检索结果-南通市图书馆

煤层瓦斯压力受控于采动应力的“异步-同步”特征研究

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采矿与安全工程学报 2015年第6期32卷 1037-1042页

作者：胡祖祥谢广祥安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室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

为揭示工作面煤层瓦斯压力与采动应力耦合特征,针对不同应力状态,深入开展了工作面煤层瓦斯压力与采动应力"异步-同步"特征研究。结果表明,工作面煤层力学状态是引起瓦斯压力与采动应力耦合特性差异的根本所在。受采动影响,当工作面煤... 详细信息

为揭示工作面煤层瓦斯压力与采动应力耦合特征,针对不同应力状态,深入开展了工作面煤层瓦斯压力与采动应力"异步-同步"特征研究。结果表明,工作面煤层力学状态是引起瓦斯压力与采动应力耦合特性差异的根本所在。受采动影响,当工作面煤层发生扩容力学现象,煤层瓦斯压力峰值与采动应力峰值位置呈现异步特性,且瓦斯压力峰值位置超前于采动应力;当工作面煤层未发生扩容力学现象,煤层瓦斯压力峰值与采动应力峰值位置呈现同步特性。工作面瓦斯压力与采动应力耦合效应的"异步-同步"特性研究成果,为煤与瓦斯动力灾害有效防治提供了科学理论依据。

关键词：瓦斯压力采动应力异步-同步特征扩容

Experimental investigation on behaviors of bolt-supported rock strata surrounding an entry in large dip coal seam

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2011年第S1期3卷 445-449页

作者： Ke Yang guangxiang xie Guowen Tan Key Laboratory of Integrated Coal Exploitation and Gas Extraction Anhui University of Science and TechnologyHuainan232001China Key Laboratory for Exploitation of Southwestern Resources and Environmental Disaster Control Engineering of Ministry of Education Chongqing UniversityChongqing400440China Huainan Mining Industry(Group)Co.Ltd. Huainan232001China Chongqing Research Institute of China Coal Technology and Engineering Group Co. Chongqing400440China

In order to investigate the behaviors and stability of rock strata surrounding an entry with bolt supporting in large dip coal seams (LDCSs) dipping from 25° to 45°, a self-developed rotatable experimental frame for similar material simulation test was used to build the model with the dip of 30°, based on analyses of geological and technological conditions in Huainan mine area, Anhui, China. The strata behaviors, such as extracting- and mining-induced stresses development, deformation and failure modes, were synthetically integrated during working face advancing. Results show that the development characteristics of mining-induced stress and deformation are asymmetrical in the roadway. The strata behaviors are totally different in different sections of the roadway. Because of asymmetrically geometrical structure influenced by increasing dip, strata dislocating, rock falling and breaking occur in roof. Then, squeezing, collapsing and caving of coal happen in upper- and lower-rib due to shearing action caused by asymmetrical roof bending and dislocating. Owing to the absence of supporting, floor heaving is very violent and usually the zone of floor heaving develops from the lower-rib to upper-rib. Engineering practices show that, due to the asymmetrical characteristics of rock pressure and roadway configuration, it is more difficult to implement bolt supporting system to control rock stability of roadways in LDCSs. The upper-rib and roof of entries are the key sections. Consequently, it is reliable to use asymmetrical bolt-mesh-cable supporting system to control rock stability of roadways based on the asymmetrical characteristics of roadway configuration and strata behaviors.

关键词： large dip coal seams (LDCSs) rock pressure asymmetrical strata behavior physical model bolt supporting system

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浅埋煤层采场围岩力链演化规律及工程应用

煤炭学报 2019年第10期44卷 2945-2952页

作者：谢广祥范浩王磊安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 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

浅埋煤层回采过程中,矿山压力显现剧烈,压架事故时有发生。针对回采过程中易突发剧烈的矿压现象,系统研究了煤层围岩力学特征及支护结构的受力状态。首先采用颗粒元计算软件模拟分析采场围岩力链演化特征,随后分别建立了覆岩强力链拱失... 详细信息

浅埋煤层回采过程中,矿山压力显现剧烈,压架事故时有发生。针对回采过程中易突发剧烈的矿压现象,系统研究了煤层围岩力学特征及支护结构的受力状态。首先采用颗粒元计算软件模拟分析采场围岩力链演化特征,随后分别建立了覆岩强力链拱失稳前、后力学模型,工作面支架受力模型,推导出强力链拱迹线方程,获得强力链拱在失稳前、后支架荷载的计算表达式,并在此基础上结合现场实测对工作面支架荷载进行了分析。研究结果表明:煤层开挖前,煤岩体受力架构由力链网络组成,围岩的承载作用主要来自于强力链,广泛分布的弱力链仅对围岩起辅助承载作用;煤层开挖后,强力链集结成束形成力链拱,力链拱是承载采场上方煤岩体重量的主要力系,工作面支架仅承担位于强力链拱下方的煤岩体重量;且随工作面的推进,强力链拱不断调整,先后经历了“形成—扩展—稳定—破断”的动态演化过程。随强力链拱拱顶的不断发育,当其承担荷载超过自身强度极限后便会失稳破断,导致剧烈的矿压现象,工作面支架荷载大幅增加,强力链拱的失稳断裂是工作面产生强动载现象的本质原因。研究成果合理解释了浅埋煤层工作面突发的剧烈矿压现象,为煤层的安全高效开采提供借鉴。

