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基于层次分析法-可拓理论模型的隧道穿越煤矿采空区施工风险评价
1
作者
杨勇
杨少君
+3 位作者
董腾达
朱贤钢
袁超
杨明权
《公路工程》
2025年第1期17-23,71,共8页
隧道建设工程中不可避免地会揭穿煤矿采空区,而采空区常常伴有瓦斯、一氧化碳与二氧化碳等大量有毒有害气体,这些因素无疑增加了瓦斯燃烧与爆炸等地质灾害的风险,为及时掌握隧道穿越煤矿采空区施工安全的风险状况,建立隧道揭穿煤矿采空...
隧道建设工程中不可避免地会揭穿煤矿采空区,而采空区常常伴有瓦斯、一氧化碳与二氧化碳等大量有毒有害气体,这些因素无疑增加了瓦斯燃烧与爆炸等地质灾害的风险,为及时掌握隧道穿越煤矿采空区施工安全的风险状况,建立隧道揭穿煤矿采空区施工安全风险评价体系和方法是极其必要。以桑龙高速公路万民隧道为例,考虑隧道穿越煤矿采空区施工中的隧道通风、瓦斯监测、瓦斯抽采与作业设备等11项风险因素,提出了隧道穿越煤矿采空区施工风险评价指标体系,计算得到了施工风险评价指标的权重,确定了隧道施工风险评价等级。在此基础上,采用层次分析法构建了施工风险评价判断矩阵,并借助Java编程语言开发了风险评价体系中各指标权重的计算系统,基于可拓学评价理论建立了隧道穿越煤矿采空区施工风险评价的物元可拓模型,并利用该模型对万民隧道揭穿煤矿采空区施工风险进行了评价,风险评价等级结果为后续隧道揭穿采空区安全施工方法提供了重要理论依据。
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关键词
瓦斯隧道
煤矿
采空区
层次分析法
可拓理论
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职称材料
页岩气地层瓦斯隧道全断面注浆封堵范围界定研究
2
作者
唐晖
全孝
+3 位作者
杨勇
董腾达
袁超
杨明权
《能源与环保》
2024年第12期76-84,共9页
为了解决页岩气地层隧道围岩全断面注浆封堵瓦斯范围的工程难题,以湖南炉慈桑龙高速公路雷家山页岩气地层瓦斯隧道为工程背景,建立了瓦斯隧道围岩力学模型,推导了瓦斯隧道围岩塑性区边界隐形方程,分析了瓦斯隧道围岩塑性区分布形态以及...
为了解决页岩气地层隧道围岩全断面注浆封堵瓦斯范围的工程难题,以湖南炉慈桑龙高速公路雷家山页岩气地层瓦斯隧道为工程背景,建立了瓦斯隧道围岩力学模型,推导了瓦斯隧道围岩塑性区边界隐形方程,分析了瓦斯隧道围岩塑性区分布形态以及范围特征,探讨了岩体强度与瓦斯压力对隧道围岩塑性区的影响,界定了瓦斯隧道围岩全断面注浆封堵范围理论值。研究结果表明,主应力比值决定隧道围岩塑性区分布形态,主应力比值、围岩体强度与瓦斯压力则共同影响塑性区分布范围;主应力比值为1时,塑性区分布形态为圆形,随着主应力比值逐渐增大,塑性区分布形态由圆形→椭圆形→蝶形发展;当主应力比值较小时,隧道围岩塑性区半径对围岩黏聚力、内摩擦角与瓦斯压力的敏感性较弱,两者之间呈近似线性关系,随着主应力比值逐渐增大,塑性区半径对黏聚力、内摩擦角与瓦斯压力的敏感度逐渐增强,近似线性关系逐渐转变为非线性关系。基于瓦斯隧道围岩塑性区分布形态以及范围,提出了以塑性区最大半径为全断面注浆封堵瓦斯范围理论值。现场工程实践表明,以塑性区界定的雷家山隧道围岩全断面注浆封堵瓦斯范围理论值,有效抑制了瓦斯溢出,洞内瓦斯浓度均控制在安全限值以下,隧道顺利通过了页岩气地层段。
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关键词
瓦斯隧道
塑性区
主应力比
围岩强度
瓦斯压力
注浆封堵
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职称材料
粒径对非完整破碎岩体力学性质影响试验研究
3
作者
徐越洋
袁超
+5 位作者
郭豫宁
朱金文
郭建强
吴俊杰
杜荣杰
李连欣
《采矿技术》
2023年第3期38-42,共5页
开挖后的地下硐室周边围岩存在一定范围的破碎区,破碎区内部的粒径大小直接影响着破碎区与弹性区交界面附近区域岩体的力学性质。因此,为了探究粒径对非完整破碎岩体的影响规律,制备了4种不同粒径的非完整破碎岩体试件,开展了单轴压缩...
