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动静组合加载含水煤样能量耗散特征分析

岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 3965-3971页

作者：王文李化敏顾合龙王晨河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 河南理工大学深井瓦斯抽采与围岩控制国家地方联合工程实验室河南焦作454003

为探讨静载煤样受动力扰动作用下失稳破坏的能量耗散特征,利用改进SHPB试验系统对不同饱水状态煤样进行动静组合加载试验,分析含水煤样在冲击过程中能量耗散特征,得到试样的破碎块度、分维与能耗密度的关系。研究结果表明:3种饱水状态... 详细信息

为探讨静载煤样受动力扰动作用下失稳破坏的能量耗散特征,利用改进SHPB试验系统对不同饱水状态煤样进行动静组合加载试验,分析含水煤样在冲击过程中能量耗散特征,得到试样的破碎块度、分维与能耗密度的关系。研究结果表明:3种饱水状态煤样的入射能与能耗密度均呈正相关;耗散率与透射率随着饱水时间的增加均呈逐渐降低,反射率随饱水时间增加而增加;试样破坏能耗密度随着饱水时间增长逐渐减小,动态强度降低,呈现饱水对煤样强度有弱化效应;相同能耗密度条件下,自然状态煤样的平均粒度大于饱水3,7 d,能耗密度与破碎粒度呈负相关,二者具有良好线性关系;饱水3和7 d煤样的能耗密度与破碎粒度拟合曲线明显偏低,表现含水对煤样破碎粒径影响显著;煤样破碎分形维数为1.67~2.25,自然状态煤样平均分形维数小于饱水3,7 d,煤样的分维数随着能耗密度的增加而提高,试样能耗密度与分形维数增幅均呈正相关,二者具有良好线性关系。

关键词：岩石力学 SHPB试验动静加载能量耗散分维

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沿空留巷顶板岩层控制设计

岩石力学与工程学报 2000年第5期19卷 651-654页

作者：李化敏焦作工学院资材系焦作454000

分析了沿空留巷顶板岩层运动的过程及其变形特征 ,明确了顶板岩层运动各阶段巷旁充填体的作用 ,根据充填体与顶板相互作用原理 ,确定了各阶段沿空留巷巷旁充填体支护阻力的控制设计原则。

关键词：沿空留巷巷旁支护岩层控制回采巷道

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布尔台矿综放工作面端面冒顶影响因素研究

采矿与安全工程学报 2018年第6期35卷 1170-1176页

作者：宋桂军李化敏河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 神华神东煤炭集团公司陕西神木719315

针对神东矿区布尔台煤矿首个综采放顶煤工作面回采过程中频繁出现的端面漏冒及片帮问题,采用现场实测、数值模拟等方法研究42103综放面端面片帮、漏冒特征及其影响因素。基于现场实测统计,分析了42103综放面端面片帮冒顶程度及分布特征... 详细信息

针对神东矿区布尔台煤矿首个综采放顶煤工作面回采过程中频繁出现的端面漏冒及片帮问题,采用现场实测、数值模拟等方法研究42103综放面端面片帮、漏冒特征及其影响因素。基于现场实测统计,分析了42103综放面端面片帮冒顶程度及分布特征,建立了端面冒高与支架端面距及支架阻力之间的回归方程,得出煤岩体冒高、片帮与端面距呈线性正相关,与支架工作阻力为倒幂函数相关性关系,煤岩体冒高与片深呈对数相关关系。在此基础上,模拟优化该综放面端面漏冒防控技术参数,即两柱掩护式支架综放面端面距小于0.75m、支架工作阻力大于12000kN时的端面顶板控制效果好。研究成果为神东矿区类似开采条件以及布尔台矿后续综放工作面的安全高效开采提供参考。

关键词：端面冒顶片帮端面距支架阻力回归分析

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大理岩蠕变特性试验研究

岩石力学与工程学报 2004年第22期23卷 3745-3749页

作者：李化敏李振华苏承东河南理工大学资源与材料工程系中国矿业大学资源学院北京100083

岩石的流变特性是岩石重要的力学特性之一,它控制着岩石的蠕变参数。利用自行研制的UCT-1型蠕变试验装置,采用单调连续加载和分级加载方式,对南阳大理岩进行了单轴压缩蠕变试验研究。根据试验结果,将蠕变强度与瞬时强度进行了比较,得出... 详细信息

