检索结果-南通市图书馆

具有复杂层次结构的二维离散块系岩体中摆型波与旋转波研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 424-438页

作者：姜宽卢春生戚承志王泽帆北京工业大学城市建设学部北京100124 西澳大学土木、环境与采矿工程学院澳大利亚珀斯6009 科廷大学土木与机械工程学院澳大利亚珀斯6845 北京建筑大学北京未来城市设计高精尖中心北京100044 北京建筑大学城市交通基础设施建设北京国际科技合作基地北京100044

岩体是由软弱结构层分割的各种尺度的岩块相互嵌套形成,具有复杂的层次结构,对岩体动力变形及应力波传播具有显著影响。针对具有复杂层次结构的块系岩体,基于Cosserat理论建立摆型波与旋转波的动力模型,确定层次结构对动力变形的影响。... 详细信息

岩体是由软弱结构层分割的各种尺度的岩块相互嵌套形成,具有复杂的层次结构,对岩体动力变形及应力波传播具有显著影响。针对具有复杂层次结构的块系岩体,基于Cosserat理论建立摆型波与旋转波的动力模型,确定层次结构对动力变形的影响。进一步,针对摆型波的低频、低速特征,基于Bloch定理确定并求解不同层次结构中波的频散方程,研究波的频散关系及速度特征。最后,基于固体能带理论揭示摆型波低频特性的力学机制,并基于研究结果讨论摆型波及旋转波诱发冲击地压的可能性。研究表明:忽略岩体高阶层次结构将低估岩体的位移及其整体变形,计算结果偏于不安全。长波扰动作用下,高阶层次结构中第一模态摆型波(对应声学支)频散现象不显著,其传播速度降低,岩体内部高阶层次结构阻碍波的传播;其他波(对应光学支)频散现象极其显著,几乎不能独立存在并传播;低频摆型波为波的主要形式,比高阶模态波及传统的P波、S波衰减速度更慢、传播距离更远。

关键词：岩石力学块系岩体摆型波旋转波层次结构频散关系 Cosserat理论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤与瓦斯突出物理模拟试验研究现状及展望

岩石力学与工程学报 2024年第3期43卷 521-541页

作者：唐巨鹏张昕潘一山辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁大学环境学院辽宁沈阳110036

煤与瓦斯突出是煤矿井下开采活动中较为常见的动力灾害,严重威胁着矿井安全绿色生产。鉴于现场煤与瓦斯突出的不确定性、突发性和危险性,物理模拟试验成为了研究煤与瓦斯突出机制的有效手段。通过查阅大量文献发现:(1)突出模拟试验装置... 详细信息

煤与瓦斯突出是煤矿井下开采活动中较为常见的动力灾害,严重威胁着矿井安全绿色生产。鉴于现场煤与瓦斯突出的不确定性、突发性和危险性,物理模拟试验成为了研究煤与瓦斯突出机制的有效手段。通过查阅大量文献发现:(1)突出模拟试验装置由单轴向双轴、常规三轴、真三轴迭代升级,试件尺寸由小到大,数据采集由单一到多元化,各种大型多功能真三轴可视化、模块化试验系统的成功研制,为煤与瓦斯突出发生机制的定量研究提供了有效平台;(2)开展大量围绕“三要素”的煤与瓦斯突出物理模拟试验研究,探索地应力、瓦斯压力、煤体物理力学性质对突出的影响程度,通过煤层温度和两相流冲击演化反演突出强度,基本掌握突出的发动条件及致灾机制,形成了具有我国特色的煤与瓦斯突出理论体系。然而,随着我国煤矿开采深度不断增加,深部煤与瓦斯突出机制变得更加复杂。针对新形势下煤与瓦斯突出研究存在的不足,对未来的研究方向提出建议和展望,旨在完善煤与瓦斯突出机制体系,突破定性假说研究阶段,对灾害孕育、发生、发展阶段的定量条件进行探索,为现场煤与瓦斯突出预测与防治提供可靠的理论基础。

关键词：采矿工程煤与瓦斯突出试验装置物理模拟研究现状

地下水库真实水压环境下坝体试件力学响应与破坏特征

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2024年

作者：吕鑫何祥杨科方珏静张寨男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合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 阿德莱德大学土木环境和采矿工程学院

地下水库坝体在水压环境下的稳定性是废弃矿井抽水蓄能电站长期安全运行的关键。针对地下水库真实水压环境，自主设计、研制伺服轴–水压联合试验装置，分析环境水影响方式，阐明轴–水压联合作用结构演化过程，判断坝体理论强度变化趋... 详细信息

