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矸石充填综采覆岩关键层变形特征研究

煤炭学报 2010年第3期35卷 357-362页

作者：张吉雄李剑安泰龙黄艳利中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学理学院江苏徐州221116

在分析传统综采与充填综采覆岩变形特征的基础上,建立充填综采覆岩关键层力学模型,并运用弹性地基梁理论分析了关键层弯曲变形的特征,得到关键层最大挠度与强度、下部岩层弹性地基系数与岩性参数之间的关系。结合某矿的具体条件,计算得... 详细信息

在分析传统综采与充填综采覆岩变形特征的基础上,建立充填综采覆岩关键层力学模型,并运用弹性地基梁理论分析了关键层弯曲变形的特征,得到关键层最大挠度与强度、下部岩层弹性地基系数与岩性参数之间的关系。结合某矿的具体条件,计算得出充填综采工作面覆岩关键层的最大挠度,并通过改变充填材料的性质,研究了充填材料弹性模量与关键层挠度之间的变化关系,提出可通过提高充填材料弹性模量的方法减少关键层的弯曲变形量,证实了矸石充填具有限定关键层的变形、控制地表沉陷的作用。

关键词：矸石充填综采关键层变形弹性地基

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综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷技术

煤炭学报 2011年第10期36卷 1624-1628页

作者：黄艳利张吉雄张强昝东峰中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008

针对综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷的技术难点,在分析该条件下沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了综合机械化固体充填采煤巷旁充填原位沿空留巷的新技术。此项技术有3个关键方面:一是合理组织采煤、充填与留巷在时间与空间... 详细信息

针对综合机械化固体充填采煤原位沿空留巷的技术难点,在分析该条件下沿空留巷围岩结构力学模型的基础上,提出了综合机械化固体充填采煤巷旁充填原位沿空留巷的新技术。此项技术有3个关键方面:一是合理组织采煤、充填与留巷在时间与空间上的配合;二是针对原巷道设计合理可靠的支护形式,并保证采空区充填体的密实度;三是沿空留巷巷旁充填体的形式及锚杆、钢带、钢筋梯梁及金属网的组合加固方案设计。现场工业性试验表明,该技术条件下的沿空留巷巷道两帮位移最大46 mm,顶底板移近最大87 mm,采空区充填体与巷旁充填体共同控制了顶板活动,留巷维护效果良好。

关键词：固体充填采煤原位沿空留巷充填体支护

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固体充填体压实特征下岩层移动规律研究

中国矿业大学学报 2014年第6期43卷 969-973,980页

作者：李猛张吉雄缪协兴黄艳利中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

基于充填材料压实特性试验,结合具体工程实例,推导出充填体弹性模量与垂直应变之间的关系,利用FLAC3D软件内置FISH语言,编制相应的充填体非线性压实程序,准确地模拟矸石充填采空区后上覆岩层移动规律.研究结果表明:充填采煤工作面顶板... 详细信息

基于充填材料压实特性试验,结合具体工程实例,推导出充填体弹性模量与垂直应变之间的关系,利用FLAC3D软件内置FISH语言,编制相应的充填体非线性压实程序,准确地模拟矸石充填采空区后上覆岩层移动规律.研究结果表明:充填采煤工作面顶板下沉量随着工作面的推进而逐渐增大,整体以缓慢弯曲下沉为主,没有出现激增的现象;超前支撑应力分布与垮落法开采相似,其超前支承应力峰值及影响范围均要比垮落法开采低;矸石充填体内部应力呈现"拱形"分布,随着工作面的推进,矸石充填体内部应力逐步升高,增幅逐渐减小.现场实测数据与数值模拟结果基本吻合,验证了研究成果的科学性.

关键词：充填体非线性压实岩层移动数值模拟

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充填采煤理论与技术的新进展及展望

中国矿业大学学报 2015年第3期44卷 391-399,429页

作者：缪协兴巨峰黄艳利郭广礼中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

充填采煤是绿色开采的核心,在综合阐述煤矿充填采煤技术发展历史的基础上,介绍了近年来我国综合机械化充填采煤理论及技术取得的重大突破,包括:长壁工作面采充一体化原理、综合机械化固体充填采煤技术、密实充填有效控制岩层运动的目标... 详细信息

充填采煤是绿色开采的核心,在综合阐述煤矿充填采煤技术发展历史的基础上,介绍了近年来我国综合机械化充填采煤理论及技术取得的重大突破,包括:长壁工作面采充一体化原理、综合机械化固体充填采煤技术、密实充填有效控制岩层运动的目标、充填采煤岩层移动预计的等价采高理论、密实充填采煤岩层移动的解析计算公式和充填采煤岩层移动与地表沉陷实测比较等.指出了研发新型低成本充填材料、提升充填采煤装备自动化水平、建立充填采煤基础理论与相关评价体系、协同充填采煤与地下水环境保护是煤矿充填采煤技术发展的必然趋势.

