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冲击地压粘滑失稳的混沌特性

重庆大学学报（自然科学版） 2009年第6期32卷 633-637,662页

作者：黄滚尹光志重庆大学资源及环境科学学院重庆400030 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400030

为探讨冲击地压发生的非线性特征,在分析断层型或构造型冲击地压粘滑失稳的原因和特点基础上,引入了模拟粘滑失稳的双滑块模型。理论分析表明,双滑块模型在对称情况下,完全相同的2个滑块可以造成空间上不相同的滑块运动,但其动力学行为... 详细信息

为探讨冲击地压发生的非线性特征,在分析断层型或构造型冲击地压粘滑失稳的原因和特点基础上,引入了模拟粘滑失稳的双滑块模型。理论分析表明,双滑块模型在对称情况下,完全相同的2个滑块可以造成空间上不相同的滑块运动,但其动力学行为只表现出周期性的特点;在非对称的情况下,滑块的粘滑失稳表现出复杂的混沌行为。通过适当考虑模型参数物理意义以及对参数值进行选取,该模型可用于解释断层型或构造型冲击地压粘滑失稳机理,描述其动力学行为复杂的非线性混沌特性。

关键词：冲击地压粘滑混沌双滑块模型

不同含水率煤岩受压变形破坏全过程声发射特征试验研究

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岩石力学与工程学报 2012年第6期31卷 1115-1120页

作者：秦虎黄滚王维忠重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学资源及环境科学学院重庆400030 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030

以晋城煤业集团赵庄矿3#煤层的无烟煤为研究对象,运用京岛AG–250kN刚性岩石试验机、数字式应变数据采集仪、声发射监测系统和自行研制的煤岩固–气耦合细观力学试验装置,进行不同含水率煤样在常规单轴压缩下的声发射特征试验。结果表明... 详细信息

以晋城煤业集团赵庄矿3#煤层的无烟煤为研究对象,运用京岛AG–250kN刚性岩石试验机、数字式应变数据采集仪、声发射监测系统和自行研制的煤岩固–气耦合细观力学试验装置,进行不同含水率煤样在常规单轴压缩下的声发射特征试验。结果表明,含水率的不同使煤样的强度和声发射特征产生明显差异,随着含水率的增加,煤样的单轴抗压强度逐渐减小。干燥状态的煤样强度较大,整个破坏过程中的变形较大,弹性变形阶段持续时间较长。在密实阶段,不同含水率的煤样几乎没有出现声发射信号,干燥状态的煤样只出现少量的信号且基本没有变化,干燥状态的煤样声发射平均事件率为不同含水率煤样的4～10倍。进入弹性阶段后,不同含水率的煤样和干燥状态的煤样的声发射事件率均比较稳定,声发射平均事件率相差不大,但干燥状态的煤样声发射事件率持续时间更长。进入塑性阶段,不同含水率的煤样与干燥状态的煤样的声发射信号均明显增大,与弹性阶段相比,煤样的声发射平均事件率是弹性阶段的5～7倍。进入破坏阶段后,不同含水率的煤样声发射事件率低于干燥状态的煤样。含水量增加使声发射累积振铃计数减少,同时使产生明显声发射的时间滞后,试验结果表明水对煤样的力学特性和声发射特征有明显影响。

关键词：采矿工程不同含水率单轴试验破坏过程应力–应变特性声发射特征

煤瓦斯多场耦合显微观测试验装置的研制与应用

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岩土力学 2015年第S2期36卷 715-721页

作者：黄滚张鑫尹光志郭虎熊洋涛重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学资源与环境科学学院重庆400030

为揭示在温度、地应力和瓦斯压力等多场作用下煤与瓦斯(methane)相互作用对煤矿瓦斯抽采、CO2注气强化瓦斯开采及CO2在深部不可采煤层的封存具有的重要意义,更精确地从微观角度观测在多物理场耦合条件下煤瓦斯相互作用的动态过程,研制... 详细信息