地下水库坝体在水压环境下的稳定性是废弃矿井抽水蓄能电站长期安全运行的关键。针对地下水库真实水压环境，自主设计、研制伺服轴–水压联合试验装置，分析环境水影响方式，阐明轴–水压联合作用结构演化过程，判断坝体理论强度变化趋势，开展不同水压力环境坝体力学试验，确定水压对坝体试件力学性能影响规律，探讨细观断口形貌特征与宏观破坏形态。结果表明：真实水压环境对坝体试件产生水化学与水压力影响，涵盖7个方面的增强与弱化作用；试件水环境由外界围压水、贯通孔隙水、封闭孔隙水3个部分组成，在试件饱和及加载过程中水介质交互与裂纹扩展相互影响，水压力越大渗入量与影响越大；真实水压环境改变试件损伤量与有效孔隙，进而影响侧向有效应力与试件强度；随着真实水压环境的水压力增大，应力–应变曲线具有明显的屈服波动、强度先减小后增大、轴向应变则持续降低，试验机对试件的耗能逐渐减少，但耗散能占比增速加快；水压力增大后断口形貌处裂纹核数量减少，主裂纹依次为沿晶断裂–穿晶断裂–剪切破坏，细微裂纹数量增大，试件破坏形态经历张拉–张剪–剪切转变，且破坏愈加复杂，伴随崩脆声响。研究成果可提高地下水库监测评估准确性，并为废弃矿井抽水蓄能电站建设提供理论与试验依据。

关键词：采矿工程废弃矿井地下水库坝体试件真实水压环境破裂断口水压破坏机制

巷帮煤体整体滑脱型冲击地压锚杆防冲支护原理及工程实践

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2024年第1期52卷 117-125页

作者：韩军李广汉郭宝龙马双文 CAO Chen 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 伍伦贡大学土木、采矿与环境学院新南威尔士伍伦贡2522

冲击地压是目前严重影响煤炭安全有效开采的灾害之一,研究锚杆防冲支护原理和技术对防治巷道冲击地压灾害具有重要意义和价值。通过对巷帮煤体整体冲入型冲击地压发生的地质条件以及破坏特征进行总结分析,认为坚硬顶板与坚硬煤层是此类... 详细信息

冲击地压是目前严重影响煤炭安全有效开采的灾害之一,研究锚杆防冲支护原理和技术对防治巷道冲击地压灾害具有重要意义和价值。通过对巷帮煤体整体冲入型冲击地压发生的地质条件以及破坏特征进行总结分析,认为坚硬顶板与坚硬煤层是此类型冲击地压的重要地质特征,而巷帮煤体整体滑脱是其主要冲击破坏特征。在此基础上,以巷帮滑脱煤体为研究对象,建立了顶板-巷道-底板复合结构体力学模型,建立了巷帮煤体发生水平滑移的极限平衡方程,并对各个参数进行分析。结果表明:由于顶板反弹使巷帮煤体竖直方向压力降低,巷帮煤体被构造应力推入巷道发生冲击地压。基于该发生机制模型,认为目前的锚杆支护设计体系在防治巷帮煤体冲入型冲击地压存在不足,并基于其发生和破坏特征,建立了针对巷帮煤体整体滑脱型冲击地压的锚杆防冲支护设计原则,即将顶和底帮锚杆锚固端分别穿层打入稳定的顶底板内,并使用长锚索取代中部帮锚杆,提供锚杆支护的防冲作用。基于新建立的锚杆防冲支护设计方法,以大屯矿区孔庄煤矿7305工作面防冲支护为工程背景,在宽煤柱段巷帮锚杆支护采取了防冲设计,帮顶、底部锚杆及补强锚索均锚固于顶底板内部,能够有效吸收煤体滑动动能,提高安全性。

关键词：冲击地压坚硬顶板回采巷道整体滑脱锚杆防冲支护

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

承压破碎煤体应变和孔渗演化机制与模型研究

煤田地质与勘探 2024年第5期52卷 37-45页

作者：李磊卢守青褚廷湘仲晓星刘重阳 REN Ting 华北科技学院矿山安全学院北京101601 青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 济南热电集团山东济宣能源有限公司山东济南250108 澳大利亚伍伦贡大学土木采矿与环境工程学院新南威尔士伍伦贡2522

采空区垮落带遗煤区域作为煤、氧低温反应的主要场所,其应变、孔隙率和渗透率演化模型的研究对深入认识煤自燃发展过程与规律有重要意义。基于团队自主研发的承压破碎煤体气体渗流实验装置,开展了单一粒径与混合粒径煤体承压渗流过程应... 详细信息

