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Study on instability fracture and simulation of surrounding rock induced by fault activation under mining influence

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Rock Mechanics Bulletin

Rock Mechanics Bulletin 2023年第2期2卷 32-40页

作者： Jie Chen Kaiwen Shi Yuanyuan Pu Derek B.Apel chuanjiu zhang Yujun Zuo Jiongkun Chen Le Xu Zhen Gui Longfei Song School of Resources and Safety Engineering Chongqing UniversityChongqing400044China State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control Chongqing UniversityChongqing400044China School of Mining and Petroleum Engineering University of AlbertaEdmontonAlbertaT6G 2R3Canada Guoneng Shendong Coal Group Co. LtdChina Mining College Guizhou UniversityGuiyang550025China

The fault is potentially vulnerability's geological structure in the working face and its vicinity,and it is also a crucial geological factor affecting coal mine safety *** investigate the unstable failure of surrounding rock induced by fault activation under the influence of adoption,which was studied utilizing field case and numerical analysis for the deformation and failure process of surrounding rock near the fault-affected *** with field cases,this paper analyzes disturbance stress and roof abscission layer monitoring in effecting zones of fault *** the discrete element 3DEC numerical analysis method,the model of surrounding rock unstable fracture induced by fault activation under adoption is *** unstable fracture and stress variation characteristics of surrounding rock induced by fault activation during the excavation of the upper side wall and lower side wall of the faults are simulated and *** analysis shows that as the coal working face continues to advance,the mining stress gradually *** is a zigzag wave on the relationship curve between coal mining and roof displacement near the fault,which reveals that the surrounding rock of the fault activation affected zone is in the superposition state of static load and dynamic ***,the simulation results show that the stress and displacement of surrounding rock near the fault increase with the advance of coal mining *** closer to the fault plane,the displacement gradually returns to zero,and the stress is also in a lower state.

关键词： Surrounding rock mining Fault activation Instability fracture Simulation analysis

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布尔台煤矿顶板管理防治措施的探讨与研究

中国煤炭 2022年第S2期48卷 53-59页

作者：张传玖国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿内蒙古自治区鄂尔多斯市017200

国能神东煤炭集团有限责任集团布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)绽放工作面在过煤柱、过空巷和薄基岩等特殊地质条件回采时,出现矿压显现剧烈、支架动载和煤壁片帮等情况,严重影响了煤矿正常的安全生产。因此,布尔台煤矿采取优化采... 详细信息

国能神东煤炭集团有限责任集团布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)绽放工作面在过煤柱、过空巷和薄基岩等特殊地质条件回采时,出现矿压显现剧烈、支架动载和煤壁片帮等情况,严重影响了煤矿正常的安全生产。因此,布尔台煤矿采取优化采掘布局、改善巷道支护形式、改变超前支护方式等措施进行矿压源头管理,并采用融合微震、顶板动态、液压支架数据等监测预警技术,建成了灾害预警平台,掌握了强矿压显现规律,揭示了强矿压机理,实现了“一张图”管理。重点针对厚硬顶板大面积悬顶、上覆采空区遗留煤柱、工作面冲刷异常地质体弱化改造等多灾害协同治理,提出了定向长钻孔分段水力压裂技术,有效减弱了上覆岩层的动载效应,降低了回采过程中悬顶面积和来压强度,实现了强矿压灾害的超前解危。

关键词：强矿压微震监测预警平台定向长钻孔分段水力压裂顶板管理

让历史为未来作证——写在第15个全国土地日的回顾与思考

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中国土地 2005年第7期 13-16页

作者：张传玖本刊记者

或为了纪念,或为了祭祀,自古以来,人们设立了不同的节日,但大多数节日都是为人而设.随着人类社会的发展,自觉不自觉中,一个客观事实逐渐引起关注和重视,即人与自然越来越疏远、对立.于是,人类中的清醒者开始为人与自然的和谐奔走呼号,... 详细信息

或为了纪念,或为了祭祀,自古以来,人们设立了不同的节日,但大多数节日都是为人而设.随着人类社会的发展,自觉不自觉中,一个客观事实逐渐引起关注和重视,即人与自然越来越疏远、对立.于是,人类中的清醒者开始为人与自然的和谐奔走呼号,设立某个特定的节日便是要义之一.于是,一系列有关保护自然的节日应运而生:世界地球日、世界水日、世界环境日……

关键词：回顾与思考土地日作证历史人与自然世界地球日人类社会客观事实保护自然世界水日世界环境节日不自觉设立

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冲击倾向性对煤体动态断裂行为的影响研究

煤矿安全 2023年第12期54卷 88-96页

作者：李果张传玖杨永亮国能神东煤炭集团有限责任公司陕西神木719315 国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿内蒙古鄂尔多斯017209

为了探明冲击倾向性对煤体动态断裂特性的影响,对3类煤体进行了变上限循环加卸载试验及动静态I型动态断裂试验。结果表明:3类煤体变应力上限循环加卸载过程中的应变能U^(n)_(e)与输入能U^(n)_(in)之间存在近似线性函数关系,其统一表达... 详细信息