为揭示在温度、地应力和瓦斯压力等多场作用下煤与瓦斯(methane)相互作用对煤矿瓦斯抽采、CO2注气强化瓦斯开采及CO2在深部不可采煤层的封存具有的重要意义,更精确地从微观角度观测在多物理场耦合条件下煤瓦斯相互作用的动态过程,研制了一种在多场耦合条件下带显微观测装置的煤瓦斯试验装置。该装置由密封容器与施力夹持机构、气压系统、温度场系统、显微观测系统4部分组成,能够通过显微观测装置结合图像处理技术,直接观测多场条件下煤与不同气体的相互作用所引起的细微变化。利用该装置进行了无应力加载、相同温度、相同气压下的瓦斯、CO2的吸附膨胀试验。研究发现,(1)试件在两种气体的变形大致经历了快速增长、缓慢增长直至平衡3个阶段,类似于吸附等温曲线;(2)试件在CO2气体中达到吸附饱和的时间比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和的时间要短;(3)试件在瓦斯气体中的最大线性应变约为0.15%,相同条件下试件在CO2气体中的最大线应变约为0.5%,相同条件下试件在CO2气体中达到吸附饱和时的最大应变比试件在瓦斯气体中达到吸附饱和时的最大应变大3倍左右。研制的装置具有结构简单、直观、精度高的特点。

关键词：煤瓦斯多场耦合显微观测吸附膨胀试验

不同应力路径下含瓦斯煤岩渗流特性与声发射特征实验研究

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岩石力学与工程学报 2013年第7期32卷 1315-1320页

作者：尹光志秦虎黄滚重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学资源及环境科学学院重庆400030 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030

对含瓦斯煤岩进行常规三轴路径和卸围压路径的渗流特性与声发射特征实验,研究2种路径下煤岩失稳破坏过程中渗流特性和声发射特征的差异。结果表明:常规三轴路径和卸围压路径下含瓦斯煤岩的应力、瓦斯流量与声发射信号均具有较好的相关... 详细信息

对含瓦斯煤岩进行常规三轴路径和卸围压路径的渗流特性与声发射特征实验,研究2种路径下煤岩失稳破坏过程中渗流特性和声发射特征的差异。结果表明:常规三轴路径和卸围压路径下含瓦斯煤岩的应力、瓦斯流量与声发射信号均具有较好的相关性,2种路径下含瓦斯煤岩的流量曲线具有相似的变化规律,常规三轴路径下瓦斯流动困难点存在滞后性,卸围压路径下瓦斯流动困难点与卸围压起始点相对应。与常规三轴路径相比,卸围压路径下含瓦斯煤岩失稳破坏过程中产生的累积损伤要大,从卸围压起始点开始声发射累积振铃数曲线斜率明显增大,且在失稳破坏点出现了急剧增大的拐点。2种路径下含瓦斯煤岩的声发射幅值曲线变化规律不同,与常规三轴路径相比,卸围压路径下含瓦斯煤岩的声发射幅值曲线呈现出以卸围压起始点为界的双峰状态。

关键词：岩石力学常规三轴实验卸围压渗流特性声发射特征

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不同瓦斯压力下煤岩声发射特征试验研究

岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 3719-3725页

作者：秦虎黄滚蒋长宝李文璞重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学资源及环境科学学院重庆400030 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030

利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置配合声发射监测系统,进行不同瓦斯压力作用下煤岩在常规三轴压缩下的声发射(AE)特征试验。研究结果表明,瓦斯压力对煤岩起到软化作用,随着瓦斯压力的增加煤岩在加载过程中的脆性减弱,... 详细信息

