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采动影响下高压线塔与地基、基础协同作用模型研究

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煤炭学报 2011年第7期36卷 1075-1080页

作者：郭文兵雍强河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

采用理论分析的方法,建立了协同作用力学模型。在此基础上,根据采动区地表变形曲线和边界条件,求解独立基础高压线塔桁架结构的挠曲线微分方程,再由挠曲线方程求解高压线塔桁架结构附加变形和附加内力。研究表明:采动影响下地基、基础... 详细信息

采用理论分析的方法,建立了协同作用力学模型。在此基础上,根据采动区地表变形曲线和边界条件,求解独立基础高压线塔桁架结构的挠曲线微分方程,再由挠曲线方程求解高压线塔桁架结构附加变形和附加内力。研究表明:采动影响下地基、基础与铁塔结构的协同变形理论模型能更好地描述采动影响下高压线铁塔移动变形特征,可以计算采动影响下高压线路铁塔的移动变形及附加应力,并通过计算实例进行了验证。

关键词：高压线塔协同变形理论地表移动变形桁架结构采动损害与保护

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走向条带煤柱破坏失稳的尖点突变模型

岩石力学与工程学报 2004年第12期23卷 1996-2000页

作者：郭文兵邓喀中邹友峰焦作工学院资源与材料工程系中国矿业大学环境与测绘学院徐州221008 中国矿业大学环境与测绘学院

走向条带煤柱的破坏失稳是典型的偏离平衡态的非线性过程。在建立走向条带煤柱力学模型的基础上,应用突变理论建立了走向条带煤柱滑移破坏失稳的尖点突变模型,导出了条带煤柱破坏失稳的充要条件表达式。该突变模型考虑了地下水对条带煤... 详细信息

走向条带煤柱的破坏失稳是典型的偏离平衡态的非线性过程。在建立走向条带煤柱力学模型的基础上,应用突变理论建立了走向条带煤柱滑移破坏失稳的尖点突变模型,导出了条带煤柱破坏失稳的充要条件表达式。该突变模型考虑了地下水对条带煤柱稳定性的影响,认为地下水的作用主要是通过软化煤柱弹性核区的强度、降低煤柱弹性核区的刚度从而降低条带煤柱的稳定性。并根据模型对走向条带煤柱破坏失稳的机理进行了分析。为条带开采煤柱的稳定性及破坏失稳研究提供了新的理论方法。

关键词：采矿工程条带开采条带煤柱尖点突变模型

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条带煤柱的突变破坏失稳理论研究

中国矿业大学学报 2005年第1期34卷 77-81页

作者：郭文兵邓喀中邹友峰河南理工大学资源与材料工程系河南焦作454000 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221008

条带开采煤柱的稳定与否是条带开采成败的关键.其破坏失稳是典型的偏离平衡态的非线性过程.应用突变理论建立了条带煤柱突变破坏失稳的尖点突变模型,导出了条带煤柱破坏失稳的充要条件表达式.并根据模型对条带煤柱破坏失稳的机理进行了... 详细信息

条带开采煤柱的稳定与否是条带开采成败的关键.其破坏失稳是典型的偏离平衡态的非线性过程.应用突变理论建立了条带煤柱突变破坏失稳的尖点突变模型,导出了条带煤柱破坏失稳的充要条件表达式.并根据模型对条带煤柱破坏失稳的机理进行了分析,认为条带煤柱核区率≤11.92%时,满足了条带煤柱突变失稳的必要条件,存在突变破坏失稳的可能性.

关键词：条带煤柱条带开采破坏失稳采煤尖点突变模型突变理论充要条件平衡态表达式

开采影响下建筑物损害程度的人工神经网络预测模型

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岩石力学与工程学报 2004年第4期23卷 583-587页

作者：郭文兵吴财芳邓喀中焦作工学院资源与材料工程系中国矿业大学环境与测绘学院徐州221008 中国矿业大学资源与地球科学学院

在综合分析开采影响下建筑物损坏程度影响因素的基础上,采用自适应BP神经网络技术建立了建筑物采动损坏程度的预测模型。以大量的建筑物采动损坏实例作为学习训练样本和测试样本,对模型预测结果与实际值进行了对比分析。结果表明,用人... 详细信息

