检索结果-内蒙古大学图书馆

中南大学学报（自然科学版） 2014年第5期45卷 1598-1604页

作者：赵延林曹平万文王卫军张盛国邹声华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

基于承压溶洞突水灾变的流固耦合理论和防突岩柱的强度折减法思想,构建巷道前伏溶洞突水的流固耦合-强度折减法联动分析方法,探讨防突岩柱的流固耦合效应和安全储备,引入防突岩柱安全系数的概念,通过不断折减防突岩柱强度参数并进行流... 详细信息

基于承压溶洞突水灾变的流固耦合理论和防突岩柱的强度折减法思想,构建巷道前伏溶洞突水的流固耦合-强度折减法联动分析方法,探讨防突岩柱的流固耦合效应和安全储备,引入防突岩柱安全系数的概念,通过不断折减防突岩柱强度参数并进行流固耦合分析,直至计算不收敛,此时的折减系数即为防突岩柱安全系数。以七一煤矿石坝井前伏承压溶洞突水事故为例,研究防突岩柱安全系数与溶洞内压、岩柱厚度的关系。研究结果表明:在采动应力和高渗透体积力作用下防突岩柱的失稳是岩柱塑性区非线性扩展而触发岩柱突变失稳的过程,伴随岩柱力学失稳,防突岩柱发生突水。将安全系数为1.5的岩柱厚度作为防突岩柱的计算安全厚度。七一煤矿的溶洞突水原因在于防突岩柱留设过小,不具有安全储备,导致承压溶洞水体突破岩柱涌出。岩体的流固耦合-强度折减法联动分析为研究工程岩体突水稳定性评价提供了新研究途径。

关键词：岩石力学溶洞突水流固耦合强度折减法安全系数

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基于隔水关键层原理的断层突水机理分析

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采矿与安全工程学报 2009年第1期26卷 87-90页

作者：李青锋王卫军朱川曲彭文庆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

因煤矿突水中大部分突水是与断层破裂带有关,应用隔水关键层原理分析断层突水机理是非常有必要的.首先根据断层的形成机理及其位置分析了断层突水的原因,探讨了煤层断层的突水条件;然后基于隔水关键层原理建立了含隔水断层的隔水关键层... 详细信息

因煤矿突水中大部分突水是与断层破裂带有关,应用隔水关键层原理分析断层突水机理是非常有必要的.首先根据断层的形成机理及其位置分析了断层突水的原因,探讨了煤层断层的突水条件;然后基于隔水关键层原理建立了含隔水断层的隔水关键层活化力学模型,理论解析了隔水断层在矿压和水压作用下的断层活化滑移条件,最后分析了顶、底板隔水断层的断层活化突水机理,得出了在矿压和水压共同作用下的断层采动活化突水条件.

关键词：隔水关键层煤层断层断层活化突水机理

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基于自稳时变结构的岩爆动力源分析

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岩土工程学报 2010年第1期32卷 12-17页

作者：王斌李夕兵马海鹏李志国中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

将时变结构力学理论应用于岩爆发生机制的研究,以一个新的角度对岩爆动力源进行分析。地下洞室的围岩存在具有承载能力的自稳结构,首次提出了"自稳时变结构"的概念,定性地分析了临近开挖洞室的围岩自稳时变结构的特点。应用... 详细信息

将时变结构力学理论应用于岩爆发生机制的研究,以一个新的角度对岩爆动力源进行分析。地下洞室的围岩存在具有承载能力的自稳结构,首次提出了"自稳时变结构"的概念,定性地分析了临近开挖洞室的围岩自稳时变结构的特点。应用质点系动量定理,分析了围岩自稳时变结构的动力学响应。围岩自稳时变结构的质量随时间发生变化时,系统会出现负阻尼的情况,会形成动力不稳定系统而诱发岩爆。建立了围岩自稳时变结构诱发岩爆的力学模型,由力学模型可得出岩爆发生的两个条件:①围岩承受的切向应力σθ应使岩石产生扩容;②围岩自稳时变结构的质量减少。研究表明:岩爆的发生机制可通过围岩自稳时变结构理论得到很好的解释。

关键词：自稳时变结构岩爆负阻尼动力响应

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动静组合载荷下卸荷岩石力学特性分析

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岩土工程学报 2013年第3期35卷 454-459页

作者：叶洲元赵伏军周子龙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

为研究深部地下工程围岩开挖卸载后又受到动力扰动的力学行为,利用动静组合加载SHPB试验系统对砂岩试件进行静载荷加卸载后再冲击试验。试验过程中,先对岩石试件施加不同的三轴载荷,围压按2,4,6,8 MPa加载,轴向载荷加载到对应三轴静载... 详细信息

