检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤层厚度影响下大直径钻孔卸压释能机理

煤炭科学技术 2024年第6期52卷 40-50页

作者：张东晓王翔宇郭伟耀张悦颖赵同彬吴震方恒宇张骞山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 长崎大学工学研究科日本长崎852-8521 兖矿能源鄂尓多斯能化有限公司内蒙古鄂尔多斯017000 石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所河北石家庄050043

煤层厚度变化是影响大直径钻孔卸压效果的重要因素之一。基于等效弹性模量原理建立了大直径钻孔卸压弹性力学模型,以某矿不同工作面为工程背景,研究了不同煤层厚度条件下大直径钻孔卸压煤体应力分布特征和能量释放规律,探讨了煤层厚度... 详细信息

煤层厚度变化是影响大直径钻孔卸压效果的重要因素之一。基于等效弹性模量原理建立了大直径钻孔卸压弹性力学模型,以某矿不同工作面为工程背景,研究了不同煤层厚度条件下大直径钻孔卸压煤体应力分布特征和能量释放规律,探讨了煤层厚度影响下大直径钻孔卸压释能机理。研究结果表明:当大直径钻孔卸压参数相同时,薄煤层中原岩应力、钻孔切向应力及其塑性区范围均大于厚煤层;大直径钻孔周边应力峰值随煤层厚度增加呈非线性减小趋势,当煤层厚度由1 m增加到9 m,应力峰值由23.2 MPa降低到20.2 MPa,降低12.9%;大直径钻孔卸压释能率随着煤层厚度增加呈减小趋势,当煤层厚度由1 m增加到9 m,大直径钻孔卸压释能率由68.7%降低到45.8%,即相同大直径钻孔卸压参数条件下薄煤层卸压效果更好;当大直径钻孔卸压参数相同时,钻孔切向应力随着煤层厚度增加而减小,导致煤体破碎区和塑性区范围以及存储弹性能释放量减小,即钻孔卸压释能率降低。某矿1208工作面和1203工作面煤层厚度分别为9.08、4.95 m,虽然两工作面采取了相同的大直径钻孔参数,但1208工作面巷道围岩变形破坏更为严重,对大直径卸压钻孔参数优化后,煤体平均钻屑量由2.48 kg/m下降到1.76 kg/m,表明随着煤层厚度增加,需采取减小钻孔间距、增大钻孔直径等措施来达到更好的卸压效果。

关键词：冲击地压大直径钻孔煤层厚度应力演化卸压释能

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

损伤岩石声发射演化特征及响应机制试验研究

煤田地质与勘探 2024年第3期52卷 96-106页

作者：张凯张东晓赵勇强杨英明郭伟耀孙鹏胥林鹏付光胜北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用全国重点实验室北京102211 国家能源投资集团有限责任公司北京100011 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 中国冶金地质总局青岛地质勘查院山东青岛266590

岩石内部损伤演化是导致岩土工程灾害的原因之一,揭示岩石破裂过程中的关键参数响应特征可为岩石破坏后失稳状态识别提供依据,对于岩体工程灾害预警防控至关重要。通过循环加载-卸载(加卸载)试验制备不同损伤程度粉砂岩试样,利用损伤试... 详细信息

岩石内部损伤演化是导致岩土工程灾害的原因之一,揭示岩石破裂过程中的关键参数响应特征可为岩石破坏后失稳状态识别提供依据,对于岩体工程灾害预警防控至关重要。通过循环加载-卸载(加卸载)试验制备不同损伤程度粉砂岩试样,利用损伤试样开展单轴加载试验,分析试样损伤程度与波速关系及声发射演化规律,探讨不同损伤程度岩石的声发射响应机制。结果表明:(1)损伤试样纵波波速随着损伤程度增加呈线性减小趋势,但声发射振铃计数由阶段性递增转变为加载全过程迅速增加,声发射能量在屈服阶段由小幅度突增转变为快速增加。(2)反映岩石内部不同尺度裂隙发展趋势的声发射b值峰值区由峰后破坏阶段向压密阶段转移,造成峰后破坏阶段失稳特征不明显,反映岩体内部声发射源集中程度和能量尺度的S值在压密至屈服阶段由低位中幅度波动转变为高位小幅度波动,表明岩石在峰前阶段产生非稳定破坏。(3)损伤试样破裂过程随着损伤程度增加由晶间滑移主导型转变为裂隙发育主导型,导致声发射高频低能(400~800 kHz、0~250 aJ)信号由零星出现转变为加载全过程密集分布,以及高频信号带变宽。(4)损伤岩石内部裂隙发育程度不同是导致声发射响应机制差异化的根本原因,岩石内部裂隙密度随着损伤程度增加而增大,造成其在受载过程中由渐进式稳定破坏模式向突发式非稳定破坏模式转变,同时加载过程中声发射信号活跃度及强度增强。研究获得了不同损伤程度岩石的声发射参数特征,可为工程岩体损伤程度识别提供理论依据。