在综合分析开采影响下建筑物损坏程度影响因素的基础上,采用自适应BP神经网络技术建立了建筑物采动损坏程度的预测模型。以大量的建筑物采动损坏实例作为学习训练样本和测试样本,对模型预测结果与实际值进行了对比分析。结果表明,用人工神经网络方法预测建筑物采动损害程度是可行的。为开采影响下建筑物损坏程度预测和评价探索出了一种新的方法。

关键词：地下工程采动损害建筑物神经网络智能预测人工神经网络

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覆岩破坏充分采动程度定义及判别方法

煤炭学报 2019年第3期44卷 755-766页

作者：郭文兵娄高中河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000 安阳工学院土木与建筑工程学院河南安阳455000

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究... 详细信息

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了导水裂缝带高度影响因素的敏感性及其与工作面尺寸的关系,提出了覆岩破坏充分采动程度的定义及判别方法。结果表明:工作面尺寸对导水裂缝带高度的影响仅次于开采厚度。当工作面尺寸较小时,覆岩破坏不发育;当工作面尺寸增加到一定值时,覆岩破坏仅形成垮落带;当工作面尺寸继续增加时,覆岩破坏形成裂缝带且导水裂缝带高度随着工作面尺寸的增加而增加;当导水裂缝带高度发育至最大值后,导水裂缝带高度不再随工作面尺寸的增加而增加。覆岩破坏过程中仅形成垮落带的阶段定义为覆岩破坏的极不充分采动(即覆岩极不充分破坏);覆岩破坏过程中形成裂缝带且导水裂缝带高度随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的非充分采动(即覆岩非充分破坏);导水裂缝带高度达到最大值且不再随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的充分采动(即覆岩充分破坏)。导水裂缝带高度刚达到最大值时的工作面尺寸为工作面临界尺寸。当工作面尺寸小于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为非充分采动;当工作面尺寸大于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为充分采动。覆岩破坏充分采动程度的主要影响因素有工作面尺寸、开采厚度、开采深度、覆岩力学性质、覆岩结构特征和覆岩破断角。

关键词：非充分采动导水裂缝带高度覆岩破坏充分采动工作面临界尺寸保水采煤

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高压线铁塔下放顶煤开采及其安全性研究

采矿与安全工程学报 2011年第2期28卷 267-272页

作者：郭文兵郑彬河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 中煤国际工程集团武汉设计研究院湖北武汉430064

为了开采高压线铁塔下压煤,并保护铁塔的安全,采用地表移动变形预计与现场实测相结合的方法,从采动引起的铁塔基础不均匀沉降量、高压线铁塔的倾斜、转角、根开以及铁塔下沉速度等方面分析研究了放顶煤开采影响下高压输电线路铁塔的安全... 详细信息

为了开采高压线铁塔下压煤,并保护铁塔的安全,采用地表移动变形预计与现场实测相结合的方法,从采动引起的铁塔基础不均匀沉降量、高压线铁塔的倾斜、转角、根开以及铁塔下沉速度等方面分析研究了放顶煤开采影响下高压输电线路铁塔的安全性.研究结果表明:高压线塔基础不均匀沉降量、铁塔的倾斜值均超过一般建筑物的Ⅳ级损害标准,高压线铁塔抵抗地表变形能力大于一般建(构)筑物;铁塔中心的下沉速度随工作面推进过铁塔距离的增大呈对数关系衰减;高压线对铁塔的变形有约束和协同变形作用,使采动过程中铁塔塔身倾斜变形不一致,出现明显的挠度.研究结果指导了高压线铁塔下采煤,高压线铁塔采动影响期间运行良好,实现了高压线铁塔下安全采煤.

关键词：放顶煤开采高压线铁塔安全性地表移动变形协同变形

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用模糊模式识别确定开采沉陷预计参数

煤炭学报 2005年第6期30卷 701-704页

作者：柴华彬邹友峰郭文兵河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454003 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003

基于模糊模式识别理论,根据给定的开采沉陷相似现象群的分类及基础岩层移动参数,提出了按择近原则进行新矿区模式识别和预计参数确定的方法.即对于B1,B2,…,Bn这n个开采沉陷模型,如果有一个新矿区的模型C与Bi(i=1,2,…,n)最贴近,就可用B... 详细信息

基于模糊模式识别理论,根据给定的开采沉陷相似现象群的分类及基础岩层移动参数,提出了按择近原则进行新矿区模式识别和预计参数确定的方法.即对于B1,B2,…,Bn这n个开采沉陷模型,如果有一个新矿区的模型C与Bi(i=1,2,…,n)最贴近,就可用Bi作为该矿区的开采沉陷预计参数.实例研究表明,用此方法确定的预计参数具有更强的可靠性和准确性.

