巷道蝶形破坏理论及其应用前景 被引量：84

1

作者 赵志强 马念杰 +1 位作者 刘洪涛 郭晓菲 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期969-978,共10页

以弹塑性力学中孔洞围岩破坏的平面应变模型为基础,研究了圆形巷道围岩塑性区形态和扩展规律.提出了巷道围岩蝶形破坏理论,该理论建立了巷道围岩破坏形态与非等压区域应力场的力学模型,阐明了巷道围岩破坏具有圆形、椭圆形和蝶形3种基... 以弹塑性力学中孔洞围岩破坏的平面应变模型为基础,研究了圆形巷道围岩塑性区形态和扩展规律.提出了巷道围岩蝶形破坏理论,该理论建立了巷道围岩破坏形态与非等压区域应力场的力学模型,阐明了巷道围岩破坏具有圆形、椭圆形和蝶形3种基本形态,给出了巷道围岩3种基本破坏形态的数学界定标准和应力围岩判别准则,从应力环境、围岩条件、支护阻力3个方面阐述了蝶形塑性区具有方向性、突变性、变异性、蝶叶缺失和跃透、支护微效性等基本特性.在论述蝶形塑性区工程意义的基础上,探讨了该理论在巷道围岩控制、动力灾害防治、煤与瓦斯共采等工程领域的应用前景,介绍了大变形巷道蝶叶型冒顶机理、蝶型冲击地压机理、蝶叶型煤与瓦斯突出机理、煤与瓦斯共采中钻孔蝶形卸压增透机制等新认识和新方法. 展开更多

关键词 巷道 塑性区 蝶形 冒顶 动力灾害 瓦斯抽采

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巷道围岩蝶形破坏理论的适用性分析 被引量：33

2

作者 郭晓菲 郭林峰 +2 位作者 马念杰 赵志强 李臣 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期646-653,660,共9页

蝶形破坏理论为定量研究地下围岩力学行为及解决地下工程灾害提供新的思路和方法.针对业内专家学者对蝶形破坏理论重点关心的问题展开研究,通过理论分析与数值模拟分析了理论计算的可靠性,以及蝶形破坏理论在不同巷道断面形状、层状围... 蝶形破坏理论为定量研究地下围岩力学行为及解决地下工程灾害提供新的思路和方法.针对业内专家学者对蝶形破坏理论重点关心的问题展开研究,通过理论分析与数值模拟分析了理论计算的可靠性,以及蝶形破坏理论在不同巷道断面形状、层状围岩条件下的适用性.结果表明:1)理论计算与数值模拟得到的塑性区的形态与发展规律完全一致,仅在塑性区范围计算精度上有所差别,理论公式在研究巷道围岩力学行为规律方面具有可靠性;2)不同巷道断面形状围岩的蝶形破坏具有相似性,理论计算得到的蝶形破坏规律在非圆形断面条件下仍然适用;3)在层状围岩条件下岩层之间性质的差异导致巷道围岩蝶形破坏表现出选择性,但蝶形显现部位仍然符合蝶形破坏的数学界定,因此蝶形破坏理论在层状围岩条件下仍然适用. 展开更多

关键词 蝶形破坏 适用性 层状围岩 巷道断面

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基于主应力方向改变的深部沿空巷道非均匀大变形机理及稳定性控制 被引量：29

3

作者 李季 马念杰 丁自伟 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期670-676,共7页

针对赵固二矿11030运输巷在掘进期间出现围岩非均匀大变形导致支护体支护失效的问题,采用理论分析、理论计算、数值模拟和现场试验等综合研究方法,研究了采空区侧方围岩主应力场方向的变化规律,及其对沿空巷道围岩塑性区分布形态的影响... 针对赵固二矿11030运输巷在掘进期间出现围岩非均匀大变形导致支护体支护失效的问题,采用理论分析、理论计算、数值模拟和现场试验等综合研究方法,研究了采空区侧方围岩主应力场方向的变化规律,及其对沿空巷道围岩塑性区分布形态的影响机制,揭示了深部沿空巷道非均匀大变形机理。研究结果表明:采空区侧向围岩应力场的主应力方向会发生显著变化,导致深部沿空巷道围岩形成非均匀塑性区,同时在主应力集中及支护体延伸性能弱等主要因素的共同影响下,深部沿空巷道出现非均匀大变形。在此基础之上,提出了以围岩塑性区形态为支护设计基础的、采用可接长锚杆代替普通锚索的深部沿空巷道冒顶控制技术;并在11030运输巷进行了现场试验,采用可接长锚杆支护后的顶板最大下沉量由927 mm降低为431 mm。 展开更多