关键词：浅埋煤层力链演化支架受力强动载现象

Study on Supporting of Seam Roadways in Deeply Inclined Coal Seams

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工程科学（英文版） 2006年第1期4卷 45-51页

作者： Luo Yong Shen Zhaowu xie guangxiang Liu Quanming Department of Modem mechanics University of Science and Technology of China Hefei 230026 Department of Resources Exploitation and Management Engineering Anhui University of Science and Technology Huainan 232001 Beijing Research Institute of Coal Mining Central Coal Research Institute Beijing 100013

Based on the present problems of the support method of gateways in complex surrounding rock in steeply inclined seams, this paper discusses the support selection of lasting gateways in steeply inclined seams, and evaluates the support effects. It draws the conclusion that the support of bolt-mesh-anchor is the most effective support of this sort of gateways by using scale model simulation in lab and practice *** support effects of practice application are satisfactory. It will give a beneficial reference to other analogical mine and has an extensive application prospect.

关键词：倾斜煤层比例模型路面裂缝矿井支护锚杆

非对称综放开采煤层三维应力分布特征及其层厚效应研究

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岩石力学与工程学报 2007年第4期26卷 775-779页

作者：谢广祥杨科常聚才安徽理工大学资源开发与管理工程系安徽淮南232001

基于非对称综放开采布置特点,以谢桥煤矿1151(3)综放面地质技术条件为背景,采用计算机数值模拟,并结合现场实测研究,揭示非对称开采煤层三维应力分布及一次开采煤厚变化对应力分布的影响规律。研究结果表明,非对称开采工作面煤层应力呈... 详细信息

基于非对称综放开采布置特点,以谢桥煤矿1151(3)综放面地质技术条件为背景,采用计算机数值模拟,并结合现场实测研究,揭示非对称开采煤层三维应力分布及一次开采煤厚变化对应力分布的影响规律。研究结果表明,非对称开采工作面煤层应力呈非对称分布,煤柱侧工作面煤层应力峰值及其超前距离和应力降低区的范围最大;随一次开采煤厚的增加,煤层应力峰值降低,峰值距煤壁的距离增大,应力向煤层深部煤体转移。研究为煤柱合理留设、巷道合理布置、采场围岩稳定性控制、提高煤炭资源采出率、安全高效开采等方面提供理论依据。

关键词：采矿工程非对称综放开采三维应力层厚效应

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松软煤体波速演化规律与破坏程度量化指标

煤炭学报 2022年第7期47卷 2609-2622页

作者：朱传奇谢广祥王磊安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

为合理评价松软煤体破坏状态,以淮南矿区潘一煤矿11518回采工作面为背景,选用型煤代替原煤,采用MTS岩石力学实验机及PCI-II声发射仪,开展单轴压缩状态下煤体多路径波速实时监测室内试验,分析波速变化特征;基于声波传播规律定义破坏程度... 详细信息

为合理评价松软煤体破坏状态,以淮南矿区潘一煤矿11518回采工作面为背景,选用型煤代替原煤,采用MTS岩石力学实验机及PCI-II声发射仪,开展单轴压缩状态下煤体多路径波速实时监测室内试验,分析波速变化特征;基于声波传播规律定义破坏程度量化指标;探究不同破坏阶段煤体介质状态,并开展指标工程应用。研究结果表明:①随煤体轴向应变的增加,波速呈现平稳、缓慢降低、急剧降低再平稳的基本规律,受载初期,型煤波速平稳,这与岩石材料呈现出的声学特性有所差异。②破坏程度量化指标K为煤体某一破坏阶段纵波经过裂纹时间与完全破坏后纵波经过裂纹时间的比值。③随煤体轴向应变的增加,指标先后经历平稳在0附近、缓慢增大、急剧增大再平稳在1左右4个变化阶段,指标演化与煤体表面形态变化具有高吻合性,且与传统损伤变量相比,指标突出裂纹对波速的影响,对破坏的敏感性更强,更能准确反映煤体破坏状态。④依据指标变化规律区划了工作面前方煤体介质状态,在距煤壁26.5 m以远的煤体处于连续介质区;在距煤壁13.5~26.5 m的煤体处于似连续介质区;在距煤壁5.75~13.50 m的煤体处于非连续介质区;在距煤壁距离小于5.75 m的煤体处于散体介质区。研究结果可为量化松软煤体破坏程度,防控围岩失稳灾害提供一种新途径。

