检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2013年第12期38卷 2133-2139页

作者：赵延林万文王卫军王敏彭青阳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 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201

采用Hurst指数的独立分割方法构造随机形貌岩石节理剖面,基于岩石节理的CY模型构建随机形貌岩石节理剪切-渗流计算模型和数值分析方法,为研究岩石节理的剪切-渗流响应提供了理论参考。采用CY微段节理模型的细观剪切力学参数,探讨剪切作... 详细信息

采用Hurst指数的独立分割方法构造随机形貌岩石节理剖面,基于岩石节理的CY模型构建随机形貌岩石节理剪切-渗流计算模型和数值分析方法,为研究岩石节理的剪切-渗流响应提供了理论参考。采用CY微段节理模型的细观剪切力学参数,探讨剪切作用下随机形貌岩石节理剪切-渗流响应。结果表明:节理粗糙度越大,岩石节理的宏观剪切峰值强度和剪胀角随之增大;随着法向应力的增加,节理的剪胀效应逐渐减弱;剪切过程中的节理渗透系数呈平稳增长—快速增大—渗流稳定3阶段变化,在剪切最开始短暂时候,节理剪缩使渗流偏离立方渗流准则,节理渗透系数与法向应力具强耦合关系。引入剪胀等效节理水力隙宽,建立岩石节理的非线性剪胀-渗流模型,合理地描述了不同粗糙度节理剪切过程中的剪胀效应及其对节理渗透系数的贡献。

关键词：岩石力学岩石节理随机形貌剪胀-渗流模型数值模拟

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采动影响下底板暗斜井的破坏机理及其控制

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煤炭学报 2014年第8期39卷 1463-1472页

作者：王卫军袁越余伟健陈旭湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭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

针对采动影响下底板巷道围岩出现的大变形失稳及屡修屡坏的控制难题,综合现场调研、理论分析、数值计算及井下试验与实测等方法,对采动条件下底板应力的分布和传播规律及其与巷道围岩应力的关系、底板暗斜井受回采过程扰动的动态变形破... 详细信息

针对采动影响下底板巷道围岩出现的大变形失稳及屡修屡坏的控制难题,综合现场调研、理论分析、数值计算及井下试验与实测等方法,对采动条件下底板应力的分布和传播规律及其与巷道围岩应力的关系、底板暗斜井受回采过程扰动的动态变形破坏特征、底板巷道的失稳机制及控制方法进行了系统研究。结果表明,围岩应力分布受超前支承压力在底板中传递的显著影响是底板巷道变形破坏的根本原因。在采动加卸载作用下,底板水平应力增量与垂直应力增量的异步变化引起围岩帮部的环向应力激增并破坏造成顶底板临空宽度的加大,进而导致顶板破断和严重底臌。采用高阻可让压锚索减小顶底板的临空宽度、抑制底臌大变形,提出了锚网索+注浆+底板锚索的控制方法。对江西高坑矿底板暗斜井进行了现场支护试验,围岩控制效果良好。

关键词：采动影响底板应力底板巷道动态变形破坏围岩控制

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随机形貌岩石节理剪切数值模拟和非线性剪胀模型

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岩石力学与工程学报 2013年第8期32卷 1666-1676页

作者：赵延林万文王卫军王敏彭青阳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 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201

采用满足正态分布的随机函数,构造岩石节理剖面的形貌,为研究受剪岩石节理的细观剪切特性和宏观剪胀效应提供研究基础。利用UDEC软件,基于CY微段节理模型,开发随机形貌岩石节理直剪特性的数值分析程序,采用CY微段节理模型的细观剪切力... 详细信息

