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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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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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无煤柱沿空留巷技术

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煤矿支护 2014年第2期 2-14页

作者：张农阚甲广韩昌良郑西贵中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 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

沿空留巷是煤矿实现无煤柱连续开采的关键技术，并在煤层群卸压开采和煤与瓦斯共采技术中获得创新应用。本文分析了沿空留巷围岩结构的演变过程，提出了基于留巷大小结构稳定的区域应力优化与控制原理，制定了以煤巷“三高”锚杆支护配... 详细信息

沿空留巷是煤矿实现无煤柱连续开采的关键技术，并在煤层群卸压开采和煤与瓦斯共采技术中获得创新应用。本文分析了沿空留巷围岩结构的演变过程，提出了基于留巷大小结构稳定的区域应力优化与控制原理，制定了以煤巷“三高”锚杆支护配合采前顶板预裂爆破、采动加固、二次利用的留巷围岩动态过程控制技术，总结了留巷“三大”系统、四类常用留巷墙体留设方式和相应留巷装备及材料。介绍了3种典型开采条件下留巷在无煤柱连续开采、二次利用及煤与瓦斯共采中的应用实效。最后对沿空留巷在煤炭资源回收和煤与瓦斯共采方面的应用前景进行展望，提出我国东、西部矿区应用沿空留巷存在的技术问题。

关键词：沿空留巷围岩结构应力优化工艺材料装备

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类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的相关性

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矿业工程研究 2014年第4期29卷 33-36页

作者：曾国正王斌曾泽民陈仲之贾古宁裴云龙叶洲元湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 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

类岩石锚固体声波波速与其强度特性的研究较少,针对类岩石锚固体试样制作的特殊性,结合室内单轴压缩试验,利用声波测试技术分析类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的关系特点.无论标准试样有无锚固或相似原料配比变化,纵波波速增大,单... 详细信息

类岩石锚固体声波波速与其强度特性的研究较少,针对类岩石锚固体试样制作的特殊性,结合室内单轴压缩试验,利用声波测试技术分析类岩石锚固体单轴抗压强度与声波波速的关系特点.无论标准试样有无锚固或相似原料配比变化,纵波波速增大,单轴抗压强度也相应随着增大.锚杆轴向布置和横向布置均能提高试样的单轴抗压强度,但提高的幅度很相近,这可以通过两种加锚方向的试样纵波波速变化不大来反映.对比类岩石锚固体试样单轴抗压强度随试样密度和纵波波速的变化关系,纵波波速的影响更显著.

关键词：类岩石锚固体单轴抗压强度纵波波速

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动静组合载荷破岩声发射理论分析及数值试验

动静组合载荷破岩声发射理论分析及数值试验

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第十二届全国岩石破碎工程学术大会

作者：赵伏军陈珂王宏宇张柏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 湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南省地质科学研究院湖南长沙410007

根据刀具侵入岩石破裂的力学特征及岩石显微开裂的声发射能量理论,推导了单位体积岩石在组合载荷作用下破碎时声发射能量公式;运用岩石破裂分析系统RFPA对不同动静组合载荷破碎花岗岩进行了数值试验.结果表明:动静组合载荷作用单位体积... 详细信息

根据刀具侵入岩石破裂的力学特征及岩石显微开裂的声发射能量理论,推导了单位体积岩石在组合载荷作用下破碎时声发射能量公式;运用岩石破裂分析系统RFPA对不同动静组合载荷破碎花岗岩进行了数值试验.结果表明:动静组合载荷作用单位体积岩石破碎释放声发射能量与静载、冲击载荷以及岩石本身物理力学参数等密切相关;组合载荷岩石破碎单元和声发射能量均大于单一动载,并随静载的增加而增加;破岩声发射总能量随静载的增大而增大,声发射能量达到最大值所需时间随静载的增加而减少;增大静载可以大幅提高岩石破碎效果.

关键词：岩石动静组合载荷声发射能量数值试验

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多功能变工况热泵机组制冷系统优化设计与应用

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煤炭工程 2014年第1期46卷 36-40页

作者：魏京胜岳丰田杜晓丽刘存玉高涛吴学慧中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116 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 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 冀中能源峰峰集团有限公司河北邯郸056201

根据多功能制冷供热系统特点及要求,结合制冷热力学原理及计算分析结论,对多功能机组制冷系统循环形式进行了优化设计,并选用两台螺杆式制冷压缩机作为机组的压缩机。该机组较好地实现了压缩比变化较大时工况转换,具有良好的负荷调节能... 详细信息

根据多功能制冷供热系统特点及要求,结合制冷热力学原理及计算分析结论,对多功能机组制冷系统循环形式进行了优化设计,并选用两台螺杆式制冷压缩机作为机组的压缩机。该机组较好地实现了压缩比变化较大时工况转换,具有良好的负荷调节能力和适应性。经现场实施及运行结果表明,多功能机组及其系统满足了多功能需要、达到了设计目的。

关键词：矿井降温余热利用多功能热泵机组制冷供热系数压缩比中间冷却多级压缩

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采动影响下工作面矿压显现规律相似模拟研究

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中州煤炭 2014年第4期 1-3,12页

作者：吴海张农凌涛王卫军彭文庆中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 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