关键词：松软煤体波速破坏程度量化指标介质状态

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基于CT扫描的煤体裂隙演化与破坏状态表征

中国矿业大学学报 2024年第1期53卷 93-105页

作者：朱传奇谢广祥王磊安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

为基于裂隙演化特征表征煤体破坏状态,针对原煤试样,采用CT扫描技术开展常规三轴压缩条件下煤体断面裂隙演化观测试验,重构内部三维裂隙可视化模型,分析裂隙分布形态与特征参数变化规律,基于裂隙面积定义断面(煤体)破坏状态表征指标Ti(... 详细信息

为基于裂隙演化特征表征煤体破坏状态,针对原煤试样,采用CT扫描技术开展常规三轴压缩条件下煤体断面裂隙演化观测试验,重构内部三维裂隙可视化模型,分析裂隙分布形态与特征参数变化规律,基于裂隙面积定义断面(煤体)破坏状态表征指标Ti(T),并检验指标的准确性和合理性.研究结果表明:随煤体轴向应变的增加,含初始裂隙断面裂隙面积和分形维数均先减小后增大,而无初始裂隙断面裂隙面积和分形维数均先不变后增大.煤体失稳破坏过程中,Ti呈现出先减小(或不变)后增大的变化趋势,且与传统损伤变量相比,变化幅度更大,更能准确量化煤体断面破坏程度.随煤体轴向应变的增加,T表现出先减小后增大的基本规律,与煤体三维裂隙体积变化具有高吻合性.

关键词： CT扫描原煤裂隙演化破坏状态表征指标

综放工作面开采速率对围岩应力环境影响的研究

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岩石力学与工程学报 2006年第6期25卷 1118-1124页

作者：王金安焦申华谢广祥北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 安徽理工大学安徽合肥232001

综放工作面开采速率影响着工作面围岩应力重新分布和变形破坏的结果。主要归结于:(1)开采速率的不同影响围岩应力转移过程的完整程度;(2)开采速率的不同造成单位时间开采截深的变化,从而影响了围岩的加卸载过程以及加载速率的变化;(3)... 详细信息

综放工作面开采速率影响着工作面围岩应力重新分布和变形破坏的结果。主要归结于:(1)开采速率的不同影响围岩应力转移过程的完整程度;(2)开采速率的不同造成单位时间开采截深的变化,从而影响了围岩的加卸载过程以及加载速率的变化;(3)开采速率的不同对岩石蠕变时间有一定的影响,从而影响岩石的变形及应力分布。以谢桥煤矿为工程背景,通过数值模拟分析,揭示开采速率对工作面围岩应力影响的规律。随着综放工作面推进速度的增加,工作面周围应力降低区的面积减小;与之对应,工作面周围岩体破坏区的范围减小;工作面前方峰值应力向工作面靠近,峰值应力变大;围岩岩体的变形时间缩短,工作面周围岩体的位移减小。提出适当提高综放开采推进速度有利于工作面管理和安全生产。

关键词：采矿工程综放开采开采速率应力环境

深部煤层底板岩层卸荷动态响应的变形破裂特征研究

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采矿与安全工程学报 2017年第5期34卷 876-883页

作者：李家卓谢广祥王磊李杨安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控安徽省重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南232001 神华科学技术研究院有限责任公司北京102211

采用理论分析、数值模拟和现场实测综合研究方法,系统阐明了深部采场底板围岩三维应力场的空间分布特征和时间变化规律,揭示了深部采场底板围岩在多力学参量作用下的裂隙演化力学机制。研究表明,底板岩层卸压扰动应力场的重分布具有选择... 详细信息

采用理论分析、数值模拟和现场实测综合研究方法,系统阐明了深部采场底板围岩三维应力场的空间分布特征和时间变化规律,揭示了深部采场底板围岩在多力学参量作用下的裂隙演化力学机制。研究表明,底板岩层卸压扰动应力场的重分布具有选择性,底板岩层3个方向的应力并非完全卸压,部分区域甚至存在水平应力集中。采场底板围岩中最大主应力的集中与方向的偏转,引起最大主偏应力大小和形态的变化,进而引起采场底板围岩原始裂纹的起裂与扩展。依据采场底板围岩最大主偏应力场的差异性,将煤层底板岩层划分为未受采动影响区、过渡区、最大主偏应力集中区和卸压膨胀区4个区域。与实测资料对比表明,充分采动前,采场底板围岩中最大主应力集中区以上,岩体由整体连续渐变为宏观断裂将经历3个阶段,分别为超前支承压力作用下的预先随机微破裂、最大主偏应力集中引起的裂纹稳定扩展、裂纹间突变协同效应引起的宏观拉伸破坏。研究成果为深部采场底板危险区块快速判定与主动调控提供了理论基础。

关键词：深部煤层底板扰动分区裂隙演化力学机制