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原岩应力和构造应力耦合型矿震发生机理研究

矿业研究与开发 2019年第11期39卷 43-46页

作者：周超王富奇姜福兴朱斯陶曹怀轩闫宪洋北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 兖州煤业股份有限公司东滩煤矿山东济宁市237500

针对山东某煤矿首采工作面出现的矿震异常现象,通过现场数据统计和理论分析,探明了该矿矿震为原岩应力与构造应力耦合型。基于应力和能量转移原理,提出了该矿矿震的发生机理为两种应力的耦合,并建立了原岩应力"破坏-重塑"后与断层构造... 详细信息

针对山东某煤矿首采工作面出现的矿震异常现象,通过现场数据统计和理论分析,探明了该矿矿震为原岩应力与构造应力耦合型。基于应力和能量转移原理,提出了该矿矿震的发生机理为两种应力的耦合,并建立了原岩应力"破坏-重塑"后与断层构造应力叠加的物理模型;为确立合理的工作面开切眼位置,推导出了此类型矿震发生的判断准则,最终建立了原岩应力破坏、应力场演化和断层活化失稳诱发矿震之间的相互作用关系。

关键词：原岩应力构造应力耦合矿震

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原岩应力对圆形硐室围岩塑性区的影响分析

煤矿安全 2017年第9期48卷 204-207页

作者：叶金胜经来旺朱玉飞陈思羽周建安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学力学与光电物理学院安徽淮南232001

为了探究原岩应力对塑性区应力的影响,采用SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则对轴对称的圆形硐室进行理论分析,利用硐室周边和硐室围岩弹塑性交界处的应力边界条件,分别得到了塑性区的应力和硐室的支护力与原岩应力的关系式;研究... 详细信息

为了探究原岩应力对塑性区应力的影响,采用SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则对轴对称的圆形硐室进行理论分析,利用硐室周边和硐室围岩弹塑性交界处的应力边界条件,分别得到了塑性区的应力和硐室的支护力与原岩应力的关系式;研究表明,硐室围岩塑性区的应力和硐室支护力不仅仅与围岩的力学性质有关而且还与原岩应力有关。通过算例分析了原岩应力对塑性区的应力和硐室支护力的影响,分析结果表明:塑性区的应力会随着原岩应力的增大而增大,并且在不同深度处,沿着硐室围岩深部逐渐增大,并且塑性区的应力和支护力均与原岩应力存在明显的线性关系。

关键词： SMP(Spatially Mobilized Plane)屈服准则原岩应力圆形硐室塑性区应力支护力

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磁西矿超深井筒原岩地应力研究

岩土力学 2015年第6期36卷 1761-1768页

作者：周晓敏北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

介绍了磁西超千米井筒设计和地质条件,展示了井壁受力的实测方案以及依据包神解析公式进行地层原岩应力反演计算的原理。实测结果反演得到了井筒1 208 m深处的水平应力平均估值以及不均匀分布情况,水平应力与垂直应力之比符合自重应力... 详细信息

介绍了磁西超千米井筒设计和地质条件,展示了井壁受力的实测方案以及依据包神解析公式进行地层原岩应力反演计算的原理。实测结果反演得到了井筒1 208 m深处的水平应力平均估值以及不均匀分布情况,水平应力与垂直应力之比符合自重应力场的规律,侧压力系数估值约为0.256~0.278之间。通过有限元数值模拟,图形化展示了井筒地应力分布,验证了实测反演数据的合理性,同时也反映了岩层剪切模量和构造等地质条件对水平应力不均匀分布的影响规律。结合对该矿区宏观地质构造运动演化和地质力学的定性分析原理,综合地分析了实测结果、解析反演和数值计算之间的一致性,对水平原岩应力Hoek＆Brown统计规律的普适性提出了质疑,讨论了现有原岩应力解析计算方法,为采用包神公式进行井壁设计供了参考。