关键词 主应力方向 非均匀变形 塑性区形态 深部巷道

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基于能量理论的煤与瓦斯突出机理探讨 被引量：22

4

作者 师皓宇 马念杰 许海涛 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期88-92,共5页

为研究煤与瓦斯突出的力学机理和能量来源,根据理想气体状态方程,推导了采场围岩瓦斯突出过程中的瓦斯压力、瓦斯含量与对外做功的关系,基于弹塑性力学,阐明了岩体弹塑性状态转化前后应变能释放机理。研究结果表明:煤与瓦斯突出是瓦斯... 为研究煤与瓦斯突出的力学机理和能量来源,根据理想气体状态方程,推导了采场围岩瓦斯突出过程中的瓦斯压力、瓦斯含量与对外做功的关系,基于弹塑性力学,阐明了岩体弹塑性状态转化前后应变能释放机理。研究结果表明:煤与瓦斯突出是瓦斯势能与煤岩体弹性能共同作用并转化为煤岩体动能的结果;瓦斯势能释放值与释放路径无关,而与瓦斯压力和瓦斯含量相关,与煤壁前方塑性区扩展规模相关;将其应用至1次特大型煤与瓦斯突出事故中,核算的突出煤量、瓦斯含量和煤体抛出速度基本吻合于实际结果;基于理论分析提出了煤与瓦斯突出的3项防治措施,一是通过钻孔卸压或瓦斯抽放减小瓦斯压力,二是增加极限平衡区距离或减小截深,三是避免高瓦斯巷道或工作面出现蝶形塑性破坏。 展开更多

关键词 煤与瓦斯 瓦斯能量 应变能 突出机理

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煤层巷道冒顶机理与预警方法 被引量：21

5

作者 赵志强 马念杰 +1 位作者 刘洪涛 冯吉成 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期369-376,共8页

顶板灾害是我国煤矿各类灾害中发生频率最高和死亡人数最多的灾害,当前绝大多数顶板灾害事故发生在巷道,尤其是受采动影响的煤层巷道。在分析巷道冒顶事故与围岩体环境之间关系基础上,将煤层巷道冒顶分为围岩主导型和应力主导型两大类型... 顶板灾害是我国煤矿各类灾害中发生频率最高和死亡人数最多的灾害,当前绝大多数顶板灾害事故发生在巷道,尤其是受采动影响的煤层巷道。在分析巷道冒顶事故与围岩体环境之间关系基础上,将煤层巷道冒顶分为围岩主导型和应力主导型两大类型,揭示了裂隙危岩坠落、松散岩体冒落、弱黏结复合顶板垮落、大变形巷道蝶叶型冒顶等煤层巷道冒顶的机理与成因;在此基础上,提出了巷道冒顶隐患分阶段多层次的全时预警方法与机制,即设计阶段的冒顶隐患远期风险评价、巷道掘进施工阶段的随钻预估、服务周期内的长时临界预警,开发了岩层结构随钻探测仪、顶板多点位移监控器、锚杆锚索工况监测报警仪等用于长时和临界预警的仪器设备,形成的煤层巷道冒顶机理和预警方法与仪器设备将为顶板事故预报预防提供理论支撑和技术保障。 展开更多

关键词 煤层 巷道 冒顶 机理 预警

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孔洞围岩塑性区边界计算的理论研究现状与分析评价 被引量：16

6

作者 李永恩 郭晓菲 +2 位作者 马念杰 李臣 霍天宏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期141-150,共10页

地下采矿工程中的巷道、开切眼、各种开采硐室空间、人工钻孔及天然洞穴等,在地下无限大的空间范围内,其围岩破坏及稳定性问题均可统一到孔洞周围岩体力学的研究中。结合煤矿井下的工程条件,采用理论计算与数值模拟对比分析的方法,研究... 地下采矿工程中的巷道、开切眼、各种开采硐室空间、人工钻孔及天然洞穴等,在地下无限大的空间范围内,其围岩破坏及稳定性问题均可统一到孔洞周围岩体力学的研究中。结合煤矿井下的工程条件,采用理论计算与数值模拟对比分析的方法,研究了静水压力下的理论公式与非均匀应力场中的塑性区边界方程,详细分析了理论计算的力学模型、推导原理、推导过程、计算精度,进而对其适用性进行评价分析。研究结果表明:静水压力下的理论公式推导过程严密,精度较高,适用于静水压力及偏应力不高条件下围岩塑性区范围的计算,偏应力较高环境下不再适用;非均匀应力场中圆孔围岩塑性区边界方程推导过程做了简化,其结果为近似解,与数值模拟计算结果相比在精度上有一定误差,但是可以很好地反映非均匀应力场中孔洞围岩塑性区形态演化规律,对于研究地下高偏应力场中巷道围岩的破坏规律及致灾机理有重要的指导意义。通过对已有孔洞围岩塑性区边界计算理论的分析评价,明确了不同理论方法的优劣势以及适用条件,对于合理应用理论指导工程实践有重要的实用意义。 展开更多