利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置配合声发射监测系统,进行不同瓦斯压力作用下煤岩在常规三轴压缩下的声发射(AE)特征试验。研究结果表明,瓦斯压力对煤岩起到软化作用,随着瓦斯压力的增加煤岩在加载过程中的脆性减弱,延性增强,抗压强度和弹性模量随着瓦斯压力的增加呈现出减小的趋势。根据试验所得煤岩声发射特征与应力–应变以及声发射累积振铃数与应变关系,得出在常规三轴压缩破坏过程中不含瓦斯煤岩的破裂类型为突然破裂型,含瓦斯煤岩的破裂类型为稳定破裂型。在同时考虑应力和瓦斯压力引起煤岩损伤的基础上,建立不同瓦斯压力作用下,由声发射累积振铃数表示的煤岩损伤关系式,并对所建立的损伤关系式进行验证,验证结果表明建立的基于声发射的煤岩损伤关系式从某种程度上真实地反映了含瓦斯煤岩的破坏过程及强度特征。

关键词：岩石力学破裂类型声发射特征损伤分析

细粒尾矿与土工合成材料界面作用特性的试验研究及其应用

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细粒尾矿与土工合成材料界面作用特性的试验研究及其应用

作者：黄滚重庆大学

学位级别：硕士

本文采用云南大红山铜矿龙都尾矿库的细粒尾矿作为填料土，以土工带和土工格珊为加筋材料进行了拉拔实验，对细粒尾矿与加筋材料的界面作用特性进行了研究，并对尾矿坝的稳定性进行了计算分析。拉拔实验结果表明，拉拔-位移曲线呈单峰... 详细信息

本文采用云南大红山铜矿龙都尾矿库的细粒尾矿作为填料土，以土工带和土工格珊为加筋材料进行了拉拔实验，对细粒尾矿与加筋材料的界面作用特性进行了研究，并对尾矿坝的稳定性进行了计算分析。拉拔实验结果表明，拉拔-位移曲线呈单峰状，并分为三个阶段：静摩擦拉紧阶段;动摩擦滑动阶段;残余动摩擦拉动阶段。实验定性分析了加筋材料与尾矿砂物理力学特性的关系。尾矿砂的密度和密实度越大，则似摩擦系数越大;尾矿砂含水量越大，似摩擦系数越小。根据摩擦加筋原理和准粘聚力原理计算了尾砂与加筋带的似摩擦系数。与其他类工程土相比较，尾矿与加筋带的似摩擦系数小于0.25，而其他类工程用土的似摩擦系数一般都大于0.25。本研究的应用分析取其为0.20。对云南大红山铜矿龙都尾矿库进行了不加筋和加筋的稳定性分析计算。不加筋的分析计算表明，在目前状态下尾矿坝是稳定的。但随着尾矿坝的继续堆高，将越来越趋向不稳定，需进行加固处理。根据加筋土的稳定性计算原理，除按常规计算对加筋后的细粒堆坝稳定性进行了分析计算外;结合拟静力分析地震作用方法，首次提出了将加筋材料的作用抵减部分地震力作用的抵减地震力法，并对坝体的稳定性进行了分析。本研究首次采用细粒尾矿砂作为加筋土的填料，为把加筋土技术应用于尾矿坝以提高尾矿坝稳定性进行了探索，丰富了加筋技术的基本原理，扩大了加筋技术的应用范围，具有重要的理论意义和工程实际价值。

关键词：加筋土尾矿界面作用特性尾矿坝稳定性

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无底柱分段崩落法进路宽度的优化确定

重庆大学学报（自然科学版） 2017年第11期40卷 28-36页

作者：黄滚丁红岗唐小龙王满重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源及环境科学学院重庆400044

进路宽度是反映无底柱分段崩落法技术经济效益的重要技术指标,为确定无底柱分段崩落法最优进路宽度,以新疆某铁矿为工程背景,基于随机介质放矿理论、wilson弹塑性理论、FLAC3D数值模型,通过矿柱稳定性分析提出了进路极限宽度公式,并得... 详细信息