为了探明冲击倾向性对煤体动态断裂特性的影响,对3类煤体进行了变上限循环加卸载试验及动静态I型动态断裂试验。结果表明:3类煤体变应力上限循环加卸载过程中的应变能U^(n)_(e)与输入能U^(n)_(in)之间存在近似线性函数关系,其统一表达公式为U^(n)_(e)=1.032U^(n)_(in)−5.536;同时测定以上3类煤体剩余弹性能指数C_(EF)分别为25.35、30.34、33.26 kJ/m^(3);通过单边缺口梁三点弯曲试验测得的以上3类煤体静态I型断裂韧度值K_(IC)值分别为0.249、0.291、0.347 MPa·m^(1/2),同时测得的冲击载荷作用下动态K_(IC)分别为0.344、0.416、0.527 MPa·m^(1/2),随着C_(EF)的增加,煤体动态K_(IC)增长倍数逐渐增大,表明煤体冲击倾向性将直接影响其动态断裂力学响应,煤体冲击倾向性越大,其动态断裂参数提高越多;此外,随着煤体冲击倾向程度的增加,动载荷作用后煤体破碎分形维数随之增大,表明煤体受冲击后断裂崩解的更加复杂破碎,动态断裂响应变得更加显著。

关键词：冲击倾向性煤体剩余弹性能指数冲击载荷断裂韧度

基于煤样破坏声发射特征的冲击地压评价预警研究

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煤炭科学技术 2023年第2期51卷 116-129页

作者：陈结刘博朱超蒲源源高靖宽崔义张传玖重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 扎赉诺尔煤业有限责任公司内蒙古满洲里021410 国家能源集团神华新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

冲击地压作为深部煤矿开采中最常见的煤岩动力灾害,严重影响煤炭资源安全高效开采。精准及时的预测预报是冲击地压防治的关键。为研究煤岩体冲击前兆信息特征,建立高效精准的动态预测模型,通过对冲击倾向性煤样进行三轴压缩试验,获取煤... 详细信息

冲击地压作为深部煤矿开采中最常见的煤岩动力灾害,严重影响煤炭资源安全高效开采。精准及时的预测预报是冲击地压防治的关键。为研究煤岩体冲击前兆信息特征,建立高效精准的动态预测模型,通过对冲击倾向性煤样进行三轴压缩试验,获取煤样破坏过程声发射特征参数,选取典型冲击矿井工作面微震参数监测值,与实验室所得声发射参数进行对比,分析实验室和工程尺度下的声发射与微震参数特征之间的相似性,建立两者之间冲击声学信息的表征关系。结果表明,煤样压缩过程中声发射累计能量的“阶梯状”增长与大能量矿震事件发生前的“缺震”现象都揭示了煤岩体能量的孕育过程。同一能量指标在不同尺度下对大能量事件的发生具有相同的演化趋势,经量化后可作为冲击地压危险性预警指标。继而选取影响工作面冲击地压发生的静态因素与应力动态因素,结合所得微震参数指标分别赋予动态权重,并引入贝叶斯概率进行修正,构建冲击地压动-静态协同综合评价预警模型。利用该模型对河南某冲击矿井工作面危险性进行评价预警,获得优于传统评价模型的预警结果,展现了该模型的工程适用性与准确性。

关键词：冲击地压声发射微震前兆信息预警模型三轴压缩

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中国废弃煤矿压气蓄能潜力与初步可行性研究

工程科学与技术 2023年第1期55卷 253-264页

作者：杜俊生陈结姜德义范金洋张传玖陈紫阳重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室重庆400044 重庆大学资源与安全学院重庆400044 国家能源集团神东煤炭布尔台煤矿鄂尔多斯017000

随着中国化石能源比重下降、无碳能源比重上升的能源清洁化的结构转型,井下废弃矿井数量增多,同时风能和太阳能(WS)得到迅速发展,但资源利用率却很低。为了提高资源化利用率和加快转型升级,提出了一种结合风能和太阳能的混合压缩空气蓄... 详细信息

随着中国化石能源比重下降、无碳能源比重上升的能源清洁化的结构转型,井下废弃矿井数量增多,同时风能和太阳能(WS)得到迅速发展,但资源利用率却很低。为了提高资源化利用率和加快转型升级,提出了一种结合风能和太阳能的混合压缩空气蓄能(CAES)系统,并将井下废弃矿井作为压缩空气的储能空间。首先,根据太阳能、风能、毁弃煤矿地下空间资源及电网分布特征确定了WS–CAES混合系统的潜在区域,主要分布在三北(东北、华北北部和西北)地区,具备了发展该系统的巨大潜力。然后,基于系统压缩机、膨胀机、热换器和储气室等各参数数学模型,研究了换热器效能、环境温度、质量流量、总压比和压缩/膨胀级数运行变量对系统输出功率和总效率的性能影响,压缩机/涡轮机级数对总效率(η)具有显着影响,级数2增至级数5时,η增幅为7.31%。最后,针对毁弃煤矿巷道储存高压气体的可行性,从巷道深度、内衬及围岩渗透性方面进行Comsol软件数值计算和分析,结果表明:巷道深度对系统储存气体的泄漏无明显影响;巷道内衬对系统稳定性具有重要作用;围岩渗透率则是决定系统气密性的关键因素,其围岩渗透率越小,储气库气体泄露量越小,气密性则越好;同时,煤矿井下主通风巷和运输巷具有储存压缩空气能力。