以平煤六矿丁5-6煤层为工程背景,建立相似模拟实验模型,分析回采工作面回采过程中底板的应力变化情况以及预留保护煤柱支承压力的变化规律。结果表明：随着工作面的推进,底板集中应力向保护煤柱传递,最后在煤柱周围形成应力增高区,应力... 详细信息

以平煤六矿丁5-6煤层为工程背景,建立相似模拟实验模型,分析回采工作面回采过程中底板的应力变化情况以及预留保护煤柱支承压力的变化规律。结果表明：随着工作面的推进,底板集中应力向保护煤柱传递,最后在煤柱周围形成应力增高区,应力集中系数取值范围为1.00-7.33。该结论为该矿新建斜井顺利穿越丁5-6煤层应力集中区及采空区的支护提供依据。

关键词：采动影响相似模拟实验矿压

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沿空巷道小煤柱留设及其支护技术研究

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采矿技术 2014年第6期14卷 13-17页

作者：刘海冯涛余伟健王平百色百矿集团有限公司广西百色533000 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市411201 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

针对东怀煤矿软弱顶底板条件下的煤柱回采问题,通过现场实测、实验室试验,结合理论分析和数值模拟,研究了软弱顶底板条件下沿空掘巷围岩控制机理并提出了相应的支护技术,指出软弱顶底板条件下强顶、固帮控制沿空掘巷"大结构"... 详细信息

针对东怀煤矿软弱顶底板条件下的煤柱回采问题,通过现场实测、实验室试验,结合理论分析和数值模拟,研究了软弱顶底板条件下沿空掘巷围岩控制机理并提出了相应的支护技术,指出软弱顶底板条件下强顶、固帮控制沿空掘巷"大结构"稳定,同时限制"小结构"的变形,使得大、小结构协同承载是该类巷道围岩控制的核心。具体提出了长锚索控制顶板,加长左旋螺纹钢锚杆强化实体煤帮和小煤柱围岩,底角倾斜锚杆预防底鼓的支护方案。现场试验和监测的结果表明,该项支护技术效果较好。

关键词：沿空掘巷小煤柱合理宽度控制机理支护技术

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弯曲式可伸长锚杆拉伸力学性能试验研究

弯曲式可伸长锚杆拉伸力学性能试验研究

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33届国际采矿岩层控制会议(中国)

作者：王斌曾泽民曾国正王卫军赵伏军樊宝杰湖南科技大学能源与安全工程学院湖南湘潭411201 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室北京100083 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

可伸长锚杆在目前的锚杆支护巷道中应用极其广泛,但可伸长锚杆作用机理的研究尚需进一步深入.弯曲式锚杆是可伸长锚杆的重要类型,采用万能液压试验机对φ18mm直径的不同弯曲段的弯曲锚杆进行拉伸试验,研究了弯曲锚杆的变形特点、基本力... 详细信息

可伸长锚杆在目前的锚杆支护巷道中应用极其广泛,但可伸长锚杆作用机理的研究尚需进一步深入.弯曲式锚杆是可伸长锚杆的重要类型,采用万能液压试验机对φ18mm直径的不同弯曲段的弯曲锚杆进行拉伸试验,研究了弯曲锚杆的变形特点、基本力学参数和破坏形态.对比相同材料的直锚杆拉伸试验,弯曲式锚杆出现塑性的强度要小于普通直杆,能提供良好的初期变形效果,但屈服强度和极限强度没有明显降低,弯曲锚杆的弯曲段与直杆段过渡连接处容易破坏,相关试验结论对于软岩或硬岩巷道支护具有借鉴意义.

关键词：巷道支护弯曲式可伸长锚杆拉伸力学性能

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基于定权聚类分析对金竹山土朱矿井区域防突措施的优化研究

基于定权聚类分析对金竹山土朱矿井区域防突措施的优化研究

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第26届全国高校安全工程专业学术年会暨第8届全国安全工程领域工程硕士研究生教育研讨会

作者：胡筱斌罗文柯周军蒋顺洲湖南黑金时代长沙矿业有限公司湖南宁乡 410600 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 湖南省湘煤集团公司金竹山矿业公司湖南冷水江417505

突出矿井选择最优区域防突技术措施是一项复杂的系统工程,受涉及因素多、量纲不异、数据相差悬殊、信息不全等影响.传统方法大多是由定性选择方法选择其防突技术方案,往往出现瓦斯治理成本高、钻孔工程量大、施工时间长、甚至出现次生... 详细信息

突出矿井选择最优区域防突技术措施是一项复杂的系统工程,受涉及因素多、量纲不异、数据相差悬殊、信息不全等影响.传统方法大多是由定性选择方法选择其防突技术方案,往往出现瓦斯治理成本高、钻孔工程量大、施工时间长、甚至出现次生灾害现象.为了解决上述问题,本文针对金竹山土朱矿井21采区煤层瓦斯赋存状况,应用灰色定权聚类理论,采用定性与定量分析相结合的方法,建立防突措施优化的多目标归类判断模型,即对矿井提出3个防突技术方案的权重系数进行排序,从而判断各防突技术方案在多目标综合评价下的优劣程度.解决了信息不完备情况下多因素模式定量选择区域防突技术方案的问题,为防治煤与瓦斯突出灾害提供合理有效的技术措施.

关键词：煤矿井煤层瓦斯突出预防定权聚类分析

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