检索结果-内蒙古大学图书馆

陕西煤炭 2021年第6期40卷 64-67页

作者：孙望成张道兵蒋瑾尹华东胡阿平朱远嫘湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

针对煤矿矸石堆积污染环境、占用农田以及煤矿开采导致地表沉降的问题,设计了以矸石作为充填材料的绿色充填系统。矸石通过运输系统从井下的掘进工作面运输到地面的矸石仓及破碎筛分站,在破碎筛分站对矸石进行破碎及筛分处理,将破碎筛... 详细信息

针对煤矿矸石堆积污染环境、占用农田以及煤矿开采导致地表沉降的问题,设计了以矸石作为充填材料的绿色充填系统。矸石通过运输系统从井下的掘进工作面运输到地面的矸石仓及破碎筛分站,在破碎筛分站对矸石进行破碎及筛分处理,将破碎筛分后的矸石物料通过投料井垂直投放到井下储料仓,再通过井下运输巷道将矸石输送至采空区进行充填。详细分析了进料口尺寸、动颚行程、转子尺寸及转速、啮角、偏心轮转速、生产能力等重要破碎参数以及矸石投放速度、投放管管径、冲击力等关键充填参数,可为今后类似矸石充填案例提供参考。

关键词：矸石运输矸石充填系统充填工艺参数分析

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单轴加载下裂隙试件主控裂纹演化规律及锚固止裂机理

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湖南科技大学学报（自然科学版） 2020年第3期35卷 13-22页

作者：王平朱永建冯涛余伟健湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为研究裂隙岩体锚固作用机理,采用水泥砂浆预制不同倾角的裂隙试件,在裂隙上下两端一定距离预埋GFRP(玻璃纤维塑料筋材)锚杆制作加锚裂隙试件进行单轴压缩试验.结果表明:主控裂纹的形成与贯通是导致试件最终破坏的直接原因.无锚裂隙试件... 详细信息

为研究裂隙岩体锚固作用机理,采用水泥砂浆预制不同倾角的裂隙试件,在裂隙上下两端一定距离预埋GFRP(玻璃纤维塑料筋材)锚杆制作加锚裂隙试件进行单轴压缩试验.结果表明:主控裂纹的形成与贯通是导致试件最终破坏的直接原因.无锚裂隙试件,主控裂纹贯通路径单一、贯通速度快,且受预制裂隙影响明显,裂隙倾角越大,主控裂纹扩展方向与裂隙轴线夹角越小.裂隙试件加锚后,主控裂纹贯通路径增多,裂隙倾角对主控裂纹的引导作用减弱.锚杆对裂隙试件峰前平均强度和峰值强度作用不大,但能够有效延长试件峰后强度的持续时间.无锚试件加载过程中能量释放具有"突变性",释放的总能量较少,加锚试件能量释放具有"渐变性",释放的总能量较多.裂隙扩展过程中能量的快速释放是主控裂纹形成和扩展的标志,主控裂纹数量越多、路径越长释放的能量就越大.锚杆的主要作用在于限制主控裂纹的快速形成和扩展,在相同的外力功作用下产生更多、更大范围的损伤和微裂纹,从而改变主控裂纹扩展路径,延长主控裂纹的贯通长度,通过遏制主控裂纹快速贯通来增加裂隙岩体的峰后强度和抗变形能力.

关键词：裂隙试件能量释放锚固作用主控裂纹裂纹扩展

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考虑Hoek-Brown准则的挡土墙主动土压力

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吉首大学学报（自然科学版） 2021年第1期42卷 61-65页

作者：孙望成张道兵蒋瑾蔚彪尹华东湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

基于挡土墙对数螺旋破坏机制,考虑非线性Hoek-Brown强度准则,采用极限分析上限法计算了挡土墙的土体重力功率、内能耗散率和主动土压力功率,根据虚功率原理推导了挡土墙的主动土压力解析式,并采用Matlab软件求解了主动土压力的最优上限... 详细信息

基于挡土墙对数螺旋破坏机制,考虑非线性Hoek-Brown强度准则,采用极限分析上限法计算了挡土墙的土体重力功率、内能耗散率和主动土压力功率,根据虚功率原理推导了挡土墙的主动土压力解析式,并采用Matlab软件求解了主动土压力的最优上限解.分析挡土墙和土体的参数、Hoek-Brown强度准则对挡土墙的主动土压力及稳定性的影响,结果表明,随着扰动因子、墙背倾角、挡土墙高度和土体容重的增大,主动土压力非线性增大,挡土墙的稳定性降低;随着地质强度指标、岩体常数、外摩擦角和单轴抗压强度的增大,主动土压力非线性减小,挡土墙的稳定性增加.