关键词：损伤岩石波速声发射能量主频响应机制

大范围采动影响下特大断层构造区微震活动规律及调控方法

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2024年

作者：郭伟耀张悦颖谷雪斌公绪飞郭传清郭文静张骞张磊长崎大学工学研究科山西大同大学煤炭工程学院兖矿能源集团股份有限公司济宁二号煤矿山东科技大学能源与矿业工程学院石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所

为大范围采动影响下特大断层构造区冲击地压防控提供参考，以济宁二号煤矿落差达百米级八里铺断层构造区为工程背景，研究了全矿井及八里铺断层上下盘采区的微震活动规律，基于微震累积能量分析了八里铺断层活动性，探讨了特大断层构造... 详细信息

为大范围采动影响下特大断层构造区冲击地压防控提供参考，以济宁二号煤矿落差达百米级八里铺断层构造区为工程背景，研究了全矿井及八里铺断层上下盘采区的微震活动规律，基于微震累积能量分析了八里铺断层活动性，探讨了特大断层构造区微震活动调控方法，同时进行了工程实践。研究结果表明：大范围采动影响下，济宁二号煤矿微震事件以均匀分布于工作面及巷道区域的低能量量级事件为主，主要来源于顶板岩层运动；沿八里铺断层面没有产生集中、连续、大范围分布的微震事件，但微震事件随着工作面与断层距离减小而增加，即开采对断层具有明显扰动效应，但目前采动强度不足以造成八里铺断层活动；断层构造区微震最高累积能量整体呈稳定趋势，但集中位置随采掘状态改变而不断变化，尤其受工作面回采速度及强度影响较为明显；留设大宽度保护煤柱是调控特大断层构造区微震活动的有效方法，同时辅以顶板预裂和煤体卸压，能够实现特大断层构造区域煤层安全开采。基于不同类型断层在回采过程中的冲击地压防控思路，针对八里铺断层构造区103下03工作面进行了工程实践，发现回采过程中工作面微震活动强度明显减弱，单日微震总能量降低，而单日微震频次增加，即能量释放呈多次低能释放的特征。

关键词：大范围采动特大断层微震冲击地压防控

深部煤巷帮部失稳诱冲机理及“卸-固”协同控制研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2020年第1期45卷 66-81页

作者：谭云亮郭伟耀赵同彬孟祥军山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿业工程国家级实验教学示范中心山东青岛266590 兖矿集团有限公司山东邹城273500

采用室内试验、理论分析、数值模拟和工程实践相结合的综合研究方法,研究了“煤体”自身能量释放型和“煤体+顶底板”共同能量释放型两类煤巷帮部失稳诱冲机理,分析了深部煤巷帮部不同破坏类型的能量释放特征,揭示了深部煤巷帮部“卸-... 详细信息

采用室内试验、理论分析、数值模拟和工程实践相结合的综合研究方法,研究了“煤体”自身能量释放型和“煤体+顶底板”共同能量释放型两类煤巷帮部失稳诱冲机理,分析了深部煤巷帮部不同破坏类型的能量释放特征,揭示了深部煤巷帮部“卸-固”协同控制机理,研发了深部煤巷帮部失稳“卸-固”协同控制技术。结果表明:①顶底板及煤体内积聚弹性变形能共同释放是导致深部煤巷帮部发生冲击破坏的基本力学机制;②深部煤巷帮部按破坏程度由弱到强依次为产生宏观裂缝、轻微帮鼓片帮、严重片帮和帮部整体抛出共4类破坏形态;③产生宏观裂缝和轻微帮鼓片帮破坏驱动能量主要来自煤体本身,而严重片帮和帮部整体抛出破坏驱动能量来自煤体和顶底板共同作用;④深部煤巷帮部冲击地压防控应从“卸”和“固”两方面入手,包括巷帮浅部破裂区煤体加固和巷帮深部完整区煤体及顶底板卸压,实现煤巷帮部冲击地压“卸-固”协同控制。如何提升巷道锚固支护系统与围岩结构耦合吸能水平,构建冲击地压灾害"卸-固"协同控制理论与技术体系,是深部开采冲击地压防治工程中需重点研究内容之一。