开挖后的地下硐室周边围岩存在一定范围的破碎区,破碎区内部的粒径大小直接影响着破碎区与弹性区交界面附近区域岩体的力学性质。因此,为了探究粒径对非完整破碎岩体的影响规律,制备了4种不同粒径的非完整破碎岩体试件,开展了单轴压缩条件下粒径对非完整破碎岩体力学试验,分析了粒径对非完整破碎岩体强度、声发射以及破坏特征的影响规律。试验结果表明:随着粒径的增大,试件的峰值强度随之减小;当试件粒径较小时,在应力峰值后的残余承载阶段,应力下降较为迅速,粒径较大时,在应力峰值后的残余阶段应力下降较为平缓。粒径越大的试件,破碎区孔隙越大,加载过程中的裂隙发育扩张越快,应力峰值前的声发射响应越强烈,计数频率和能量累计数越大;随着试件粒径的增大,试件的承载力逐渐降低,其表面由一开始出现的细微拉伸裂纹逐渐演化成宏观剪切裂纹。
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关键词
单轴压缩试验
粒径
声发射
应力-应变
非完整破碎岩体
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职称材料
题名
基于层次分析法-可拓理论模型的隧道穿越煤矿采空区施工风险评价
1
作者
杨勇
杨少君
董腾达
朱贤钢
袁超
杨明权
机构
中铁交通投资集团
有限公司
湖南科技大学资源环境与
安全工程
学院
长沙湘锰安全工程技术有限公司
出处
《公路工程》
2025年第1期17-23,71,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(52274080)。
文摘
隧道建设工程中不可避免地会揭穿煤矿采空区,而采空区常常伴有瓦斯、一氧化碳与二氧化碳等大量有毒有害气体,这些因素无疑增加了瓦斯燃烧与爆炸等地质灾害的风险,为及时掌握隧道穿越煤矿采空区施工安全的风险状况,建立隧道揭穿煤矿采空区施工安全风险评价体系和方法是极其必要。以桑龙高速公路万民隧道为例,考虑隧道穿越煤矿采空区施工中的隧道通风、瓦斯监测、瓦斯抽采与作业设备等11项风险因素,提出了隧道穿越煤矿采空区施工风险评价指标体系,计算得到了施工风险评价指标的权重,确定了隧道施工风险评价等级。在此基础上,采用层次分析法构建了施工风险评价判断矩阵,并借助Java编程语言开发了风险评价体系中各指标权重的计算系统,基于可拓学评价理论建立了隧道穿越煤矿采空区施工风险评价的物元可拓模型,并利用该模型对万民隧道揭穿煤矿采空区施工风险进行了评价,风险评价等级结果为后续隧道揭穿采空区安全施工方法提供了重要理论依据。
关键词
瓦斯隧道
煤矿
采空区
层次分析法
可拓理论
Keywords
gas tunnel
coal mine
goaf
AHP
extension theory
分类号
U458 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
页岩气地层瓦斯隧道全断面注浆封堵范围界定研究
2
作者
唐晖
全孝
杨勇
董腾达
袁超
杨明权
机构
中铁交通投资集团
有限公司
湖南科技大学资源环境与
安全工程
学院
长沙湘锰安全工程技术有限公司
出处
《能源与环保》
2024年第12期76-84,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52274080)
湖南省自然科学基金青年项目(2021JJ40211)
湖南省教育厅优秀青年项目(21B0486)。
文摘