关键词：固体充填采煤综合机械化开采充填与采煤一体化密实充填岩层移动控制理论绿色开采

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密实充填采煤的岩层移动理论研究

中国矿业大学学报 2012年第6期41卷 863-867页

作者：缪协兴黄艳利巨峰茅献彪郭广礼张吉雄中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

综合机械化固体充填采煤技术能实现密实充填,其岩层移动和地表沉陷规律与垮落式采煤显著不同.在较系统分析充填采煤岩层移动的等价采高理论基础上,建立了密实充填采煤岩层移动的结构力学模型,并进行了连续介质力学分析,给出了相应的岩... 详细信息

综合机械化固体充填采煤技术能实现密实充填,其岩层移动和地表沉陷规律与垮落式采煤显著不同.在较系统分析充填采煤岩层移动的等价采高理论基础上,建立了密实充填采煤岩层移动的结构力学模型,并进行了连续介质力学分析,给出了相应的岩层移动和地表沉陷计算公式.通过实例分析,提出了在密实充填后,如还采用概率积分法预计地表沉陷,则应对传统的地表下沉预计参数加以修正.可为密实充填采煤覆岩移动和地表沉陷分析提供相关思路以及理论和方法.

关键词：密实充填采煤岩层移动与地表沉陷连续介质力学地表沉陷预计

底板岩性对煤矸石充填体重金属元素迁移影响规律数值模拟

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煤炭学报 2018年第7期43卷 1983-1989页

作者：宋天奇黄艳利张吉雄李俊孟中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

近年来煤矸石充填采煤技术作为煤矿绿色开采技术之一得到了较大规模的推广应用。煤矿采空区中的煤矸石充填体长期处于偏酸性或偏碱性矿井水环境中,其富含的重金属元素有向底板迁移进而影响地下水的风险。通过煤矸石静态浸泡实验,利用IC... 详细信息

近年来煤矸石充填采煤技术作为煤矿绿色开采技术之一得到了较大规模的推广应用。煤矿采空区中的煤矸石充填体长期处于偏酸性或偏碱性矿井水环境中,其富含的重金属元素有向底板迁移进而影响地下水的风险。通过煤矸石静态浸泡实验,利用ICP测试浸泡液中重金属元素浓度,确定了煤矸石浸泡液中的主要重金属为铍(Be)、锰(Mn);运用COMSOL Multiphysics建立了不同底板岩性(泥岩、花岗岩、砂岩、灰岩)条件下的煤矸石重金属元素迁移数值模拟计算模型;以Mn元素为例分析了重金属元素在不同岩性底板中的扩散距离及浓度分布,得到了重金属元素扩散距离与底板岩层渗透系数的关系。结果表明:未铺设黏土垫层时泥岩、花岗岩、砂岩、灰岩底板中Mn元素在底板中的扩散距离分别为5.2,12.5,16.0,19.0 m,铺设黏土垫层后Mn元素扩散距离为0.9,2.8,5.2,9.1 m,分别下降了82.69%,77.60%,67.50%,52.10%。

关键词：煤矿采空区底板岩性重金属元素迁移规律

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关闭矿山地下空间资源定量评估与再利用途径

煤炭科学技术 2022年第5期50卷 281-289页

作者：吉莉刘峰尚建选董霁红黄艳利中国矿业大学公共管理学院江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国煤炭学会北京100013 陕西煤业化工集团有限责任公司陕西西安710065 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

随着煤炭资源的长期开发,越来越多的煤矿面临关闭/废弃或已关闭。这些矿井历经长期开采,形成大量地下空间,传统的封井措施会造成巨大的地下空间资源浪费。在国内外关闭矿山数量增加与绿色发展时代背景之下,采用数学模型定量评估与管理... 详细信息