关键词：挡土墙 Hoek-Brown强度准则极限分析上限法主动土压力

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上保护层开采双工作面卸压数值模拟

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矿业工程研究 2021年第2期36卷 54-64页

作者：丁海洋罗文柯万芳芳施式亮汤铸鲁义李贺安徽神源煤化工有限公司邹庄煤矿安徽淮北235123 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201

为了研究上保护层双工作面开采后被保护层的卸压保护情况,结合祁南煤矿82采区上保护层顶底板岩层物理力学参数和地质特征,采用FLAC 3D软件模拟了上保护层双工作面6123与6125推进过程中应力场和变形场的演化特征,获得了被保护层7225与722... 详细信息

为了研究上保护层双工作面开采后被保护层的卸压保护情况,结合祁南煤矿82采区上保护层顶底板岩层物理力学参数和地质特征,采用FLAC 3D软件模拟了上保护层双工作面6123与6125推进过程中应力场和变形场的演化特征,获得了被保护层7225与7227工作面最大主应力和变形随上保护层双工作面推进的变化特征;并根据《防突细则》中应力卸压与变形保护准则,确定其走向方向与倾斜方向的卸压范围.结果表明:上保护层6123与6125双工作面上(下)边界的卸压角分别为71.3°(77.4°)、75.8°(73.4°);沿走向方向的卸压角均为64.5°;数值模拟值与《防突细则》理论参考值基本一致,且均在实测的有效卸压范围内,采用数值模拟方法研究上保护层双工作面的卸压保护范围是可行的.

关键词：保护层被保护层双工作面数值模拟卸压

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基于微震监测的掘进对巷道围岩稳定性影响规律

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矿业工程研究 2021年第1期36卷 21-29页

作者：吴昊李青锋朱川曲唐佩湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学矿业工程研究院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201

为了得到岩体破裂滑移对巷道围岩(煤柱、煤体及顶板)的影响,以山西潞宁煤矿22117风巷为研究背景,利用微震监测系统对潞宁煤矿22117风巷进行微震监测,得到围岩破裂的微震响应特征并对其进行分析.结合现场实际情况,利用FLAC 3D模拟软件建... 详细信息

为了得到岩体破裂滑移对巷道围岩(煤柱、煤体及顶板)的影响,以山西潞宁煤矿22117风巷为研究背景,利用微震监测系统对潞宁煤矿22117风巷进行微震监测,得到围岩破裂的微震响应特征并对其进行分析.结合现场实际情况,利用FLAC 3D模拟软件建立三维模型,并进行数值模拟计算,对巷道掘进时顶板稳定性规律进行分析.结果表明:掘进对顶板影响表现为由巷道顶板-煤柱及其上方顶板-煤体及其上方顶板逐渐发展的一个过渡过程;巷道顶板受掘进直接影响的范围为距迎头32.6 m范围内;掘进动力扰动对后方煤柱顶板破裂的微震具有滞后效应,滞后范围约为93.3 m.