关键词：原岩应力井壁测试地应力反演超深井筒

磁西矿千米深井不均匀原岩应力场有限元模型研究

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工程力学 2016年第B06期33卷 306-311页

作者：周晓敏管华栋北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083

从现代数值计算在地下工程中应用发展和新奥法理论的角度出发,提出了原岩应力场分析在现代地下工程设计方面的必要性。依据地层构造学,通过磁西副立井检查孔资料和地质构造条件,建立了基于重力场为基础的考虑地层倾斜、断层等构造下的... 详细信息

从现代数值计算在地下工程中应用发展和新奥法理论的角度出发,提出了原岩应力场分析在现代地下工程设计方面的必要性。依据地层构造学,通过磁西副立井检查孔资料和地质构造条件,建立了基于重力场为基础的考虑地层倾斜、断层等构造下的磁西副立井广场下原岩应力分析模型,通过数值计算分析结果,图形化展示了不同垂直勘探线上三向应力随深度的变化规律,尽管三向应力都和深度成正比关系,但和解析解不同的是,在岩层界面和断层处水平和垂直应力都不是连续的,而且两向水平应力是不等的,二者之比最大值1.22发生在垂深613 m左右。正交统计分析得到,两向水平应力之比,即不均匀应力系数,它的第一影响因素是岩体剪切模量之比,第二影响因素是岩层倾角。在同一水平上,水平应力的变化也表现和地层倾斜方向高差相关联的关系,即倾斜上位的应力高于下位的应力,但应力梯度值不大,在10^(-3)~10^(-4)量级上,主要与岩层倾角有关,对地应力的评估差异不大。

关键词：原岩应力井筒井壁自重应力场不均匀系数有限元

深部原岩应力对巷道围岩破裂范围的影响规律研究

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采矿与安全工程学报 2013年第4期30卷 495-500页

作者：杨旭旭靖洪文陈坤福王文龙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

为研究煤矿深部原岩应力对巷道围岩破裂范围的影响规律,采用空心包体法在郓城千米埋深煤矿井底车场进行地应力实测,得到了煤矿深部原岩应力状态,并应用声波测试方法,测量得到了不同巷道帮部的围岩破裂范围。将原岩应力转化为与巷道帮部... 详细信息

为研究煤矿深部原岩应力对巷道围岩破裂范围的影响规律,采用空心包体法在郓城千米埋深煤矿井底车场进行地应力实测,得到了煤矿深部原岩应力状态,并应用声波测试方法,测量得到了不同巷道帮部的围岩破裂范围。将原岩应力转化为与巷道帮部直墙面平行截面上的初始径向应力和初始剪切应力,研究不同初始应力状态下巷道围岩破裂范围发现:初始径向应力对深部围岩破裂范围影响较为显著,且初始径向应力越大破裂范围就越小;而初始剪切应力对围岩破裂范围的影响显著性较小。此外,实测结果还证实了围岩岩性和巷道断面大小是影响围岩破裂范围的重要因素。

关键词：原岩应力围岩破裂范围初始径向应力初始剪切应力

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潞宁煤矿深部巷道原岩应力分布规律研究

煤 2023年第11期32卷 102-104页

作者：张斌山西潞安集团潞宁煤业有限责任公司山西忻州036700

针对潞宁煤矿深部巷道地质条件复杂等问题,文章通过原岩应力原位测试技术开展相关测试。结果表明,潞宁煤矿深部巷道原岩应力场为最大水平主应力主导型应力场。文章分析了潞宁煤矿深部巷道最大主应力与最小主应力之差与垂直主应力的比值... 详细信息

针对潞宁煤矿深部巷道地质条件复杂等问题,文章通过原岩应力原位测试技术开展相关测试。结果表明,潞宁煤矿深部巷道原岩应力场为最大水平主应力主导型应力场。文章分析了潞宁煤矿深部巷道最大主应力与最小主应力之差与垂直主应力的比值等不同侧压比及最大剪应力随埋深变化规律,为潞宁煤矿巷道布置及支护设计提供可靠基础参数。

关键词：深部巷道原岩应力最大主应力侧压比

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原岩应力现场与实验室测试对比研究

煤炭技术 2020年第3期39卷 68-71页

作者：袁修竹范映冲彭博胡勇四川芙蓉集团实业有限责任公司杉木树煤矿四川宜宾644501 四川省煤炭产业集团有限责任公司技术中心成都610091 重庆大学资源与安全学院重庆400044 四川芙蓉集团实业有限责任公司四川宜宾644002