关键词 塑性区边界 蝶形塑性区 孔洞围岩 岩体力学

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巷道围岩蝶形塑性区蝶叶方向性形成机制及工程应用 被引量：15

7

作者 李季 强旭博 +2 位作者 马念杰 张荣光 李博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2838-2852,共15页

针对经典巷道矿压理论在进行深部巷道矿压分析时适用性不强的问题,以非等压条件下圆孔周围塑性区边界方程及蝶形破坏理论为基础,理论推导出非静水压力场条件下圆形巷道围岩主应力方向偏转角度与塑性区边界上一点的极坐标角度的余弦四次... 针对经典巷道矿压理论在进行深部巷道矿压分析时适用性不强的问题,以非等压条件下圆孔周围塑性区边界方程及蝶形破坏理论为基础,理论推导出非静水压力场条件下圆形巷道围岩主应力方向偏转角度与塑性区边界上一点的极坐标角度的余弦四次隐性方程。基于此隐性方程,采用理论分析、数值模拟和现场试验等综合研究方法,研究了巷道蝶形塑性区分布特征随围岩主应力方向偏转的演化规律,揭示了巷道蝶形塑性区蝶叶方向性的形成机制,并对不同巷道断面形状(圆形、矩形、拱形)、围岩力学参数(软岩、中硬岩、硬岩)以及层状顶板结构(下软上硬型、下硬上软型、软弱夹层型、坚硬夹层型)条件下围岩蝶形塑性区蝶叶方向性的适用性进行了分析;在此基础之上,探讨了蝶叶方向性与围岩变形破坏特征的关系,并对赵固二矿回采工作面运输巷围岩非对称变形破坏机理进行了研究。研究结果表明:蝶形塑性区蝶叶会随主应力方向的偏转而发生偏转,且两者的偏转角度基本相等;同时,巷道断面形状、围岩力学参数以及层状岩层顶板结构均对蝶叶方向性无显著影响,蝶叶方向性具有普适性;受蝶叶方向性的影响,巷道蝶形塑性区的分布特征与围岩变形破坏形态具有一致性,导致蝶形塑性区蝶叶位置的围岩变形破坏相对其他位置严重,造成巷道呈现非均匀变形破坏特征,工作面运输巷围岩现场探测破坏形态与数值模拟塑性区形态基本吻合。 展开更多

关键词 蝶形塑性区 巷道 非静水压力场 应力方向 围岩稳定性

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考虑围岩蠕变的锚固时空效应分析及控制技术 被引量：15

8

作者 董恩远 王卫军 +1 位作者 马念杰 袁超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1238-1248,共11页

针对巷道锚杆锚索联合支护失效形式,基于围岩变形特征建立了能够反映围岩加速蠕变的本构模型以及锚杆工作特性的锚固体本构模型,通过求解出的锚固体蠕变方程分析锚固基础位置对围岩变形的控制作用,结果表明:锚杆支护对围岩的蠕变控制机... 针对巷道锚杆锚索联合支护失效形式,基于围岩变形特征建立了能够反映围岩加速蠕变的本构模型以及锚杆工作特性的锚固体本构模型,通过求解出的锚固体蠕变方程分析锚固基础位置对围岩变形的控制作用,结果表明:锚杆支护对围岩的蠕变控制机理可概括为:分担围岩承受的载荷和等效增大围岩刚度,增强围岩抵抗变形能力两部分。充分发挥锚杆支护性能、延长锚杆支护时效、维持巷道处于稳定工作状态所需的空间需要同时满足两个条件:锚杆受载不超过杆体破断载荷,锚固基础位于塑性区之外;端锚形式的锚固基础位于弹性岩体中能够最大程度发挥支护系统的承载能力,端锚锚固形式的着力基础位于稳定的弹性围岩中,围岩变形后锚固基础能迅速发生锚固作用,优于全长锚固形式;可接长锚杆具有延伸率大、可灵活设置锚杆长度的优点,能解决蒲河矿西三采区集中运输大巷锚杆易发生滑脱失效、锚索易发生破断失效的问题。 展开更多