进路宽度是反映无底柱分段崩落法技术经济效益的重要技术指标,为确定无底柱分段崩落法最优进路宽度,以新疆某铁矿为工程背景,基于随机介质放矿理论、wilson弹塑性理论、FLAC3D数值模型,通过矿柱稳定性分析提出了进路极限宽度公式,并得到该矿的进路极限宽度为7m。结合技术经济分析,采用最高积分法对7种进路宽度进行优化。优化结果表明,最优进路宽度为6.6m,除了可获得良好的放矿效果外,还可使每一进路增加60万元收益。该进路宽度综合考虑了安全、技术、经济等因素,既保证了采场的安全性、掘支技术的可行性,又降低了矿石的贫损指标,提高了回采的经济效益,研究成果对矿山生产具有实际指导意义。

关键词：无底柱分段崩落法极限进路宽度最高积分法优化

一种新型岩石类材料平面应变实验装置的研制和应用

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重庆大学学报（自然科学版） 2009年第5期32卷 566-571,581页

作者：黄滚尹光志王维忠重庆大学资源及环境科学学院重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点试验室重庆400030

介绍了一种新型岩石类材料平面应变实验装置的研制和应用。该装置的主要特点是可以通过一个厚壁筒液压缸对安置在其中的方形试件施加侧向压力(最小主应力),最高压力可达20 MPa,从而最大程度地减少了刚性加载所带来的端部约束问题,提高... 详细信息

介绍了一种新型岩石类材料平面应变实验装置的研制和应用。该装置的主要特点是可以通过一个厚壁筒液压缸对安置在其中的方形试件施加侧向压力(最小主应力),最高压力可达20 MPa,从而最大程度地减少了刚性加载所带来的端部约束问题,提高了实验精度。利用缸体本身的刚度对试件进行侧限的设计,使得装置结构紧凑,实验简单易行。采用弹性材料试件对装置进行了校准标定,并介绍了变形测量系统。最后,对岩石试件进行了平面应变实验,结果表明,该实验装置能较好地模拟平面应变状态。

关键词：岩石类材料平面应变实验装置分叉端部效应侧限

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煤与瓦斯突出能量耗散理论分析与试验研究

岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 3694-3702页

作者：熊阳涛黄滚罗甲渊唐小龙丁红岗重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学资源及环境科学学院重庆400030

为了深入研究煤与瓦斯突出的机制,从能量角度对煤与瓦斯突出有进一步认识和理解,基于煤与瓦斯突出综合作用假说,采用理论分析与试验相结合的方法,对煤与瓦斯突出的能量耗散情况进行深入分析,得到弹性潜能和瓦斯内能的计算表达式。建立... 详细信息

为了深入研究煤与瓦斯突出的机制,从能量角度对煤与瓦斯突出有进一步认识和理解,基于煤与瓦斯突出综合作用假说,采用理论分析与试验相结合的方法,对煤与瓦斯突出的能量耗散情况进行深入分析,得到弹性潜能和瓦斯内能的计算表达式。建立煤巷掘进煤与瓦斯突出力学模型,得到突出煤体与堆积位置的数学函数关系式,并根据突出煤体的堆积状态和破碎情况,计算突出煤体的移动功、摩擦功和破碎功,从而构建煤与瓦斯突出和煤、瓦斯的物理力学参数、巷道结构参数之间的突出条件式。研制高压气体瞬间对称卸压破煤试验装置,从试验角度分析煤的力学性质、瓦斯和地应力对煤与瓦斯突出的影响因素,对煤与瓦斯突出进行试验模拟。试验结果表明:突出煤的抗压强度、坚固性系数明显低于非突出煤;在单因素瓦斯作用下,较低的瓦斯压力不能使完整的煤体破碎抛出,地应力对煤与瓦斯突出有着重要影响;煤与瓦斯突出是一个温度下降过程。

关键词：采矿工程煤与瓦斯突出弹性潜能瓦斯内能