关键词：围岩稳定性微震监测数值模拟过渡过程滞后效应

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非饱和浅埋隧道稳定性的上限分析

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采矿与安全工程学报 2019年第6期36卷 1161-1167页

作者：王成洋傅鹤林张佳华中南大学土木工程学院湖南长沙410075 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

考虑土体的非饱和性质,采用极限分析上限法研究非饱和浅埋隧道环形开挖面的稳定性。基于已有的研究成果,构建非饱和浅埋隧道环形开挖面的破坏模式及相容速度场。根据外力功率等于内能耗散率建立功率方程,推导拱顶和边墙围岩压力的解析解... 详细信息

考虑土体的非饱和性质,采用极限分析上限法研究非饱和浅埋隧道环形开挖面的稳定性。基于已有的研究成果,构建非饱和浅埋隧道环形开挖面的破坏模式及相容速度场。根据外力功率等于内能耗散率建立功率方程,推导拱顶和边墙围岩压力的解析解,并通过序列二次规划算法得到围岩压力的最优上限解。将饱和与非饱和2种情况下浅埋隧道的围岩压力进行对比,相对差值非常显著,体现了在工程中考虑土体非饱和特性的必要性。此外,分析了非饱和土体参数对浅埋隧道围岩压力和破裂面的影响。

关键词：浅埋隧道非饱和土基质吸力极限分析围岩压力

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风积沙与黄土混合固体充填材料物理力学特性研究

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煤炭技术 2021年第5期40卷 20-24页

作者：李乃录易巧梅张恒安百富王栋达山东能源新汶矿业集团有限责任公司山东新泰271200 彬县水帘洞煤炭有限责任公司陕西彬州713500 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

针对风积沙与黄土混合充填物料的物理、力学特性开展测试分析。研究表明:(1)风积沙和黄土的主要构成物质及化学成分类似,均属于无机土,但在矿物比例上、微观结构具有明显差异性,风积沙的颗粒致密度更高;(2)不同配比的风积沙和黄土混合... 详细信息

针对风积沙与黄土混合充填物料的物理、力学特性开展测试分析。研究表明:(1)风积沙和黄土的主要构成物质及化学成分类似,均属于无机土,但在矿物比例上、微观结构具有明显差异性,风积沙的颗粒致密度更高;(2)不同配比的风积沙和黄土混合充填物料在压实变形中整体上皆经历了3个阶段,分别为快速变形、减速变形和平稳变形;应变-应力曲线均呈对数形式增长,且随着风积沙含量的增高,其抗变形能力越强;(3)根据实验数据分析得到了风积沙和黄土按不同配比制成的混合充填物料的应变与应力、压缩模量和弹性地基系数之间的数学关系,给出了二者混合充填物料在实验室压实钢筒中与工业试验采场中的弹性地基系数参数的换算方程。

关键词：风积沙黄土固体充填物料物理力学特性弹性地基系数

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软弱破碎顶板巷道围岩变形机理及控制技术

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煤炭科学技术 2020年第5期48卷 209-215页

作者：孙广京王平冯涛余伟健尹中凯蒋运良刘海李立新湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 山东能源新汶矿业集团有限责任公司山东泰安271200 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 广西百色百矿集团有限责任公司广西百色533000

针对软弱破碎顶板巷道支护困难的问题,通过现场调查和钻孔探测发现软弱破碎顶板巷道围岩具有自稳平衡拱结构,但极不稳定,在扰动作用下表现为局部到整体的连锁失稳特征。现场取样进行试验,发现顶板破碎岩块强度低,帮部煤块裂隙发育、底... 详细信息

针对软弱破碎顶板巷道支护困难的问题,通过现场调查和钻孔探测发现软弱破碎顶板巷道围岩具有自稳平衡拱结构,但极不稳定,在扰动作用下表现为局部到整体的连锁失稳特征。现场取样进行试验,发现顶板破碎岩块强度低,帮部煤块裂隙发育、底板泥岩软弱是造成巷道全断面变形失稳的主要原因。原支护棚架架型不合理、接顶效果差、支护缺乏整体性以及支护系统不能协调变形是导致巷道失稳的直接原因。进一步试验表明,该巷道的软弱破碎岩样在侧限约束条件下压实后具有较高的承载能力,在无侧限约束条件下则难以自稳。掺入一定水泥进行胶结后形成的弱胶结岩体,其稳定性和承载能力有明显提高。结合普氏自然平衡拱理论和"类双曲线"模型,构建了软弱破碎顶板巷道围岩"抛物线-半双曲线"破碎边界扩张模型,发现软弱破碎顶板载荷呈指数形式增长,当帮部煤体不稳定时顶板载荷急剧增加,而底鼓是造成帮部失稳的重要因素。因此,提出了强力控制软弱破碎顶板,强化约束帮部煤体,加强隔水预防巷道底鼓的控制原理和"控顶先固帮,固帮先护底"的支护原则。针对州景煤矿5305工作面的实际情况提出了"双层金属网+喷射混凝土+预支撑囧形棚架+可缩性纵向连接器"的组合控制技术,经初步的现场工程实践,取得了较好的支护效果。