采空区垮落带遗煤区域作为煤、氧低温反应的主要场所,其应变、孔隙率和渗透率演化模型的研究对深入认识煤自燃发展过程与规律有重要意义。基于团队自主研发的承压破碎煤体气体渗流实验装置,开展了单一粒径与混合粒径煤体承压渗流过程应变、孔隙率和渗透率演化规律研究。对不同粒径下的应变、孔隙率和渗透率随应力变化情况进行分析,结果显示:相关变化过程可以分为2个阶段,即轴向应力≤6MPa时的线性变化阶段与>6MPa时的指数函数变化阶段,初步表明破碎煤体的变形、孔隙率和渗透率的变化机制一致、同粒径无关,轴向应力=6MPa时的状态属于关键节点状态,其对应的应变、孔隙率和渗透率分别承接着各自上下2种不同的变化机制;轴向应力≤6MPa和>6MPa条件下三者变化的主要原因分别是颗粒的压缩作用和滑移填充作用;轴向应力=6MPa时不同粒径破碎煤体承压过程中的应变、孔隙率和渗透率分别同各自的应变、孔隙率、渗透率变化路径有一一映射关系,据此建立了相应的应力-应变、应力-孔隙率和应力-渗透率关系的模型;模型对比、验证结果表明,所建模型虽源于多种粒径破碎煤体实验,但摆脱了粒径因素的影响,同实验结果有着良好的匹配性,达到了较为理想的效果。相关研究成果可为采空区煤自燃早期预防与控制提供科学依据。

关键词：破碎煤体承压气体渗流应变孔隙率渗透率

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

深部采矿岩石力学进展

煤炭学报 2024年第1期49卷 75-99页

作者：何满潮武毅艺高玉兵陶志刚中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 吉林大学建设工程学院吉林长春130021

随着煤炭开采日益向深部发展,深部采矿引发的围岩大变形破坏和强冲击动力灾害日益严峻。在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动、强流变及多场耦合的复杂地质力学环境下,深部采场的应力场特征、煤岩体破碎性质、岩层移动及能量的积... 详细信息

随着煤炭开采日益向深部发展,深部采矿引发的围岩大变形破坏和强冲击动力灾害日益严峻。在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动、强流变及多场耦合的复杂地质力学环境下,深部采场的应力场特征、煤岩体破碎性质、岩层移动及能量的积聚释放规律等均发生了显著变化。针对深部采矿中的岩石力学问题,论述了笔者及团队在深部采煤方法、深部巷道破坏机理与围岩控制、深井热害与地热利用三大方向取得的进展,主要包括:(1)提出了平衡开采理论和实现平衡开采的110/N00工法,进行了千米深井现场工程应用;(2)构建了深部“非均压建井”模式,研发了实现深井稳定提升的SAP系统,形成了可大幅简化井巷工程量和提高矿井采出率的建井方法;(3)研发了多套适用于研究深部岩体在水、高温、高压、结构效应及多场耦合作用下发生宏观破坏的实验系统和可进行微观层面演算的超算系统,揭示了深部软岩大变形破坏机理及多尺度力学特性;(4)研制了深部岩体冲击型和应变型岩爆实验系统,阐述了深部岩体冲击能量沿开挖临空面瞬间释放的非线性动力学行为;(5)提出了深部巷道开挖补偿支护理论,进一步发展了具有高恒阻、高延伸率、强吸能和耐冲击超常力学特性的NPR支护材料和技术;(6)研发了模拟深部高温、高湿和高压环境下的岩体热力学实验系统,提出了热害治理和热能资源化利用方法,建立了深部热害治理与热能综合利用系统(HEMS)。相关研究成果已在深部开采领域得以应用,可为深部采矿面临的复杂岩石力学问题提供借鉴。

关键词：深部开采岩石力学 110/N00工法巷道变形围岩控制矿井热害

离子型稀土原地浸矿诱发污染物释放迁移及其影响因素探讨

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

有色金属科学与工程 2024年

作者：郭钟群唐韬罗飞跃刘琪琪汪浩轩冯秀娟江西理工大学土木与测绘工程学院中国矿业大学矿业工程学院

离子型稀土矿富含中重稀土元素，在冶金工业与新材料制备中发挥关键作用。目前广泛推荐原地浸矿开采工艺，其主要生产流程为“原地打井-注液溶浸-母液回收”。由于大量浸矿剂进入到采矿场地的岩土体中，对矿山生态环境造成了很大影响，... 详细信息