关键词：压缩空气蓄能储气库气密性围岩渗透率热力学分析数值模拟

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循环应力损伤对煤体I型动态断裂特性的影响

采矿与岩层控制工程学报 2024年第2期6卷 25-35页

作者：张传玖李果任建慧姚士茂李宣良国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿内蒙古鄂尔多斯017209 国能神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院陕西榆林719315

为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m,较... 详细信息

为探明循环应力损伤作用对煤体动态断裂特性的影响,对原始及循环应力损伤后的煤体I型单边缺口梁试件进行了静态与动态断裂试验研究。通过试验得到:煤体平均动态I型断裂韧度(KIC)为0.344 MPa·m^(1/2),平均I型断裂能(GC)为66.99 N/m,较静态煤断裂参数分别提高了1.38倍与1.26倍;经循环应力损伤后煤试件的平均静态KIC值为0.219 MPa·m^(1/2),平均静态GC为44.26 N/m,较原始煤试件分别降低了12.05%与16.74%;平均动态KIC为0.279 MPa·m^(1/2),平均动态GC为52.72 N/m,与原始煤试件冲击断裂试验结果相比,分别降低了20.90%与21.30%。试验结果表明,循环应力对煤体的动静态断裂力学参数均具有劣化影响,且煤试件动态断裂力学参数的劣化程度更高,证明煤体动态断裂行为对循环应力损伤作用更加敏感。同时,原始及循环应力损伤后煤试件动态断裂破坏的分形维数分别为1.32与1.21,即原始煤试件在冲击载荷作用下断裂破碎的更加复杂,冲击动力学显现的更加充分。此外,基于黏聚裂纹模型的煤体I型动态断裂数值计算结果与试验结果相符,表明黏聚裂纹模型能够对煤体动态断裂过程进行有效表征。研究成果可为具为相似特性的煤体提供参考。

关键词：冲击载荷断裂韧度分形维数黏聚裂纹模型

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神东矿区构建综采工作面三维透视采场技术研究

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中国矿业 2024年第8期33卷 92-99页

作者：张传玖李鑫任建慧马盟盟国家能源神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿内蒙古鄂尔多斯071000 瞳见科技有限公司山东济南250000 山东泽明能源科技有限公司山东泰安271000

为实现工作面回采期间矿压与生产管理、保障智慧矿山建设,需要构建三维透视采场。首先,基于实用矿山压力控制理论,建立采场空间结构力学模型,训练一套采场覆岩运动参数推导、支承压力分布规律计算、矿山压力实时监测数据分析与三维采场... 详细信息

为实现工作面回采期间矿压与生产管理、保障智慧矿山建设,需要构建三维透视采场。首先,基于实用矿山压力控制理论,建立采场空间结构力学模型,训练一套采场覆岩运动参数推导、支承压力分布规律计算、矿山压力实时监测数据分析与三维采场静态应力与动态应力模拟的算法体系。其次,通过采用二维三维一体化建模的方式构建三维透明地质模型、使用三维建模工具对液压支架等设备进行精细化建模、对采场上覆岩层的运动状态进行专业化建模,体现三维透视采场基本要素的全面性。通过采用三维曲面积分法解析综采液压支架相关数据、采用多目标多因素分级方法分析钻孔应力数据、采用时序序列数据分析其他数据三种方法进行采场实时监测数据分析。最后,以布尔台煤矿42204工作面为工程背景,构建了三维透视采场基本模型。所建立的三维模型能够根据地质信息、钻孔数据、矿压显现等实际情况反映应力场变化,实现采场空间采动应力随工作面推进的展示,为采煤工作面回采期间矿压与生产管理提供技术支撑。

关键词：三维透视采场技术框架动态应力分布实时监测综采工作面

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无刻蚀低温镀铁技术在港机维护中的应用

港口装卸 2000年第4期 29-29页

作者：张传久大连港香炉礁港务公司大连116021

港口装卸机械大多是引进的设备,价格高,技术含量高,零部件精度高,维护成本高,停机损失大.这些因素决定了零件一旦磨损,采用传统的维修手段和方法很难达到修复目的,而无刻蚀低温镀铁技术为我们在港机维护中提供了一个方便、可行、低成本... 详细信息

港口装卸机械大多是引进的设备,价格高,技术含量高,零部件精度高,维护成本高,停机损失大.这些因素决定了零件一旦磨损,采用传统的维修手段和方法很难达到修复目的,而无刻蚀低温镀铁技术为我们在港机维护中提供了一个方便、可行、低成本、高效率的零部件修复手段.

关键词：装口装卸机械维护无刻蚀低温铸铁技术