检索结果-南通市图书馆

爆破震动作用下高地应力巷道动力响应特征与稳定性研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

振动工程学报 2024年第3期37卷 414-422页

作者：乔国栋刘泽功高魁刘健傅师贵安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031

为了研究爆破震动作用下高地应力巷道的动力响应特征及其稳定性,以淮南潘三矿超前预裂卸压爆破扰动瓦斯综合治理巷为工程背景,通过理论分析建立了爆破作业扰动巷道围岩模型,并根据应力波传播理论及波前动量守恒定理推导出了爆破震动作... 详细信息

为了研究爆破震动作用下高地应力巷道的动力响应特征及其稳定性,以淮南潘三矿超前预裂卸压爆破扰动瓦斯综合治理巷为工程背景,通过理论分析建立了爆破作业扰动巷道围岩模型,并根据应力波传播理论及波前动量守恒定理推导出了爆破震动作用下巷道围岩振动方程。使用数值模拟研究了巷道围岩质点峰值振动速度(Peak Particle Velocity,PPV)的衰减特征,从应力分布规律的角度对理论分析进行了补充,并根据模拟结果对巷道围岩稳定性进行了分析。结果表明:巷道围岩振动方程显示,爆炸应力波入射角度的不同会导致巷道围岩不同区域的动态响应特征存在差异。随着爆心距增大,巷道轮廓面附近围岩PPV出现波动,并在自由面处获得最大峰值振速;地应力对巷道围岩PPV具有抑制作用,地应力越大抑制作用越明显,且不同位置围岩的PPV对地应力敏感度存在差异;随着地应力增大,爆破震动作用下巷道围岩受力状态从拉剪变为压剪,最大主应力和剪切应力也随之增大。研究认为随着埋深增加,在对爆破震动作用下巷道围岩的稳定性进行评估时地应力因素不可忽略。对于潘三矿超前预裂卸压爆破工程现场而言,除了巷道的直墙外,墙角、拱墙也是危险区域,应当着重予以加固并加强监测。

关键词：地应力动力响应爆破震动围岩失稳质点峰值振动速度

厚度突变煤层采动围岩应力显现及岩移规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

现代矿业 2024年第1期40卷 123-128页

作者：齐消寒谢文坤刘阳辽宁工程技术大学安全科学与工程学院矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室

为研究煤岩层厚度突变条件下采动围岩应力显现及岩层移动规律,采用FLAC3D数值模拟软件对平煤十矿己15.16-24110工作面煤厚和倾角突变影响区域进行建模,模拟赋存条件突变煤体在采动影响下围岩位移和应力显现规律,进而分析顶底板失稳产生... 详细信息

为研究煤岩层厚度突变条件下采动围岩应力显现及岩层移动规律,采用FLAC3D数值模拟软件对平煤十矿己15.16-24110工作面煤厚和倾角突变影响区域进行建模,模拟赋存条件突变煤体在采动影响下围岩位移和应力显现规律,进而分析顶底板失稳产生的原因及规律。结果表明,随着开采深入,卸压区和应力集中范围变大;在煤层突变的位置,煤层工作面煤壁及围岩出现卸压区影响范围突然扩大,顶板卸压范围变大,形成“双驼峰”状,煤壁的应力集中系数增加明显;煤厚突变区域上覆及下伏岩层应力显现和岩移量均明显高于其他区域,说明该区域易蓄积能量,成为动力灾害及岩层失稳频发区域。

关键词：围岩失稳厚度突变应力显现

迎采掘进巷道水力切顶关键部位对顶板断裂行为的影响

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年

作者：林榆昆刘江伟刘耀友山东科技大学能源与矿业工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地

动压巷道往往存在着巷道变形严重、围岩控制困难等问题，动压巷道大变形问题通常与围岩自身特性和动静载叠加形成的应力环境有关。山西怀仁峙峰山煤矿5号煤层回采巷道掘进采用迎采动的掘进方式，即存在掘进工作面和回采工作面交锋的问... 详细信息