随着煤炭资源的长期开发,越来越多的煤矿面临关闭/废弃或已关闭。这些矿井历经长期开采,形成大量地下空间,传统的封井措施会造成巨大的地下空间资源浪费。在国内外关闭矿山数量增加与绿色发展时代背景之下,采用数学模型定量评估与管理关闭矿山地下空间资源,提出矿区资源再利用途径,不仅是能源环境领域的重要议题,而且也是社会关注的热点,还是矿山企业解决发展困境的迫切需求。主要研究内容包括:①划分了关闭矿山地下空间资源类型,提出了不同类型巷道空间计算方法、工作面采空区空间计算方法和井下残留煤炭资源的估算方法。②分析了国内外关闭矿山地下转型利用模式,构建基于生态效益、经济效益、社会效益的矿山转型综合效益评估指标体系,采用层次分析法评估关闭矿山地下空间不同转型方案的综合效益。在此基础上,通过比较分析得出关闭矿山地下空间资源最优转型利用路径。③以渭河流域某矿为例,估算得到某矿地下空间为1.18×10^(5) m^(3),残余资源量为5600万t,地下转型方式按照效益由大到小依次为地下矿山博物馆、地下度假村和地下物资储备库。综合关闭矿山地上/下空间资源,根据资源特点与层次结构模型,确定该矿区最优转型利用方案为“地上矿山公园+地下矿山博物馆”。主要给出了关闭矿山地下空间资源划分标准,提出了关闭矿山资源定量评估方法,为关闭矿山企业提供转型脱困和可持续发展的新思路,为我国关闭/废弃矿山转型利用提供理论参考和实践范例,并对我国贯彻落实“双碳”战略目标具有重要意义。

关键词：关闭矿山地下空间资源评估再利用路径效益评价

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归纳推理中相似性和类别标签的作用

心理科学 2011年第5期34卷 1026-1032页

作者：刘志雅莫雷胡诚宋晓红黄艳利华南师范大学心理应用研究中心广州510631

该文采用"篇章阅读"实验范式探索了归纳推理中前提类别和结论类别间相似性、结论类别标签属性对归纳推理的作用。90名大学生被试参加了3个实验。实验1结果表明,归纳推理受前提类别和结论类别之间相似性的影响,相似性越高归纳推理力度越... 详细信息

该文采用"篇章阅读"实验范式探索了归纳推理中前提类别和结论类别间相似性、结论类别标签属性对归纳推理的作用。90名大学生被试参加了3个实验。实验1结果表明,归纳推理受前提类别和结论类别之间相似性的影响,相似性越高归纳推理力度越强;实验2结果表明,归纳推理还受结论类别上位类别知识的影响,当类别属性和相似性冲突情况下,被试更倾向按照类别属性进行推理;实验3结果表明,归纳推理通达上位类别知识是一个主动建构的过程,即使是在类别标签不确定的情况下,被试仍然依赖类别标签进行推理。并初步提出了"归纳推理力度=两事物相似性×归类概率"模型设想。

关键词：归纳推理类别标签相似性推理

露天矿排放矸石三轴压缩宏-细观力学特性研究

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采矿与安全工程学报 2018年第1期35卷 170-178页

作者：罗怀廷李俊孟黄艳利宋天奇孔国强王枫晚中国神华哈尔乌素露天矿内蒙古鄂尔多斯017100 中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

露天矿排放的矸石目前被广泛应用于井下固体充填采煤中。针对固体充填采煤中破碎矸石在采空区的受压状态及矸石块体形状不规则、块体间咬合作用突出的特点,采用PFC3D数值软件,通过编写边界面程序,选用Clump模型生成形状不规则的凸面几... 详细信息

露天矿排放的矸石目前被广泛应用于井下固体充填采煤中。针对固体充填采煤中破碎矸石在采空区的受压状态及矸石块体形状不规则、块体间咬合作用突出的特点,采用PFC3D数值软件,通过编写边界面程序,选用Clump模型生成形状不规则的凸面几何块体以模拟矸石块体,对破碎矸石在三轴压缩条件下的宏观力学响应及微观运动特性进行研究。研究结果表明:破碎矸石在侧限压缩条件下所产生的侧压力与其所受轴压成正比;破碎矸石承载能力随围压的增加而增加;围压效应下块体轴向位移呈上凹型层状分布,试样顶部存在明显的轴向位移三角区,试样两侧中部存在明显的侧向位移三角区;且粒径越小颗粒转动越活跃,大颗粒自身具备"运动惰性";随围压增加,试样内部力链间相互贯通程度逐渐增强,接触力链总数及颗粒间最大接触力逐渐增大,且相同轴向应力状态下侧限压缩条件时试样内部接触力链总数及最大接触力均高于围压条件。

关键词：破碎矸石三轴压缩数值实验微观运动特性