实证分析,证明了软煤层冲击灾变现象的客观存在;通过煤样无侧限单轴压缩试验和冲击倾向性测定,得知... 煤与瓦斯突出软煤层不具冲击倾向性,但在深部开采中却发生了软煤层冲击灾变动力现象.为探索软煤冲击灾变的成因,通过文献研究和工程案例实证分析,证明了软煤层冲击灾变现象的客观存在;通过煤样无侧限单轴压缩试验和冲击倾向性测定,得知试验煤样无冲击倾向性,极限载荷后单调应变强度软化;模拟工程背景现场与掘进工作面和采煤工作面中部相同的边界约束和加载条件,开展单自由度边界承压试验,考察灾变全程应力、应变、声发射特征,研究软煤冲击灾变机理.结果表明:单自由度边界条件下加载,3个煤样均出现应变强度软化-硬化-灾变过程,甚至反复软化-硬化;经应变强度硬化,灾变前煤样抗压强度均超过冲击倾向性的阈值条件;定义了应变强度软化、应变强度硬化系数,灾变前应变强度硬化系数分别为1. 26,1. 53,2. 25,应变强度硬化程度比较显著;软煤在单自由度约束条件下承压,应变硬化达到煤样冲击破坏强度条件时,可发生类似硬煤的冲击灾变,合理解释了现场软煤层冲击灾变的成因.深部高应力条件下,煤与瓦斯突出软煤掘进和开采,要对应变强度硬化导致煤层冲击灾变引起重视;工程上,这种冲击灾变的强度一般不高,但其可诱导煤与瓦斯突出或瓦斯异常涌出,危害性很高. 展开更多

关键词 深部开采 煤与瓦斯突出 软煤 应变强度硬化 冲击灾变

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承压煤岩低气压渗流灾变

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作者 李铁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期146-152,共7页

为探索含低压瓦斯煤层的瓦斯异常涌出灾变成因与机理,对目前该领域的文献进行了分析与总结,并通过工程案例实证分析,证明了此种灾变的存在;在流固耦合实验系统上,按背景工程约束与加载条件开展含低气压煤样承压物理试验,得到了灾变全程... 为探索含低压瓦斯煤层的瓦斯异常涌出灾变成因与机理,对目前该领域的文献进行了分析与总结,并通过工程案例实证分析,证明了此种灾变的存在;在流固耦合实验系统上,按背景工程约束与加载条件开展含低气压煤样承压物理试验,得到了灾变全程应力-声发射-流量实验数据及试样外表破坏情况;用UDEC,按背景工程边界与加载条件开展气-固耦合离散元数值试验,得到了灾变全程应力-应变--流速-位移速率等实验数据及试样内部破裂情况.研究结果表明:3种研究方法获得了一致性较高的结果,0.4 MPa气体压力下,煤层承压过程应力-煤-气耦合作用,可以导致发生喷出气体的灾变,在煤矿现场多表现为瓦斯异常涌出超限;在单自由度边界条件下施加单向压载,承压煤岩弹性变形前期,气体沿原生裂隙和孔隙呈常速稳态渗流;弹性变形后期,原生裂隙和孔隙被压密,气体呈减速稳态渗流;屈服阶段,扩容新生裂隙产生,气体呈加速非稳态渗流;达到极限荷载或峰后不久,发生气体喷出灾变;采、掘作业面正常通风条件下,气流瓦斯浓度持续降低,是煤层发生瓦斯异常涌出的警示信息,应引起高度重视. 展开更多

关键词 深部开采 耦合渗流 低瓦斯压力灾变 瓦斯异常涌出 离散元数值试验

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卸围压条件下花岗岩强度特性及三维裂隙演化规律 被引量：12

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作者 王本鑫 金爱兵 +4 位作者 赵怡晴 王贺 刘佳伟 魏余栋 孙浩 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期137-146,共10页

为研究卸围压条件下花岗岩强度特性和三维裂隙演化规律,对花岗岩开展了常规三轴压缩、卸围压-加轴压和分级卸围压-加轴压循环加卸载3种不同应力路径力学试验,获得对应的轴、径向应力-应变曲线;采用CT扫描三维重构技术获得岩石卸围压过... 为研究卸围压条件下花岗岩强度特性和三维裂隙演化规律,对花岗岩开展了常规三轴压缩、卸围压-加轴压和分级卸围压-加轴压循环加卸载3种不同应力路径力学试验,获得对应的轴、径向应力-应变曲线;采用CT扫描三维重构技术获得岩石卸围压过程中和破坏后内部裂隙分布三维图像.结果表明:相对于常规三轴压缩试验,试件在卸荷条件下脆性破坏特征更加显著,分级卸围压-加轴压循环加卸载会增大花岗岩的峰后延性,降低破坏轴压和破坏剧烈程度;两种卸围压方案都会使花岗岩的承载能力降低30%左右;卸荷作用下花岗岩宏观破裂为拉剪组合状,拉剪过渡不明显,表观裂隙是内部裂隙向外扩展的结果;花岗岩在卸荷作用下峰前产生的裂隙量较少,大量裂隙在峰后产生,破裂具有突发性和瞬时性,围压较低时宏观裂隙首先在试件边缘产生,围压较高时宏观裂隙首先在试件中部产生. 展开更多

关键词 岩石力学 卸围压 裂隙演化 CT扫描 三维重构

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