采用满足正态分布的随机函数,构造岩石节理剖面的形貌,为研究受剪岩石节理的细观剪切特性和宏观剪胀效应提供研究基础。利用UDEC软件,基于CY微段节理模型,开发随机形貌岩石节理直剪特性的数值分析程序,采用CY微段节理模型的细观剪切力学参数,探讨微段节理的细观剪切特性和岩石节理的宏观剪切响应,提出节理抗剪强度参数与节理面粗糙度系数JRC之间的拟合关系。得到如下结论:JRC越大,岩石节理的宏观剪切峰值强度和剪胀角随之增大,而峰值剪切位移与JRC成反变化关系;随着法向应力的增加,节理的剪胀效应逐渐减弱;这些数值结论得到模型实验的充分验证。微段节理的细观切向爬坡和剪胀效应是岩石节理产生宏观剪胀的细观力学机制。通过对随机形貌岩石节理的宏观剪胀数值曲线性态进行分析,提出能考虑节理粗糙度JRC和法向应力影响的非线性剪胀本构模型,该模型较好描述了受剪岩石节理的剪缩段和剪胀段。

关键词：岩石力学岩石节理剪切剪胀模型数值模拟

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煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率理论研究

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煤炭学报 2016年第9期41卷 2256-2262页

作者：王鹏飞刘荣华桂哲苟尚旭舒威谭烜昊湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭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

为分析煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率,借助流体力学、多相流及气溶胶等相关理论,对气水喷雾雾化特性与喷雾降尘效率进行了全面的理论研究。根据流体力学与多相流相关理论,建立了求解空气雾化喷嘴气、液质量流量的完整方程组,并给... 详细信息

为分析煤矿井下气水喷雾雾化特性及降尘效率,借助流体力学、多相流及气溶胶等相关理论,对气水喷雾雾化特性与喷雾降尘效率进行了全面的理论研究。根据流体力学与多相流相关理论,建立了求解空气雾化喷嘴气、液质量流量的完整方程组,并给出了雾化粒径和雾滴速度的计算公式;通过建立煤矿井下气水喷雾降尘数学模型,推导出分级效率的理论计算式,并采用Origin软件绘制出分级效率与供气流量、供水流量及粉尘粒径的关系曲线;同时,结合粉尘粒径和频率分布式,建立了全尘降尘效率与呼吸性粉尘降尘效率的理论计算式,并分析了粉尘中位径及粒径分布指数对降尘效率的影响。

关键词：煤矿井下气水喷雾雾化特性降尘效率

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基于塑性区扩展的巷道围岩控制原理研究

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采矿与安全工程学报 2017年第6期34卷 1051-1059页

作者：袁超王卫军冯涛余伟健吴海彭文庆湖南科技大学资源环境与安全工程学院煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

采用理论分析、数值计算和现场试验等手段,研究了支护阻力对巷道围岩塑性区半径、几何分布形态与围岩连续性变形的影响,分析了围岩塑性区的形成与发展过程。研究结果表明:在现有支护技术条件下,支护阻力对围岩塑性区半径、围岩连续性变... 详细信息

采用理论分析、数值计算和现场试验等手段,研究了支护阻力对巷道围岩塑性区半径、几何分布形态与围岩连续性变形的影响,分析了围岩塑性区的形成与发展过程。研究结果表明:在现有支护技术条件下,支护阻力对围岩塑性区半径、围岩连续性变形影响十分有限;在巷道开挖卸荷初期,塑性区处于均匀扩展时段,围岩处于近似均匀协调非连续性变形,此时的支护对围岩变形限制效果并不明显;随着围岩卸荷程度的减弱,受高偏应力与采动应力的影响,塑性区进入恶性扩展时段,巷道围岩部分区域出现不均匀、不协调等连续性大变形,而锚杆(索)对这些大变形能产生较好的抑制效果。因此,对于软岩动压巷道的支护,在整体加固的同时,应对敏感部位加强支护,合理分配支护强度,支护结构具有适应性让压功能是阻止围岩不协调变形的关键。工程实践结果表明,采用"自动让压桁架锚索"为主体、"锚杆+锚索+钢筋网等支护"为辅助的综合控制技术能够保持软岩动压巷道围岩整体均匀协调变形,保障了巷道的长期使用。

关键词：塑性区支护阻力恶性扩展敏感部位

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矿用锚固树脂动力学特性及其动态损伤机理研究

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采矿与安全工程学报 2018年第3期35卷 503-508页