动压巷道往往存在着巷道变形严重、围岩控制困难等问题，动压巷道大变形问题通常与围岩自身特性和动静载叠加形成的应力环境有关。山西怀仁峙峰山煤矿5号煤层回采巷道掘进采用迎采动的掘进方式，即存在掘进工作面和回采工作面交锋的问题，迎采掘进会造成相邻工作面巷道的围岩结构失稳而引发的大变形问题，使巷道维护困难，严重制约着煤炭资源的安全高效生产。针对此，提出了在应力传递路径上实施水力压裂的方法，破坏指定区域的岩体结构，从而降低巷道围岩范围内的应力，控制巷道的围岩稳定性；构建了坚硬岩层断裂部位的岩梁力学模型，通过峙峰山煤矿岩体的物理力学参数计算了水力切顶位置与顶板弯曲弹性能、顶板下沉速率的关系，分析了坚硬顶板断裂部位对断裂行为的影响。结合现场工程验证等方式，揭示了迎采掘进巷道大变形的机理，确定合理的压裂位置。研究结果表明：在坚硬岩层关键部位进行水力压裂切顶卸压可以破坏应力传递路径，降低上覆岩层的应力叠加效应，控制顶板能量释放的速率，压裂后巷道的累计围岩变形量普遍降低了40%-60%，表明在关键部位水力切顶实现了迎采掘进巷道围岩的有效控制，有效解决了临近巷道的围岩失稳大变形的问题，理论结果可以指导现场施工，证实了模型的可靠性。

关键词：动压巷道水力压裂迎采掘进能量释放围岩失稳

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

不稳定围岩巷道注浆加固技术研究

能源与节能 2024年第3期 176-179页

作者：焦栓太山西晋能控股装备制造集团赵庄煤业有限责任公司山西长治046000

山西省一煤矿8059工作面运输顺槽掘进区域存在围岩失稳问题。进行数值模拟可知,掘进后40 d巷道整体垮落,F16断层周边形成围岩破碎带,竖向距离30 m。在断层影响区域采取超前注浆加固措施,将破碎围岩提前凝结,随后对治理区域进行效果考察... 详细信息

山西省一煤矿8059工作面运输顺槽掘进区域存在围岩失稳问题。进行数值模拟可知,掘进后40 d巷道整体垮落,F16断层周边形成围岩破碎带,竖向距离30 m。在断层影响区域采取超前注浆加固措施,将破碎围岩提前凝结,随后对治理区域进行效果考察。考察结果表明,区域顶板最大位移量59 mm,变形较小。注浆措施有效解决了该区域围岩失稳的问题。

关键词：围岩失稳数值模拟超前注浆效果考察

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

大跨度矩形巷道围岩失稳破坏机制及数值模拟

科学技术与工程 2023年第3期23卷 991-997页

作者：王继兵岳鹏威魏晓刚郑州航空工业管理学院土木建筑学院郑州450046

巷道围岩的失稳破坏是资源开采阶段面临的重要问题。首先,对巷道围岩失稳机制进行了理论分析,探究巷道稳定性的主要因素,并基于ANSYS/LS-DYNA仿真平台对不同跨度巷道(4、6、8、10 m)进行动静荷载耦合响应数值模拟分析。结果表明:当巷道... 详细信息

巷道围岩的失稳破坏是资源开采阶段面临的重要问题。首先,对巷道围岩失稳机制进行了理论分析,探究巷道稳定性的主要因素,并基于ANSYS/LS-DYNA仿真平台对不同跨度巷道(4、6、8、10 m)进行动静荷载耦合响应数值模拟分析。结果表明:当巷道埋深、底板梁厚度等因素一定时,巷道跨度是影响巷道围岩失稳的主要因素。巷道围岩在初始静应力场作用时,第一主应力随着跨度的增加呈现逐渐增大的趋势;跨度的增加(10 m)会使巷道围岩x和y方向的应力发生突增现象,均在巷道底板处有相对较大的拉应力。巷道跨度的增大,导致左右两帮的移近量有所增加;顶板下沉和底板隆起的程度显著增加,加剧巷道失稳破坏风险。在静动荷载耦合作用下,巷道围岩发生失稳破坏,破坏程度随跨度的增加而增加。

关键词：巷道围岩大跨度数值模拟动静荷载耦合围岩失稳

凝灰岩水理性及相应隧洞围岩失稳防治技术综述

维普期刊数据库评论

在线全文

维普期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

人民长江 2023年第11期54卷 145-151页

作者：陈兴周张旭李文新刘立鹏西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 新疆水利水电勘测设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830000 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038

凝灰岩强度与变形属性受水的影响显著,研究掌握其水理特性对于评判由水的作用而导致的围岩失稳风险并提出针对性支护措施具有重要意义。通过收集整理与凝灰岩相关的研究成果,梳理了凝灰岩主要成分占比、细观结构和基本物理参数,总结了... 详细信息