为研究深部地下工程围岩开挖卸载后又受到动力扰动的力学行为,利用动静组合加载SHPB试验系统对砂岩试件进行静载荷加卸载后再冲击试验。试验过程中,先对岩石试件施加不同的三轴载荷,围压按2,4,6,8 MPa加载,轴向载荷加载到对应三轴静载抗压强度的95%左右,再分别卸载至对应三轴静载抗压强度的20%,30%,60%,70%,80%和90%,然后沿轴向进行同一幅值的冲击载荷试验。试验结果表明:当岩石加卸载到对应三轴静载抗压强度的90%左右,岩石均匀化假设不太适用;动静组合载荷下岩石试件抗压强度随围压增大而增大,当围压不变时,随轴向静压增大出现先增大后减小的趋势;岩石破坏吸收的冲击能随轴向静压的增大逐渐减少,随围压增大而增加。

关键词：动静组合载荷卸载冲击能

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类岩石裂纹压剪流变断裂与亚临界扩展实验及破坏机制

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岩土工程学报 2012年第6期34卷 1050-1059页

作者：赵延林万文王卫军赵伏军曹平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 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

进行双轴压缩条件下类岩石裂纹的压剪流变断裂实验,采用双扭试件的常位移松弛法对类岩石材料进行亚临界裂纹扩展与断裂韧度试验。在实验室尺度上证实了类岩石裂纹流变断裂现象的存在,并且得到了翼形裂纹–翼形裂纹贯通、翼形裂纹–原生... 详细信息

进行双轴压缩条件下类岩石裂纹的压剪流变断裂实验,采用双扭试件的常位移松弛法对类岩石材料进行亚临界裂纹扩展与断裂韧度试验。在实验室尺度上证实了类岩石裂纹流变断裂现象的存在,并且得到了翼形裂纹–翼形裂纹贯通、翼形裂纹–原生裂纹贯通和翼形裂纹–翼形裂纹–剪切裂纹贯通的3种流变断裂贯通模式。类岩石材料的流变断裂是一种稳定的裂纹扩展,其本质原因是类岩石裂纹的亚临界扩展。以黏弹性断裂力学、流变力学和能量准则为理论依据,推导以应力强度因子、翼形裂纹长度和时间为内变量的相应势函数,建立多种破坏机制的压剪岩石裂纹的流变断裂判据和计算模型。利用流变断裂实验对计算模型进行验证,得出裂纹流变贯通的理论时间与实验时间较为吻合,当翼形裂纹的扩展方向与最大压应力方向偏离较大时实验结果与理论模型误差较大。提出的计算方法和理论判据为研究岩石裂纹的流变断裂的细观机理及岩体工程流变破坏的宏观机制提供了一个新而实用的研究手段。

关键词：岩石力学应力强度因子流变断裂翼形裂纹破坏机制

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采动压力对锚杆支护结构渐进损伤的数值模拟和实验研究

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采矿与安全工程学报 2015年第6期32卷 950-954页

作者：李青锋周泽朱川曲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

为分析底板巷道锚杆支护结构在采动压力作用下锚固段损伤机理及其承载模式,提高树脂锚杆支护在煤矿现场应用的可靠性,首先采用UDEC数值模拟软件模拟了上覆煤层开采对前方底板巷道的影响,分析了采动应力对顶、帮锚杆支护结构的作用响应;... 详细信息

为分析底板巷道锚杆支护结构在采动压力作用下锚固段损伤机理及其承载模式,提高树脂锚杆支护在煤矿现场应用的可靠性,首先采用UDEC数值模拟软件模拟了上覆煤层开采对前方底板巷道的影响,分析了采动应力对顶、帮锚杆支护结构的作用响应;然后采用FLAC数值模拟软件模拟了树脂锚杆锚固段的承载及变形,得到了树脂锚杆在一定载荷和围压作用下动力响应;最后以混凝土试块模拟围岩,并在混凝土试块预留孔中锚固了树脂锚杆进行锚杆拉拔试验,并在拉拔同时采用弹性波无损检测仪进行锚杆无损动力检测。结果表明,树脂锚杆的锚固损伤是一种渐进式破坏过程,这种渐进式破坏和锚杆的有效锚固长度可以通过弹性波无损检测方法准确检测,并推断锚杆的实时承载力,从而提高树脂锚杆支护在煤矿现场应用的时效性。

关键词：树脂锚杆锚固体损伤弹性波无损检测

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煤矸石充填体在不同参数条件下的瓦斯透气性实验研究

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采矿与安全工程学报 2015年第5期32卷 859-863页

作者：朱川曲康付如谢东海欧懿杨党委湖南科技大学能源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

为研究煤矸石充填体的瓦斯透气性,根据压差法和达西定律构建了一种煤矸石充填体瓦斯透气性实验系统,并利用该系统完成了煤矸石不同级配、不同围岩压力和不同瓦斯体积分数下的透气性实验。实验结果表明:实验测定的煤矸石充填体瓦斯透气... 详细信息