作者：李青锋唐湘隆叶洲元湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为掌握锚固树脂的力学性质、动力学特性及其动态损伤机理,以树脂药剂制作大尺寸树脂锚固块体并钻取芯样,首先将试样在RMT-150伺服试验机进行单轴压缩试验,研究锚固树脂在单向压力作用下的变形特点和抗压强度;然后在动静组合加载实验系... 详细信息

为掌握锚固树脂的力学性质、动力学特性及其动态损伤机理,以树脂药剂制作大尺寸树脂锚固块体并钻取芯样,首先将试样在RMT-150伺服试验机进行单轴压缩试验,研究锚固树脂在单向压力作用下的变形特点和抗压强度;然后在动静组合加载实验系统上进行动态损伤力学试验,研究锚固树脂在压应变波扰动下的动力学特性及其动态损伤机理;最后结合朱-王-唐(ZWT)黏弹性本构方程理论,分析锚固树脂在低高频扰动应力作用下的黏弹性效应。试验和理论分析结果表明,矿用锚固树脂是一种具有黏弹性效应的递减硬化、弱塑性材料,且在压应变波扰动下其破坏形式是一种压剪或曲拉破坏,试样的动态单轴抗压强度和破坏形式与其轴向尺寸密切相关。

关键词：锚固树脂动力学特性损伤机理试验研究

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渗透压-应力作用下岩体翼形裂纹模型与数值验证

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采矿与安全工程学报 2010年第3期27卷 370-376页

作者：赵延林王卫军赵伏军万文湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室能源与安全工程学院湖南湘潭411201

考虑翼形裂纹内渗透压和主裂纹连通部分渗透压对翼形裂纹尖端应力强度因子的影响,建立渗透压-应力作用下岩体压剪翼形裂纹模型,该模型引入翼形裂纹的折算长度l_(eq),将翼形裂纹尖端的应力强度因子K_Ⅰ视为远场应力作用下平直孤立翼形裂... 详细信息

考虑翼形裂纹内渗透压和主裂纹连通部分渗透压对翼形裂纹尖端应力强度因子的影响,建立渗透压-应力作用下岩体压剪翼形裂纹模型,该模型引入翼形裂纹的折算长度l_(eq),将翼形裂纹尖端的应力强度因子K_Ⅰ视为远场应力作用下平直孤立翼形裂纹产生的应力强度因子K_Ⅰ^((1))和等效主裂纹(主裂纹和折算翼形裂纹对组成)产生的应力强度因子K_Ⅰ^((2))之和.针对不同的侧压系数和裂纹渗透压,建立渗透压-应力作用下翼形裂纹有限元分析模型,得出:在高渗透压作用下,随翼形裂纹扩展,翼形裂纹尖端拉应力集中区逐渐增大;侧向拉应力和高渗透压是导致翼形裂纹不稳定扩展的主要因素.通过理论模型和有限元分析对比发现:除翼形裂纹很短的情况外,考虑裂隙渗透压时翼形裂纹理论模型得到的应力强度因子普遍较小,而不考虑渗压时模型解和有限元解误差较少,可以认为理论模型得到的翼裂尖端无量纲应力强度因子与翼形等效裂纹长度关系曲线在走向和量值与有限元解基本上是吻合的.渗透压-应力作用下翼形裂纹模型的建立可为水力劈裂研究和矿井岩溶突水力学机理研究提供理论参考:

关键词：岩石力学翼形裂纹渗透压数值验证有限元

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基于N-K模型的电动车火灾事故风险因素耦合分析

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矿业工程研究 2025年第1期40卷 24-28页

作者：张庆伍爱友曾雯湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为减少电动车火灾事故的发生,提高电动车安全管理水平,收集和整理了2018年—2022年发生的206起电动车火灾事故报告,分析引发电动车火灾的主要风险因素,并探讨各因素的耦合作用对电动车火灾事故的影响.基于N-K模型构建电动车火灾事故多... 详细信息