凝灰岩强度与变形属性受水的影响显著,研究掌握其水理特性对于评判由水的作用而导致的围岩失稳风险并提出针对性支护措施具有重要意义。通过收集整理与凝灰岩相关的研究成果,梳理了凝灰岩主要成分占比、细观结构和基本物理参数,总结了凝灰岩产生软化、膨胀与崩解等特性的原因,论述了凝灰岩地层隧洞工程灾害防治理念与措施。最后对后续凝灰岩研究重点及相应工程措施进行了展望。研究结果表明:(1)凝灰岩内部蒙脱石、伊利石、高岭石的含量,孔隙结构以及风化侵蚀程度的差异是导致凝灰岩水理特性复杂的主要因素;(2)物理及化学作用是造成凝灰岩膨胀的主要原因;易溶矿物水解、黏土矿物水化反应、离子交换作用会引起凝灰岩结构性丧失而崩解;(3)支护、加固以及阻隔水是防治凝灰岩地层围岩失稳的有效措施。

关键词：凝灰岩水理特性微观结构凝灰岩隧洞围岩失稳

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

公路隧道围岩分级及失稳风险评估与系统开发

公路隧道围岩分级及失稳风险评估与系统开发

作者：姜雯中国矿业大学

学位级别：硕士

围岩掉块、塌方在公路隧道建设过程中频繁发生,造成重大经济损失和人员伤亡。提高围岩分级的准确率,及时获取隧道围岩失稳风险前兆并进行科学合理评估,降低围岩掉块、塌方等灾害发生概率是我国公路隧道建设亟待解决的难题。因此,勘察期... 详细信息

围岩掉块、塌方在公路隧道建设过程中频繁发生,造成重大经济损失和人员伤亡。提高围岩分级的准确率,及时获取隧道围岩失稳风险前兆并进行科学合理评估,降低围岩掉块、塌方等灾害发生概率是我国公路隧道建设亟待解决的难题。因此,勘察期和施工期两阶段的围岩精准分级对于保障公路隧道安全建设意义重大,构建可靠的、有效的围岩失稳风险评估模型对于降低施工过程中的风险同样具有重要的理论意义和工程价值。本文分别对29种围岩分级方法和40例失稳风险评估案例进行统计与分析,分别确定了围岩分级和失稳风险评估的指标体系。首先,构建适用于两工程阶段的围岩分级体系;然后,基于公路隧道工程建设特性,建立互为补充的两个新的围岩失稳风险评估模型;最后,通过自主编制程序,实现准确、快速和便捷围岩分级与失稳风险评估。取得主要研究成果如下:(1)分析获得围岩分级的主控影响因素,构建包含岩体完整性、岩石强度、结构面状态、地下水、地应力和结构面与洞轴线关系的评价指标体系和分级标准。建立了经典围岩分级方法之间的定量关系式,通过融合多种经典围岩分级方法,实现了勘察期的围岩质量的多维度评价。(2)考虑工程因素对围岩分级的影响,引入开挖跨度和开挖工法2个工程因素指标,改进现有规范的[BQ]法围岩分级公式,完善了施工期的围岩分级方法,使围岩分级更具动态性、针对性。(3)在近百起围岩失稳工程案例的基础上,构建了适用于公路隧道失稳风险评估的贝叶斯网络模型,实现了公路隧道的失稳概率预测与失稳规模预测,解决了因工程数据组数不足致使无法借助评估模型实现精准、快速评估的难题。将贝叶斯网络模型应用在北固山隧道工程,证明了模型的准确性和可靠性。(4)基于XGBoost算法,在充分发挥工程数据价值的基础上,实现了公路隧道围岩失稳风险的快速精准评估。所建模型经大华山隧道工程的实例验证,评估结果与现场实际情况保持了较好的一致性,成功预警了围岩失稳灾害的发生,保障了隧道安全建设。(5)基于Visual Basic,自主开发了“公路隧道围岩分级及失稳风险评估系统(RCIAS)”。该系统兼具工程适用性和使用友好性特征,实现了公路隧道建设过程中的准确、快速围岩分级与失稳风险评估。该论文有图50幅,表73个,参考文献171篇。