为研究煤矸石充填体的瓦斯透气性,根据压差法和达西定律构建了一种煤矸石充填体瓦斯透气性实验系统,并利用该系统完成了煤矸石不同级配、不同围岩压力和不同瓦斯体积分数下的透气性实验。实验结果表明:实验测定的煤矸石充填体瓦斯透气系数在区间[0.649,3.206]m2/(MPa2·d)内,属于可以抽放范围,透气性较好。在实验基础上提出了通过适当增加煤矸石充填体的粒径和工作面风量、降低煤矸石充填体承载力和充填区域瓦斯含量的方法来增大煤矸石充填体的瓦斯透气系数,从而为安全高效的保护层开采煤矸石充填应用技术提供理论指导。

关键词：煤矸石充填体不同粒径级配不同围岩压力不同瓦斯体积分数瓦斯透气系数

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预应力锚杆端部受激振动特性的理论与实验研究

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采矿与安全工程学报 2015年第5期32卷 748-752页

作者：李青锋朱川曲湖南科技大学能源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

为了提高预应力锚杆预应力的随机、无损动力检测精度,首先根据预应力锚杆对围岩的加载力学特点,提出了预应力锚杆的预应力无损动力检测力学模型;然后基于弹性动力学和结构动力学对预应力锚杆外端受激振动力学模型进行理论分析,得到了预... 详细信息

为了提高预应力锚杆预应力的随机、无损动力检测精度,首先根据预应力锚杆对围岩的加载力学特点,提出了预应力锚杆的预应力无损动力检测力学模型;然后基于弹性动力学和结构动力学对预应力锚杆外端受激振动力学模型进行理论分析,得到了预应力锚杆的预应力计算式;最后以混凝土试块模拟围岩,并在混凝土试块预留孔中锚固了树脂锚杆,采用动力测试仪对无预应力和有预应力锚杆进行无损动力测试。结果表明,悬臂梁式动力学模型符合预应力锚杆外端受激振动力学特点,测试误差基本满足现场要求。

关键词：锚杆支护预应力无损动力检测悬臂梁

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基于饱水岩石静动力学试验的水防治屈曲型岩爆分析

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岩土工程学报 2011年第12期33卷 1863-1869页

作者：王斌赵伏军尹土兵湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

岩爆发生涉及岩石动力学与岩石静力学两方面的范畴,水防治岩爆动力学机制研究极少。在对开阳磷矿饱水砂岩静力学与动力学试验的基础上,基于饱水岩石的静态和动态破坏特征,从围岩结构效应、应力波边界效应和能量原理等角度,探讨了水防治... 详细信息

岩爆发生涉及岩石动力学与岩石静力学两方面的范畴,水防治岩爆动力学机制研究极少。在对开阳磷矿饱水砂岩静力学与动力学试验的基础上,基于饱水岩石的静态和动态破坏特征,从围岩结构效应、应力波边界效应和能量原理等角度,探讨了水防治层裂屈曲型岩爆的静力学与动力学机制。饱水砂岩的静态破坏表现为张拉与张剪等综合破坏形式,在一定程度上能抑制岩体劈裂成板的形成,从而破坏层裂屈曲型岩爆孕育的过程。水影响下的砂岩动态力学性能显著提高,遇水软化巷道的应力波边界效应影响围岩非主要承载结构,遇水围岩仍具有相当的承载能力,从而抑制层裂屈曲型岩爆的发生。饱水砂岩动态破坏块度要明显大于自然风干的岩样,同时饱水岩体积聚弹性能的能力下降,故能抑制洞室层裂屈曲岩爆的岩块弹射。

关键词：层裂屈曲型岩爆饱水岩石动力学机制岩爆防治

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不同断层倾角条件下防水煤柱合理宽度的研究

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采矿与安全工程学报 2009年第2期26卷 179-182,186页

作者：彭文庆王卫军李青锋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

为了研究不同断层倾角条件下的防水煤柱合理宽度,本文运用摩尔库伦准则求取了突水类型的断层倾角临界值.在综合考虑了煤柱本身受矿压及水压作用后的稳定程度;以及考虑煤柱一侧开采后形成的底板导水裂隙带位置与断层以及含水层的关系的... 详细信息

为了研究不同断层倾角条件下的防水煤柱合理宽度,本文运用摩尔库伦准则求取了突水类型的断层倾角临界值.在综合考虑了煤柱本身受矿压及水压作用后的稳定程度;以及考虑煤柱一侧开采后形成的底板导水裂隙带位置与断层以及含水层的关系的情况下,运用弹塑性极限平衡理论、流体力学、土力学理论求得了断层倾角较大和较小时的防水煤柱宽度的计算公式.在推导出的理论公式基础上,利用MATLAB工具箱编程计算出托山煤矿防水煤柱宽度应为16 m.相对于以前设计的防水煤柱宽度来说,可减少4 m宽,既保证了煤矿的安全生产,又提高了采煤回收率,对节约能源起到了重要作用.

关键词：断层防水煤柱突水弹塑性极限平衡理论合理宽度

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