检索结果-内蒙古大学图书馆

矿业工程研究 2022年第2期37卷 9-16页

作者：李晓吴海褚文强刘飞飞陈海荣刘文毅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 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 云南湾田集团戛达煤业有限公司云南富源655502

针对戛达煤矿多条巷道受到起伏地形产生的非均匀应力导致巷道顶板下沉、底板上鼓等问题.文章在地质调查和三维建模反演的基础上,对戛达煤矿的埋藏条件进行建模分析,对发生大变形的1766南运巷和110904风巷建立FLAC_(3D)地质模型,进行数... 详细信息

针对戛达煤矿多条巷道受到起伏地形产生的非均匀应力导致巷道顶板下沉、底板上鼓等问题.文章在地质调查和三维建模反演的基础上,对戛达煤矿的埋藏条件进行建模分析,对发生大变形的1766南运巷和110904风巷建立FLAC_(3D)地质模型,进行数值模拟分析.数值分析结果表明,在受到起伏地表产生的非均匀应力和临近采空区侧向压力的双重影响下,巷道围岩已经进入塑性状态.基于巷道围岩的特性及破坏特征,提出了以“中空注浆锚索”为主体,以“注浆锚杆+金属网+喷射砼”为辅助的综合控制技术方案来确保巷道的长期稳定.数值结果表明,巷道围岩采用支护方案后,顶底板下沉、两帮变形量仅为未支护时的40%,保障了巷道的安全稳定.

关键词：非均匀应力软岩巷道采空区数值模拟

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煤层底板突水预测的PCA-OPF模型

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矿业工程研究 2021年第1期36卷 49-54页

作者：江泽华袁志刚谢东海邵耀华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 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

矿井突水是常见的突发性强烈的矿井灾害.由于矿井突水的突发性和危险性,有必要对煤层底板突水进行更快且更准确地预测.为此,本文提出了基于PCA-OPF模型的煤层底板突水预测方法.通过选取断层分维值、取芯率、隔水层厚度、单位涌水量、渗... 详细信息

矿井突水是常见的突发性强烈的矿井灾害.由于矿井突水的突发性和危险性,有必要对煤层底板突水进行更快且更准确地预测.为此,本文提出了基于PCA-OPF模型的煤层底板突水预测方法.通过选取断层分维值、取芯率、隔水层厚度、单位涌水量、渗透系数、底板含水层总厚度、承压含水层水压作为底板突水预测的因子,利用主成分分析(PCA)将样本的7个因子降维为3个主成分,进一步简化数据结构和提高预测速度.利用最优路径森林算法(OPF)对降维后的30个样本数据进行训练和预测,并与实际情况进行对比.结果表明:基于PCA-OPF模型得到的测试集中6个样本的预测结果与实际情况相符,为煤层底板突水预测提供了一种新的方法.

关键词：主成分分析最优路径森林算法煤层底板突水预测模型

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断层影响下深部巷道交叉点围岩破坏特征及支护

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矿业工程研究 2021年第2期36卷 19-25页

作者：王希之朱永建王平任恒李鹏张玉群湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411100 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

为了研究断层对巷道交叉点围岩破坏及位移的影响,根据巷道塑性区半径及周边位移公式得出深部巷道围岩变形破坏的影响因素,如高地应力、围岩强度、断层破碎带等,运用FLAC 3D模拟巷道交叉点周边应力场分布,发现应力场在巷道穿越断层时受... 详细信息

为了研究断层对巷道交叉点围岩破坏及位移的影响,根据巷道塑性区半径及周边位移公式得出深部巷道围岩变形破坏的影响因素,如高地应力、围岩强度、断层破碎带等,运用FLAC 3D模拟巷道交叉点周边应力场分布,发现应力场在巷道穿越断层时受到破碎围岩的影响而产生不连续现象,同时断层构造导致围岩破碎,使底板岩层强度变弱,底鼓问题更加突出.设计了4种不同的支护方案,结合巷道塑性区半径对不同长度的锚杆及有无U型棚架的支护效果进行比较分析.研究分析及模拟结果表明:巷道穿越断层时底板变形量大于顶板变形量;锚杆长度大于塑性区半径时锚固效果较好;锚网索喷+36U型棚支护方案能有效改善巷道变形.

关键词：穿断层巷道巷道交叉点底鼓锚网索喷支护

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矿山矸石绿色充填系统设计及参数研究

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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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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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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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金刚石串珠绳锯切缝煤层实验装置的研制

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矿业工程研究 2021年第3期36卷 34-39页

作者：汤铸李树清黄飞朱颜平杨党震湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制国家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 六盘水师范学院矿业与土木工程学院贵州六盘水553004

为解决传统绳锯实验机具与采矿相似模拟台架难匹配的问题,研制一种金刚石串珠绳锯切缝煤层的实验装置,用于绳锯连续割缝煤层卸压机理的研究.根据绳锯切缝煤层现场布置方式及结构特点,设计并改装绳锯切缝煤层相似模拟实验装置,经多次实... 详细信息

为解决传统绳锯实验机具与采矿相似模拟台架难匹配的问题,研制一种金刚石串珠绳锯切缝煤层的实验装置,用于绳锯连续割缝煤层卸压机理的研究.根据绳锯切缝煤层现场布置方式及结构特点,设计并改装绳锯切缝煤层相似模拟实验装置,经多次实验证明,该装置结构简单、绕绳方式灵活、操控方便,可实现煤层水平连续切缝.基于该实验装置的绕绳方式和串珠绳的线弹性,分析实验中绳锯进给状态时串珠绳受拉后弹性形变的总长,据此给出串珠绳张紧力的计算方法.研究结果表明:该装置选用初始总长6000 mm直径2 mm的串珠绳进行实验,弓角18°时串珠绳总长6014 mm,张紧力为0.197 kN,可以满足绳锯连续切缝煤层相似模拟实验的要求.

关键词：金刚石串珠绳锯煤层切缝张紧力实验装置

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固体充填回收房式煤柱塑性区及应力演化特征

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采矿与安全工程学报 2019年第3期36卷 609-616页

作者：安百富余伟健吴根水王彩龙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 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家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 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为了提供综合机械化固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性控制的理论依据,分析得到了风积沙和黄土混合物料的力学特性和最佳配比,研究了充填物料所受不同初始夯实力、液压支架组对采场煤柱塑性区及应力分布的影响规律。结果表明:随着工... 详细信息

为了提供综合机械化固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性控制的理论依据,分析得到了风积沙和黄土混合物料的力学特性和最佳配比,研究了充填物料所受不同初始夯实力、液压支架组对采场煤柱塑性区及应力分布的影响规律。结果表明:随着工作面推进距离的增加,煤柱塑性区最大截面积及煤柱所受应力逐渐增大并趋近于某一定值,且随着充填物料所受初始夯实力的增大,煤柱塑性区最大截面积及煤柱上最大压应力逐渐减小;液压支架可减少工作面周围煤柱的压应力及塑性区发育范围,但影响较小,且随着充填物料所受初始夯实力的增大,液压支架的作用逐渐减弱。结合分析结果和工程实际,设计采空区充填致密度临界值为1 684.70 kg/m^3。

关键词：固体充填房式煤柱初始夯实力液压支架充填致密度

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