岩石的流变特性是岩石重要的力学特性之一,它控制着岩石的蠕变参数。利用自行研制的UCT-1型蠕变试验装置,采用单调连续加载和分级加载方式,对南阳大理岩进行了单轴压缩蠕变试验研究。根据试验结果,将蠕变强度与瞬时强度进行了比较,得出蠕变强度与瞬时强度之比为0.9左右的结论。拟合试验曲线得出了蠕变曲线经验公式,认为蠕变试验曲线接近对数规律;并分析了曲线的特点,建立了由Kelvin模型和Maxwell模型串联组成的Burgers大理岩蠕变理论模型,求出了相应的蠕变参数。

关键词：岩石力学大理岩蠕变试验理论模型蠕变参数

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含水煤样破裂过程中的声发射及分形特性研究

采矿与安全工程学报 2015年第4期32卷 665-670,676页

作者：高保彬李回贵李化敏李林苏承东煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454003 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地安全科学与工程学院河南焦作454003

为了研究含水煤样破裂过程中的声发射及分形特征,以余吾煤业3#煤层煤样为研究对象,利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和AE-win E1.86型声发射监测仪,分别对干燥、自然和饱和煤样进行单轴压缩下的声发射试验,对声发射计数序列进行了分... 详细信息

为了研究含水煤样破裂过程中的声发射及分形特征,以余吾煤业3#煤层煤样为研究对象,利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和AE-win E1.86型声发射监测仪,分别对干燥、自然和饱和煤样进行单轴压缩下的声发射试验,对声发射计数序列进行了分形特征分析。研究结果表明:含水量的增加会造成单轴抗压强度的降低;3种状态煤样破裂过程中的声发射参数的演化过程大致相同,可以分为3个阶段,即初始声发射平静期、声发射活跃期和峰后声发射平静期;自然煤样与干燥煤样相比,声发射计数下降了49.95%,声发射累计计数下降了37.04%;饱和煤样与干燥煤样相比,声发射计数下降了77.48%,声发射累计计数下降了52.17%;干燥煤样、自然煤样和饱和煤样破裂过程中都具有分形特征,声发射计数分维值都会出现波动上升→突降→最大值的现象,这可以作为一种煤岩动力灾害预测的前兆信息。

关键词：饱和煤样声发射单轴压缩分形关联维数

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基于可拓论的科学采矿评价方法

采矿与安全工程学报 2013年第1期30卷 57-62页

作者：李东印李化敏周英河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

为了推动科学采矿的量化评价,提出了"安全开采、绿色开采、高回收率开采、集约化高效开采、智能化开采和完全成本开采"等6个反映科学采矿的内涵指标,及"资源禀赋条件、安全技术保障、科学管理保障、经济与社会效益"等4个与科学采矿息息... 详细信息

为了推动科学采矿的量化评价,提出了"安全开采、绿色开采、高回收率开采、集约化高效开采、智能化开采和完全成本开采"等6个反映科学采矿的内涵指标,及"资源禀赋条件、安全技术保障、科学管理保障、经济与社会效益"等4个与科学采矿息息相关的外延指标,构建了"10-42-63"结构的科学采矿评价指标体系。论述了科学采矿与可拓论之间的关系,同时,以可拓论、主观动态赋权方法、线性加权综合方法、专家定参方法等为手段,提出了科学采矿等级的评价方法,研发了适用于各种类型井工矿井评价的ESSM软件,可分别或同时计算被评价矿井的科学采矿等级和科学采矿指数。

关键词：科学采矿可拓论科学采矿等级评价方法

大采高液压支架初撑力与额定工作阻力合理比值研究

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采矿与安全工程学报 2018年第4期35卷 725-733页

作者：刘闯李化敏张群磊河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 麦吉尔大学采矿与材料工程系

基于连续介质力学的离散元方法,建立液压支架数值模拟模型,将该液压支架置于工作面开采的实际物理过程中,实现综采工作面开采过程中液压支架与围岩耦合的动态数值模拟。以鄂尔多斯矿区某矿综采工作面覆岩条件及液压支架实际工作特性为基... 详细信息