为减少电动车火灾事故的发生,提高电动车安全管理水平,收集和整理了2018年—2022年发生的206起电动车火灾事故报告,分析引发电动车火灾的主要风险因素,并探讨各因素的耦合作用对电动车火灾事故的影响.基于N-K模型构建电动车火灾事故多风险因素耦合模型,并进行耦合交互信息值的计算,得到不同风险因素耦合发生的概率.研究表明:参与耦合的风险因素数量增加,耦合值也相应增加,各因素之间的相互影响愈加密切.物-环境-管理是三因素耦合中造成电动车火灾事故风险最大的耦合因素;人-物是双因素耦合中造成电动车火灾风险最大的耦合因素,减少风险因素耦合能降低事故发生的概率.研究成果可为电动车火灾事故的防控提供理论参考和决策支持.

关键词：电动车火灾风险分析 N-K模型耦合值

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掘进巷道爆破粉尘运移规律数值仿真

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矿业工程研究 2025年第1期40卷 8-15页

作者：谢雍哲王鹏飞祖佳乐王新喆湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

为了研究掘进巷道爆破粉尘的运移规律,以瓮福磷矿延伸开采技术改造项目为背景,建立巷道爆破压入式通风模型,运用数值仿真研究方法,分析压入式通风风流特性与粉尘运移规律.研究结果表明:风流从出风口射向工作面的过程中,风流速度不断减小... 详细信息

为了研究掘进巷道爆破粉尘的运移规律,以瓮福磷矿延伸开采技术改造项目为背景,建立巷道爆破压入式通风模型,运用数值仿真研究方法,分析压入式通风风流特性与粉尘运移规律.研究结果表明:风流从出风口射向工作面的过程中,风流速度不断减小,风流到达工作面时会发生回流现象.爆破后,粉尘随风流向巷道出口方向移动,回风侧的粉尘质量浓度大于风筒侧,爆破发生400 s后,巷道内的粉尘基本全部排出.随通风管距工作面距离增加,掘进工作面的粉尘质量浓度增加;随通风风量增加,工作面的粉尘质量浓度逐渐下降;工作面产尘量越少,粉尘质量浓度下降至2 mg·m^(-3)所需时间越短.瓮福磷矿最佳通风参数为通风管距离工作面8 m,通风管风量848 m 3·min^(-1),该参数有利于巷道爆破控尘.

关键词：粉尘数值仿真通风距离通风风量产尘量

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裂隙岩体渗流-损伤-断裂耦合分析与工程应用

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岩土工程学报 2010年第1期32卷 24-32页

作者：赵延林王卫军黄永恒曹平万文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 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

综合运用岩体结构力学、几何损伤力学及岩石流体力学理论,建立裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合数学模型(扩展FLAC3D模型),在FLAC现有计算模块的基础上,通过Fish研制了其分析程序。该模型的耦合机理:渗透水力梯度作为渗透体积力作用于损伤... 详细信息

综合运用岩体结构力学、几何损伤力学及岩石流体力学理论,建立裂隙岩体渗流–损伤–断裂耦合数学模型(扩展FLAC3D模型),在FLAC现有计算模块的基础上,通过Fish研制了其分析程序。该模型的耦合机理:渗透水力梯度作为渗透体积力作用于损伤应力计算单元,裂隙渗透压作为面力作用于裂纹张开部分引起断续岩石裂纹的起裂,扩展导致岩体损伤演化;岩体裂纹的扩展引起岩体渗透系数的增加,导致渗流场的改变。对一复杂裂隙岸坡蓄水加载过程进行渗流–损伤–断裂耦合分析,得到不同蓄水时期,裂隙岸坡渗流场分布、损伤场的演化,初步探讨了水库蓄水过程中岸坡山体变形机制。耦合分析认为:山体变形是增量渗透力和增量浮托力共同作用于岸坡的结果;对蓄水相对高程较大的裂隙岸坡而言,库水位上升,裂隙渗透水压增加导致岩体裂纹起裂扩展,岩体损伤区增大且向岸坡深部扩展。高渗透压诱发岸坡不利断层带损伤区扩展,甚至贯通,可能是导致岸坡失稳的重要原因。

关键词：耦合模型损伤演化 FLAC3D 裂隙岸坡渗透压

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