离子型稀土矿富含中重稀土元素，在冶金工业与新材料制备中发挥关键作用。目前广泛推荐原地浸矿开采工艺，其主要生产流程为“原地打井-注液溶浸-母液回收”。由于大量浸矿剂进入到采矿场地的岩土体中，对矿山生态环境造成了很大影响，严重制约了离子型稀土绿色开发与利用。本文介绍了离子型稀土原地浸矿工艺及新方法，阐述了溶浸过程中土体中氨氮迁移规律，分析了原地浸矿后土体重金属形态变化特征，综述了pH值、土壤质地、有机质等因素对重金属释放迁移影响规律，并对稀土矿山土壤环境研究进行展望。旨在梳理离子型稀土矿土壤氨氮与重金属释放迁移规律，为矿区污染治理与生态恢复提供参考。

关键词：离子型稀土原地浸矿氨氮重金属污染物释放迁移

纤维含量⁃浓度效应下尾砂胶结材料受压性能响应

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 579-587页

作者：赵康赵康奇严雅静杨健敖文强肖维灵生态环境部固体废物与化学品管理技术中心北京100029 江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州341000 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

为推动纤维增强尾砂胶结材料(FRCM)在工程中的应用,研究分析了混合纤维(玻璃纤维与聚丙烯腈纤维的混合物)含量与浓度耦合效应下FRCM的力学性能变化规律。通过单轴压缩试验得到纤维质量含量为0%,0.5%,0.7%和料浆浓度为65%,68%,72%的FRCM... 详细信息

为推动纤维增强尾砂胶结材料(FRCM)在工程中的应用,研究分析了混合纤维(玻璃纤维与聚丙烯腈纤维的混合物)含量与浓度耦合效应下FRCM的力学性能变化规律。通过单轴压缩试验得到纤维质量含量为0%,0.5%,0.7%和料浆浓度为65%,68%,72%的FRCM抗压强度和弹性模量,并提出以极限应变因子K来评价FRCM的抗压韧性。研究结果表明:浓度是影响FRCM强度的关键,浓度为65%时,FRCM抗压强度随纤维含量增加而增加的增长率最大,并在一定纤维含量条件下有良好的提升空间;纤维含量是影响FRCM抗压韧性的关键,浓度为68%时,FRCM的K值增幅较大,体现出良好的抗压韧性性能;当浓度为65%时,FRCM的弹性模量随纤维含量增加而增加的增长率相对稳定。

关键词：纤维增强尾砂胶结材料纤维含量浓度抗压强度弹性模量抗压韧性

冻胀融沉过程中井塔基础稳定与结构应力变化规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 549-560页

作者：秦伟张宏贞高杰温庆杰中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

在高耸的井塔周围开展冻结法施工将会造成井塔基础的抬升或沉降,对井塔基础稳定及其结构安全造成严重威胁。针对上述问题,采用缓慢冻结、局部冻结和温控孔热水循环等保护措施,成功避免了冻结锋面波及井塔基础。在造孔—冻胀—融沉过程... 详细信息

在高耸的井塔周围开展冻结法施工将会造成井塔基础的抬升或沉降,对井塔基础稳定及其结构安全造成严重威胁。针对上述问题,采用缓慢冻结、局部冻结和温控孔热水循环等保护措施,成功避免了冻结锋面波及井塔基础。在造孔—冻胀—融沉过程中对井塔基础高程进行持续测量,测量结果表明:造孔—冻胀—融沉期间井塔基础依次经历缓慢下沉、轻微抬升、快速下沉和下沉稳定4个过程;采取的冻结保护措施有效保障了井塔基础的稳定性,井塔基础的最大倾斜值远小于规定的允许值。结合井塔基础沉降监测数据开展井塔结构应力的数值模拟,模拟结果表明:井塔主梁上表面拉应力峰值出现在井塔壁柱与主梁的连接处,随着井塔倾斜值的增加,井塔主梁上表面拉应力峰值不断增大;造孔—冻胀—融沉期间井塔主梁上表面最大拉应力小于C25混凝土强度极限,井塔结构安全性得到有效保障。建立温度-表土-井塔相互作用相似材料模型并开展模拟实验,实验结果表明:冻结时间越长、冻结温度越低,井塔基础的抬升量和融沉后的下沉量越大且井塔基础融沉稳定所需的时间越长,井塔基础的抬升量峰值明显小于井塔基础的融沉量,模拟结果与实测结果、数值模拟结果相吻合。

关键词：冻结法井塔基础结构安全地表变形