关键词：公路隧道围岩分级围岩失稳风险评估系统开发

甜水堡煤矿富水弱胶结顶板围岩失稳机制及控制研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

甜水堡煤矿富水弱胶结顶板围岩失稳机制及控制研究

作者：朱贵伟中国矿业大学

学位级别：硕士

我国宁东、庆阳等矿区主要开采侏罗系煤层,该煤层顶板岩层具有两个显著特征,一是其富含粘土矿物,特别是斜绿泥石等矿物含量相对较高;二是巷道开挖扰动范围内砂岩为弱含水层,在采掘及支护等扰动作用下所产生的裂隙使得弱含水层由层间径... 详细信息

我国宁东、庆阳等矿区主要开采侏罗系煤层,该煤层顶板岩层具有两个显著特征,一是其富含粘土矿物,特别是斜绿泥石等矿物含量相对较高;二是巷道开挖扰动范围内砂岩为弱含水层,在采掘及支护等扰动作用下所产生的裂隙使得弱含水层由层间径流为主向垂向径流为主转变,进而产生水-岩作用,且该作用对富含粘土矿物岩层强度的弱化作用明显,是区别于我国其他矿区煤层开采巷道围岩控制的显著特征。本文以位于庆阳矿区甜水堡煤矿南翼一采区回采巷道为工程背景,较为系统地研究了水-岩作用下力学性能损伤特征及巷道围岩变形失稳机制,并提出了具有针对性的支护技术方案,取得了如下研究成果:实验室测试了甜水堡煤矿一采区典型回采巷道顶板岩层矿物组分,粘土矿物含量较高,且富含吸水易于膨胀的斜绿泥石;实测了采区地应力,确定了该区域以构造应力场为主的特征;通过不同含水率顶板岩样单轴压缩声发射试验,研究了水对弱胶结顶板岩层弱化规律,掌握了水-岩作用下弱胶结砂岩的裂隙发育规律,揭示了富水弱胶结顶板岩层在实验室层面的变形破坏机理;根据以上研究成果,采用基于有效锚固层厚度的顶板叠加梁理论设计了顶板长短锚索支护的间、排距;采用数值模拟方法,通过对巷道断面形状进行选择,优化了富水弱胶结巷道的顶板围岩应力环境,对帮部锚杆间排距及锚杆索预紧力等参数进行了优选,确定了支护方案,并在1302回采巷道内进行了工业性试验。工业性试验结果表明:1302工作面两条回采巷道中运输巷的矿压显现更剧烈,顶底板移进量161 mm,其中顶板下沉量100 mm,底鼓量61 mm;两帮移进量54 mm,其中工作面帮移进量25 mm,煤柱帮移进量29 mm。该支护方案有效解决了甜水堡煤矿富水弱胶结顶板岩层围岩稳定性控制技术难题,为同类条件下巷道支护提供了有益借鉴。该论文有图69幅,表10个,参考文献78篇。

关键词：弱胶结岩层水-岩相互作用围岩失稳巷道支护

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

深部高侧压巷道围岩失稳机理及控制对策

岩土工程学报 2016年第12期38卷 2262-2271页

作者：曹平李好月中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

针对金川矿山958中段出现的巷道破坏现象,运用理论分析、力学推导、数值计算、工程试验等方法,模拟不同侧压下巷道围岩变形过程,揭示围岩失稳机制及支护失效机理,探究高侧压巷道稳定控制对策,提出"拱梁联合支护"方案,完善锚固作用下"围... 详细信息

针对金川矿山958中段出现的巷道破坏现象,运用理论分析、力学推导、数值计算、工程试验等方法,模拟不同侧压下巷道围岩变形过程,揭示围岩失稳机制及支护失效机理,探究高侧压巷道稳定控制对策,提出"拱梁联合支护"方案,完善锚固作用下"围岩承压拱"计算模式,构建"底板—桁架梁"力学模型,并通过解析微分控制方程进行支护参数反演。调查研究表明,巷道顶底板变形比重与侧压系数?呈非线性正相关,围岩受力状态及位移形变随?变化;高水平构造应力、骤变部位集中应力是低相对强度围岩失稳和高关联度支护体失效的主要诱因;兼顾局部和整体强度关系、改善不良应力状态、增强围岩承载能力为高侧压巷道稳定性控制的关键;锚杆应力维体与围岩相互作用形成承压拱可分消应力作用;底板桁架梁横撑底脚,减弱两帮向内收敛挤压趋势。监测结果显示,巷道变形速率减缓和变形幅度降低,整体稳定得到控制。

关键词：深部巷道高侧压围岩失稳支护失效联合支护