关键词：软弱破碎围岩围岩变形围岩控制自稳平衡拱

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高水无机材料防灭火性能影响因素研究与实践

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中国安全生产科学技术 2020年第10期16卷 102-107页

作者：邓敏张自政赵涛湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 扬州中矿建筑新材料科技有限公司江苏扬州211408

为进一步揭示高水无机材料抑制煤自燃机理,将其更好地应用于煤矿防灭火领域,开展高水无机材料流动渗透性能实验与高水无机材料抑制煤堆自燃实验,研究不同水灰比和不同空隙率条件下高水无机材料浆液流动渗透规律和高水无机材料浆液煤堆... 详细信息

为进一步揭示高水无机材料抑制煤自燃机理,将其更好地应用于煤矿防灭火领域,开展高水无机材料流动渗透性能实验与高水无机材料抑制煤堆自燃实验,研究不同水灰比和不同空隙率条件下高水无机材料浆液流动渗透规律和高水无机材料浆液煤堆自燃降温规律。结果表明:高水无机材料浆液的水灰比和煤块间的间隙宽度对其流动渗透性能有显著影响,煤堆不同径向距离处的温度均呈现出开始迅速降低、之后缓慢降低的2个降温阶段。三河尖矿防灭火工程实践应用表明水灰比28∶1的高水无机材料浆液有较好的防灭火效果。

关键词：防灭火高水无机材料煤炭自燃流动渗透性能

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低应变率加载速度影响脆性岩体锚固效果的试验研究

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煤炭学报 2019年第9期44卷 2691-2699页

作者：王斌宁勇冯涛郭泽洋湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

外载荷加载速度是影响锚杆支护硐室稳定的重要因素,锚固体加载速度效应的试验研究较少。锚固硐室围岩会更接近单轴受力状态,围岩压力主要为低应变率加载,结合脆性围岩锚杆支护破坏特点,对布设两根相似锚杆的砂岩进行了从0.001~0.100mm/s... 详细信息

外载荷加载速度是影响锚杆支护硐室稳定的重要因素,锚固体加载速度效应的试验研究较少。锚固硐室围岩会更接近单轴受力状态,围岩压力主要为低应变率加载,结合脆性围岩锚杆支护破坏特点,对布设两根相似锚杆的砂岩进行了从0.001~0.100mm/s等5种低应变率加载速度工况下的单轴压缩试验。试验表明低应变率加载速度对加锚试样和无锚试样力学性质及破裂特征的影响是有差异的。加锚砂岩弹性模量随加载速度增加有轻微提升,所有工况下,锚固砂岩整体轴向变形量仍与无锚砂岩的轴向变形量相近;无锚试样的单轴抗压强度随加载速度增大呈递增趋势,但加锚砂岩强度随加载速度增大出现相对劣化,对加载速度的敏感性相对降低,锚杆加固增强作用减弱;各加载速度下无锚试样均最终表现为拉剪破坏,初始可见表面裂纹均为轴向张拉裂纹;加锚试样随加载速度增加会使最终破裂形式由张拉破坏向拉剪破坏过渡,初始表面裂纹由轴向张拉裂纹转变为剪切裂纹。进一步,从能量理论与加锚岩体声发射特征、锚杆与岩体相互作用等方面探讨了低应变率加载速度增大导致加锚砂岩强度劣化的机制,声发射信号表明高加载速度条件下加锚试样受载初期就会产生较大损伤,耗散能量增加,同时,高加载速度亦使岩体与锚杆间的界面载荷传递不能发挥作用。研究结果表明,锚杆支护下的冲击地压巷道应防范锚固体的扰动失效问题,推广“锚支卸”联合防冲支护措施。

关键词：低应变率加载速度加锚试样强度劣化声发射

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