关键词：深部开采煤巷冲击地压能量释放卸压支护协同控制

大松动圈围岩锚网索联合支护参数确定方法探讨

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土力学 2016年第7期37卷 2021-2027页

作者：于凤海赵同彬胡善超郭伟耀山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

对大松动圈围岩巷道,单一锚杆支护难以实现对整个破裂区围岩的锚固控制,采用锚网索联合支护时,应考虑锚杆支护对联合支护设计的作用。通过分析大松动圈围岩锚杆锚固支护机制,提出量化锚杆支护作用的锚固承载系数,形成锚网索联合支护参... 详细信息

对大松动圈围岩巷道,单一锚杆支护难以实现对整个破裂区围岩的锚固控制,采用锚网索联合支护时,应考虑锚杆支护对联合支护设计的作用。通过分析大松动圈围岩锚杆锚固支护机制,提出量化锚杆支护作用的锚固承载系数,形成锚网索联合支护参数量化计算方法。研究结果表明：锚杆锚固支护后将大松动圈围岩分为浅层锚固区和深层破裂区,浅层锚固区具有一定承载能力,可视作锚索的等效托盘;在锚网索联合支护中,浅层锚固区承载结构稳定的条件是锚固结构承载力大于环向轴力且能够有效控制破裂区围岩;锚固承载系数大小主要取决于浅层锚固区与破裂区和锚杆预紧力与设计锚固力的关系,对于大松动圈围岩其取值范围为0.45~0.75。经现场试验可知,巷道顶底板移近量为273 mm,两帮移近量为393 mm,表面位移曲线趋于平稳,采用该方法得到的锚网索支护参数有效保证了巷道的正常使用。

关键词：大松动圈锚网索联合支护浅层锚固区锚固承载系数

卸压开采影响下回采巷道支护强度量化计算方法探讨

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

采矿与安全工程学报 2016年第3期33卷 460-466页

作者：于凤海赵同彬谭云亮郭伟耀山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为实现卸压开采状况下回采巷道支护强度的定量化确定，采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法，探讨了卸压开采状况下底板应力分布特征，提出了卸压开采影响系数，给出了卸压开采影响下回采巷道支护强度量化确定方法，并进行了... 详细信息

为实现卸压开采状况下回采巷道支护强度的定量化确定，采用理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法，探讨了卸压开采状况下底板应力分布特征，提出了卸压开采影响系数，给出了卸压开采影响下回采巷道支护强度量化确定方法，并进行了现场工程实践。研究结果表明：卸压开采后煤层底板可划分为底板破裂区（弧形）、应力降低区（抛物线形）、应力增高区（椭圆形）和原岩应力区，应力降低区深度为采空区宽度的60%～70%，应力增高区宽度为3.0倍外应力场宽度，深度范围约为5.0倍外应力场宽度。卸压开采影响系数取值范围为0～1.0，卸压开采影响重点区域为底板40 m 深度范围内。通过现场监测表明，受卸压开采影响，下层煤回采巷道所需支护强度降低，当支护间距由600 mm 增加至800 mm，顶底板移近量反而减小了46.5%，两帮移近量减小了46.7%。考虑卸压开采影响，使得回采巷道支护强度确定更加合理。

关键词：卸压开采回采巷道卸压开采影响系数支护强度定量化

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制

煤炭学报 2016年第7期41卷 1659-1666页

作者：赵同彬郭伟耀谭云亮张泽程康康山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590

针对地质构造区域煤层开采容易发生冲击地压的情况,建立了煤岩组合体力学模型,研究了煤厚变化对超前支承压力分布特征和能量演化规律的影响,揭示了煤厚变异区煤层开采冲击地压发生的力学机制。研究表明:煤厚变薄区的原岩应力比变厚区大... 详细信息

针对地质构造区域煤层开采容易发生冲击地压的情况,建立了煤岩组合体力学模型,研究了煤厚变化对超前支承压力分布特征和能量演化规律的影响,揭示了煤厚变异区煤层开采冲击地压发生的力学机制。研究表明:煤厚变薄区的原岩应力比变厚区大,煤厚减小率或岩煤弹性模量比越大,应力变化梯度越大;工作面由厚向薄回采,超前支承压力呈"双峰值"分布,而工作面由薄向厚回采,超前支承压力呈"单峰值"分布;冲击地压发生时,工作面由厚向薄回采,第2峰值应力区内形成高能区会阻碍能量向煤壁深部传递,产生的冲击能量将主要向巷道或工作面临空面释放,而工作面由薄向厚回采,冲击能量可向煤壁深部转移,冲击影响范围小。现场案例分析及工程实践表明,工作面由薄向厚回采更有利于防冲。