为了解决页岩气地层隧道围岩全断面注浆封堵瓦斯范围的工程难题,以湖南炉慈桑龙高速公路雷家山页岩气地层瓦斯隧道为工程背景,建立了瓦斯隧道围岩力学模型,推导了瓦斯隧道围岩塑性区边界隐形方程,分析了瓦斯隧道围岩塑性区分布形态以及范围特征,探讨了岩体强度与瓦斯压力对隧道围岩塑性区的影响,界定了瓦斯隧道围岩全断面注浆封堵范围理论值。研究结果表明,主应力比值决定隧道围岩塑性区分布形态,主应力比值、围岩体强度与瓦斯压力则共同影响塑性区分布范围;主应力比值为1时,塑性区分布形态为圆形,随着主应力比值逐渐增大,塑性区分布形态由圆形→椭圆形→蝶形发展;当主应力比值较小时,隧道围岩塑性区半径对围岩黏聚力、内摩擦角与瓦斯压力的敏感性较弱,两者之间呈近似线性关系,随着主应力比值逐渐增大,塑性区半径对黏聚力、内摩擦角与瓦斯压力的敏感度逐渐增强,近似线性关系逐渐转变为非线性关系。基于瓦斯隧道围岩塑性区分布形态以及范围,提出了以塑性区最大半径为全断面注浆封堵瓦斯范围理论值。现场工程实践表明,以塑性区界定的雷家山隧道围岩全断面注浆封堵瓦斯范围理论值,有效抑制了瓦斯溢出,洞内瓦斯浓度均控制在安全限值以下,隧道顺利通过了页岩气地层段。
关键词
瓦斯隧道
塑性区
主应力比
围岩强度
瓦斯压力
注浆封堵
Keywords
gas tunnel
plastic zone
principal stress ratio
surrounding rock strength
gas pressure
grouting and sealing
分类号
U45 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
粒径对非完整破碎岩体力学性质影响试验研究
3
作者
徐越洋
袁超
郭豫宁
朱金文
郭建强
吴俊杰
杜荣杰
李连欣
机构
湖南科技大学资源环境与
安全工程
学院
长沙湘锰安全工程技术有限公司
出处
《采矿技术》
2023年第3期38-42,共5页
基金
国家自然科学基金项目(52274080)
湖南省自然科学基金项目(2021JJ40211)
湖南省教育厅优秀青年基金项目(21B0486)。
文摘
开挖后的地下硐室周边围岩存在一定范围的破碎区,破碎区内部的粒径大小直接影响着破碎区与弹性区交界面附近区域岩体的力学性质。因此,为了探究粒径对非完整破碎岩体的影响规律,制备了4种不同粒径的非完整破碎岩体试件,开展了单轴压缩条件下粒径对非完整破碎岩体力学试验,分析了粒径对非完整破碎岩体强度、声发射以及破坏特征的影响规律。试验结果表明:随着粒径的增大,试件的峰值强度随之减小;当试件粒径较小时,在应力峰值后的残余承载阶段,应力下降较为迅速,粒径较大时,在应力峰值后的残余阶段应力下降较为平缓。粒径越大的试件,破碎区孔隙越大,加载过程中的裂隙发育扩张越快,应力峰值前的声发射响应越强烈,计数频率和能量累计数越大;随着试件粒径的增大,试件的承载力逐渐降低,其表面由一开始出现的细微拉伸裂纹逐渐演化成宏观剪切裂纹。
关键词
单轴压缩试验
粒径
声发射
应力-应变
非完整破碎岩体
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
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1
基于层次分析法-可拓理论模型的隧道穿越煤矿采空区施工风险评价
杨勇
杨少君
董腾达
朱贤钢
袁超
杨明权
《公路工程》
2025
0
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职称材料
2
页岩气地层瓦斯隧道全断面注浆封堵范围界定研究
唐晖
全孝
杨勇
董腾达
袁超
杨明权
《能源与环保》
2024
0
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职称材料
3
粒径对非完整破碎岩体力学性质影响试验研究
徐越洋
袁超
郭豫宁
朱金文
郭建强
吴俊杰
杜荣杰
李连欣
《采矿技术》
2023
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职称材料
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