关键词：模糊模式识别开采沉陷预计参数择近原则

基于绿色开采的高强度开采定义及其指标体系研究

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采矿与安全工程学报 2017年第4期34卷 616-623页

作者：郭文兵王云广河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 煤炭安全生产河南省协同创新中心河南焦作454000

高强度开采工作面尺寸大、推进速度快、煤层厚度大、埋深小,造成的岩层与地表移动变形破坏和环境影响比一般地质采矿条件下更为严重。目前对高强度开采的定义研究仅侧重于工作面尺寸、推进速度、采厚、产量和效率等采矿技术指标,没有考... 详细信息

高强度开采工作面尺寸大、推进速度快、煤层厚度大、埋深小,造成的岩层与地表移动变形破坏和环境影响比一般地质采矿条件下更为严重。目前对高强度开采的定义研究仅侧重于工作面尺寸、推进速度、采厚、产量和效率等采矿技术指标,没有考虑高强度开采引起的岩层与地表破坏等负外部性问题。基于绿色开采理念,在研究国内外高强度开采现状及特征的基础上,提出了以"采矿技术指标"+"负外部性"为框架的高强度开采科学定义,并给出了高强度开采定义的评价指标体系。该定义及指标体系更全面准确描述了高强度开采的科学内涵、采矿技术特征及负外部性影响,为准确评判高强度开采提供了科学依据。

关键词：高强度开采绿色开采指标体系地表移动变形

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浅埋深厚煤层高强度开采地表沉陷规律研究

煤炭科学技术 2023年第5期51卷 11-20页

作者：徐飞亚郭文兵王晨黄河水利职业技术学院河南开封475004 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003 河南佰利联新材料有限公司河南焦作454003

以西部神东矿区大柳塔煤矿为工程背景,选取典型的浅埋深高强度开采工作面52307工作面为研究对象,设立地表岩移观测站,并结合RTK观测技术与三维激光扫描技术进行实时监测,基于关键层理论和CISPM综合地表沉陷预计模型软件,综合分析在浅埋... 详细信息

以西部神东矿区大柳塔煤矿为工程背景,选取典型的浅埋深高强度开采工作面52307工作面为研究对象,设立地表岩移观测站,并结合RTK观测技术与三维激光扫描技术进行实时监测,基于关键层理论和CISPM综合地表沉陷预计模型软件,综合分析在浅埋深高强度开采条件影响下,地表移动变形特征、地表岩移角值参数变化以及地裂缝发育等问题。研究结果表明:在工作面从开切眼向前推进过程中,地表下沉值在开切眼位置较小,之后突然迅速增大,下沉曲线急剧变陡,当达到最大下沉值时,下沉速度开始变缓;地表移动变形主要集中在工作面中部,工作面四周下沉变形较小,地表移动影响范围较小;大柳塔矿区地表岩移角值参数偏大,基岩移动角和边界角分别达到了87.7°和84.1°。开采引起的地裂缝整体呈“C”字型主要分布在工作面中部;随着工作面的不断推进,地裂缝从开切眼位置开始继续向回风巷一侧缓慢延伸、发育并逐渐闭合,最终形成连续包围“漏斗”型形状;地裂缝总是滞后于工作面出现,地裂缝滞后距与工作面推进速度呈线性增大的关系。根据地表沉陷规律及地裂缝发育分析结果得出,在浅埋深厚煤层高强度开采条件下,由于工作面开采强度大、推进速度快、关键层结构单一且赋存层位低,引起顶板活动剧烈、易滑落失稳,从而造成地表下沉盆地四周收敛快、中部破坏严重,地裂缝发育密集。

关键词：高强度开采地表沉陷规律地表岩移角值参数地裂缝浅埋深厚煤层