基于连续介质力学的离散元方法,建立液压支架数值模拟模型,将该液压支架置于工作面开采的实际物理过程中,实现综采工作面开采过程中液压支架与围岩耦合的动态数值模拟。以鄂尔多斯矿区某矿综采工作面覆岩条件及液压支架实际工作特性为基础,进行了综采工作面液压支架不同工作阻力条件下的数值开采试验。直观地反映了液压支架在不同初撑力、额定工作阻力条件下对上覆岩层下沉量变化和液压支架运行工况的影响。数值计算结果表明,液压支架初撑力对控制顶板岩层下沉量的作用比额定工作阻力大,当液压支架初撑力与额定工作阻力的比值为0.65~0.70时,具有最佳的运行工况。为类似条件下的大采高液压支架工作阻力选定提供了参考。

关键词：大采高液压支架初撑力额定工作阻力数值模拟

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三维动静组合加载含水煤样强度特征试验研究

岩石力学与工程学报 2017年第10期36卷 2406-2414页

作者：王文李化敏顾合龙河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 辽宁工程技术大学煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000 山西煤炭进出口集团有限公司太原山西030006

为探讨含水煤样动静组合加载下的力学特征,利用改进split Hopkinson pressure bar(SHPB)和RMT–150试验系统对自然和饱水7 d煤样进行了三维动静组合加载、三维静载对比试验。结果表明:三维静载试验中,自然煤样峰值强度变化幅度为10.49%... 详细信息

为探讨含水煤样动静组合加载下的力学特征,利用改进split Hopkinson pressure bar(SHPB)和RMT–150试验系统对自然和饱水7 d煤样进行了三维动静组合加载、三维静载对比试验。结果表明:三维静载试验中,自然煤样峰值强度变化幅度为10.49%,饱水7 d煤样峰值强度变化幅度为59.98%,饱水强度软化系数为0.81;三维动静组合加载试验中,轴压强度低于单轴静载煤样强度的55%时,饱水7 d煤样的动态强度高于自然煤样动态强度,饱水7 d煤样比自然煤样动态强度分别提高了7.85%~18.44%(围压4 MPa)和8.71%~19.84%(围压8 MPa);不同围压相同轴压试验中,自然和饱水7 d煤样的动态强度随着围压增大均呈增大趋势,饱水7 d煤样动态强度增加幅度比自然煤样动态强度增加幅度大,表明饱水煤样对围压变化的响应较强。揭示饱水对煤样的强度影响较显著,但应变率起到控制作用,中或高应变率条件下裂隙水与裂隙耦合形成较大刚度,三维动静组合加载饱水煤样动态强度呈增高特征。

关键词：岩石力学 SHPB试验动静加载饱水煤样动态强度

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瓦斯压力对煤样冲击倾向性的影响试验研究

煤炭学报 2018年第B06期43卷 140-148页

作者：高保彬王祖洸李化敏苏承东煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454003 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454003 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

以深部高瓦斯矿井复合动力灾害为研究背景,以瓦斯压力对煤样的冲击倾向性的影响为研究目的,以RMT-150C型岩石力学试验机为载体,研发含瓦斯煤岩单轴压缩条件下受载变形破坏实验装置,并结合XL2101C程控静态电阻应变仪组成含瓦斯煤单轴压... 详细信息

以深部高瓦斯矿井复合动力灾害为研究背景,以瓦斯压力对煤样的冲击倾向性的影响为研究目的,以RMT-150C型岩石力学试验机为载体,研发含瓦斯煤岩单轴压缩条件下受载变形破坏实验装置,并结合XL2101C程控静态电阻应变仪组成含瓦斯煤单轴压缩实验系统,进行含瓦斯煤的冲击倾向性指标测定试验。试验结果表明:煤样在充气过程和吸附瓦斯过程均存在扩容现象,煤样体积随瓦斯压力的增大而增加,吸附过程煤样体积变化分为两个阶段:加速变形阶段和平缓阶段;随着瓦斯压力从0增加到2 MPa,煤样的动态破坏时间增加547.64%,煤样的弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度分别降低85.29%,96.24%和58.78%,综合评价结果为冲击倾向性降低。

关键词：含瓦斯煤瓦斯压力单轴压缩冲击倾向性动力灾害