为验证利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力的可靠性和准确性,对杉木树矿S30+96石门分别采用现场空心包体应变法和实验室声发射Kaiser效应法测量其地应力,最后对比分析了2种测试方法的结果。根据测量结果可知,利用声发射Kaiser效应法与... 详细信息

为验证利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力的可靠性和准确性,对杉木树矿S30+96石门分别采用现场空心包体应变法和实验室声发射Kaiser效应法测量其地应力,最后对比分析了2种测试方法的结果。根据测量结果可知,利用声发射Kaiser效应法与空心包体应变法测得的原岩应力值相对误差分别为最大主应力3.59%、中间主应力10.79%、最小主应力11.04%,2种测试方法所得的结果相对误差较小。此外,现场和实验室得到的3个主应力方向也基本一致。研究结果表明,实验室利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力具有较高的准确性,声发射Kaiser效应法测量原岩应力可很好地运用于工程实践。

关键词：原岩应力套孔应力解除法声发射 Kaiser效应

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鲍店煤矿八采区原岩应力测试及分布特征研究

采矿技术 2024年第2期24卷 88-92页

作者：王建郭祺李旭智黄瑞峰顾士坦兖矿能源集团股份有限公司鲍店煤矿山东济宁市273513 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛市266590 华北科技学院应急技术与管理学院河北廊坊市065201

原岩应力场是影响矿山压力显现剧烈程度的主控因素之一。采用应力解除法实测了鲍店煤矿八采区原岩应力,并研究了其分布规律,结果表明:八采区最大主应力为9.03~9.18MPa,中间主应力为6.15~7.01MPa,最小主应力为5.35~6.45MPa;最大主应力方... 详细信息

原岩应力场是影响矿山压力显现剧烈程度的主控因素之一。采用应力解除法实测了鲍店煤矿八采区原岩应力,并研究了其分布规律,结果表明:八采区最大主应力为9.03~9.18MPa,中间主应力为6.15~7.01MPa,最小主应力为5.35~6.45MPa;最大主应力方位角位于97.34°~111.23°之间,且最大主应力为水平应力,应力场类型为σ_(H)>σ_(v)>σ_(h)型;实测中间主应力与垂直应力存在3.61°~29.79°的夹角,且其随深度的增大而增加的速度较垂直应力大,用垂直应力估算中间主应力相对保守;八采区8304工作面掘进方向与最大主应力夹角为97.34°~111.23°,中间主应力倾角为-86.39°~-60.21°,两顺槽在掘进和维护过程中易受最大主应力和中间主应力影响,巷道两帮及右肩角需要重点维护。

关键词：原岩应力应力解除法最大主应力地应力水平

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圆形巷道原岩应力对塑性区的影响规律研究

科学技术与工程 2017年第15期17卷 126-130页

作者：经来旺周建叶金胜安徽理工大学力学与光电物理学院淮南232001 安徽理工大学土木建筑学院淮南232001

为研究塑性区围岩应力与原岩应力的关系,将巷道围岩分成塑性残余区、塑性软化区和弹性区,基于Mohr-Coulomb强度准则,考虑扩容和软化特性,计算出了塑性区应力和半径的解析式。通过算例分析了原岩应力对塑性区应力、应变和软化模量的影响... 详细信息

为研究塑性区围岩应力与原岩应力的关系,将巷道围岩分成塑性残余区、塑性软化区和弹性区,基于Mohr-Coulomb强度准则,考虑扩容和软化特性,计算出了塑性区应力和半径的解析式。通过算例分析了原岩应力对塑性区应力、应变和软化模量的影响。分析结果表明:原岩应力越大,软化区和残余区的范围越大;软化区某点应力减小,而残余区应力几乎不变;原岩应力对软化模量的影响与支护阻力相比小得多;塑性区的径向应变增长速度较环向应变快。研究成果为圆形巷道围岩稳定性和支护设计提供一定的理论依据。

关键词：原岩应力 Mohr-Coulomb强度准则扩容塑性区应力