关键词：冲击地压煤厚变异机制能量传递

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

深部巷道动静载试验系统研制及初步应用

岩石力学与工程学报 2022年第8期41卷 1513-1524页

作者：谭云亮郭伟耀赵同彬张东晓谷雪斌谭彦山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590

为研究动静载作用下深部巷道围岩破坏失稳机制,自主研发一套新型深部巷道动静载试验系统。该系统由主体框架、箱体、移动平台、静态加载系统、动载扰动系统和巷道反力装置组成,可实现“高静载+动载扰动”复杂应力加载条件。本文以深部... 详细信息

为研究动静载作用下深部巷道围岩破坏失稳机制,自主研发一套新型深部巷道动静载试验系统。该系统由主体框架、箱体、移动平台、静态加载系统、动载扰动系统和巷道反力装置组成,可实现“高静载+动载扰动”复杂应力加载条件。本文以深部巷道围岩应力演化过程为依据,初步开展验证性试验。结果表明:该试验系统框架结构紧凑、箱体移动便利、系统操作简便;静态加载系统可实现轴向与侧向分级同步均匀加载,且具备长时间保载功能;动载扰动系统中的作动器可根据预设波形进行循环加卸载扰动,轴向落锤扰动装置和侧向摆锤扰动装置可进行单次锤击扰动;巷道反力装置虽然一定程度可模拟巷道开挖卸荷行为,但不便于观测巷道围岩变形破坏过程,后续将以人工开挖巷道方式开展相关研究;巷道围岩应力分布规律与现场实际相符,试验系统能够较好地还原地下工程中动静叠加复杂应力环境。研发的试验系统可开展大尺度深部巷道物理相似模型试验,对于研究深埋巷道动静载叠加诱冲机制、复杂应力环境下巷道围岩变形破坏规律、卸-支协同防冲作用原理以及远场能量传播衰减机制等具有重要价值与意义。

关键词：采矿工程深部巷道试验系统动静载应力扰动围岩应力相似模拟

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

巷道近场围岩能量释放规律及诱冲机制

煤炭学报 2021年第S2期46卷 609-620页

作者：谭彦郭伟耀谭云亮赵同彬肖亚勋陈洋山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 山东能源集团有限公司山东济南250014

针对冲击地压发生伴随大量能量释放这一特征,通过理论分析和数值模拟建立了巷道近场围岩能量释放模型,分析了巷道近场围岩能量释放规律,揭示了巷道近场围岩动能释放致冲机制,并进行了工程案例验证。结果表明:冲击体破坏释放的动能大小... 详细信息

针对冲击地压发生伴随大量能量释放这一特征,通过理论分析和数值模拟建立了巷道近场围岩能量释放模型,分析了巷道近场围岩能量释放规律,揭示了巷道近场围岩动能释放致冲机制,并进行了工程案例验证。结果表明:冲击体破坏释放的动能大小随应力集中系数、冲击体宽度增加呈非线性增大趋势,但随塑性区宽度增加呈非线性减小趋势;当支承压力影响范围一定时,弹性区煤体驱动冲击体动力破坏的能量随塑性区煤体宽度增加呈非线性减小趋势;顶底板驱动冲击体动力破坏的能量随冲击体宽度、顶底板厚度增加而增大,但随塑性区煤体宽度增大而减小;随着顶底板弹性模量增大,其驱动冲击体动力破坏的能量减小并趋于稳定,但此时弹性区煤体的驱动能量呈线性增大趋势;近场围岩能量释放过程中,巷帮煤体各区域的能量调整不协调,造成煤体内部高能量梯度的产生,使煤体更易向巷道临空面释放冲击能量。近场围岩的冲击体宽度增加,不仅冲击体自身释放能量增加,而且弹性区煤体和顶底板的驱动能量均增加,极易使冲击体储存的弹性应变能与弹性区煤体及顶底板的驱动能量之和与冲击体破坏消耗的能量之比大于1,达到冲击地压灾害发生的临界值。

关键词：冲击地压巷道近场围岩能量释放能量驱动诱冲机制