关键词 蠕变 锚固体 时空效应 可接长锚杆

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电动遥控绿篱修剪机的设计 被引量：14

9

作者 张波 张学敏 +3 位作者 邵书山 马念杰 程俊男 张东旭 《中国农机化学报》 北大核心 2018年第3期19-25,共7页

随着绿化面积的大大增加,单纯靠人工修剪绿篱已逐渐不能满足需求,并且人工修剪效率低下,危险性高,环保性差。该文设计的电动绿篱修剪机以驱动车装载绿篱修剪机的形式进行修剪作业,由手机APP进行远程操作。从机器整体设计要求入手,进行... 随着绿化面积的大大增加,单纯靠人工修剪绿篱已逐渐不能满足需求,并且人工修剪效率低下,危险性高,环保性差。该文设计的电动绿篱修剪机以驱动车装载绿篱修剪机的形式进行修剪作业,由手机APP进行远程操作。从机器整体设计要求入手,进行驱动车以及绿篱修剪机的机械设计,加工制造驱动车及绿篱修剪机水平、垂直方向的调节机构,选配驱动电机、推杆电机、刀具旋转电机、导轨、电动千斤顶等,完成电控设计及整机软件编写。 展开更多

关键词 绿篱修剪机 电子控制 APP远程操作

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蝶形破坏理论及其应用研究进展 被引量：7

10

作者 李军 马念杰 +3 位作者 王卫军 任建举 连小勇 马振凯 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期209-228,共20页

煤矿工作面回采导致巷道所处位置的区域应力场较原岩应力发生剧烈变化,蝶形破坏理论基于采动巷道非等压应力环境建立了巷道围岩破坏形态与区域应力场的量化关系,为研究巷道围岩力学行为和动力灾害提供了理论基础.本文首先系统回顾了蝶... 煤矿工作面回采导致巷道所处位置的区域应力场较原岩应力发生剧烈变化,蝶形破坏理论基于采动巷道非等压应力环境建立了巷道围岩破坏形态与区域应力场的量化关系,为研究巷道围岩力学行为和动力灾害提供了理论基础.本文首先系统回顾了蝶形破坏相关研究的发展历程,阐述了蝶形理论的研究趋势;然后,对巷道围岩3种破坏形态及其判别准则、5类蝶形破坏特性、4个方面的蝶形破坏理论适应性等进行了评析,并介绍了蝶形破坏理论在各类巷道围岩稳定性控制、煤与瓦斯共采、冲击地压、煤与瓦斯突出、以及蝶型地震与断层形成机理等方面的应用创新情况;最后,深入探讨了蝶形破坏理论适应性和局限性,从蝶形破坏特性表征、系列机理和机制的实践验证以及新技术研发角度指出了蝶形破坏理论未来的发展方向. 展开更多

关键词 蝶形破坏 形态演化 蝶形特性 理论适应性 工程应用 蝶形展望

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X型共轭剪切破裂-地震产生的力学机理及其演化规律 被引量：11

11

作者 马念杰 马骥 +3 位作者 赵志强 郭晓菲 师皓宇 乔建永 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1647-1653,共7页

地震的发生是一个极为复杂且高度非线性的物理过程,基于乔建永、马念杰、马骥等提出的X型共轭剪切破裂-地震复合模型,进一步研究了共轭剪切破裂-地震发生的力学机理,阐明了共轭剪切破裂-地震发生及其演化的物理过程,从软弱异性体周围岩... 地震的发生是一个极为复杂且高度非线性的物理过程,基于乔建永、马念杰、马骥等提出的X型共轭剪切破裂-地震复合模型,进一步研究了共轭剪切破裂-地震发生的力学机理,阐明了共轭剪切破裂-地震发生及其演化的物理过程,从软弱异性体周围岩体应力、破坏形态与地震能量变化的角度出发,发现了共轭剪切破裂-地震具有“仿蝶存亡”规律,获得了共轭剪切破裂-地震生成的必要条件。研究结果表明:由于构造应力显现区域应力环境的剧烈变化,地壳岩体中会形成以软弱异性体为中心的性态极不稳定的蝶形破坏区,它的扩展最终会形成显性或隐性的共轭剪切破裂;蝶形破坏区蝶叶每次扩展释放的能量会在一定范围内引发地震,即地震是触发事件动载作用下蝶形破坏瞬态扩展所释放弹性能的非线性动力现象;共轭剪切破裂在不同应力状态下经历了圆形和椭圆形破坏、蝶形渐进破坏与蝶形剧烈破坏的孕育期、生长期与剧变期;依据地震里氏震级的强弱,在共轭剪切破裂动态生成过程中地震活动存在着弱震期,中强震期与强震期的“仿蝶存亡”特点;共轭剪切破裂地震发生的必要条件主要有地壳中的软弱异性体存在条件,构造应力剧烈变化条件,软弱异性体及其周围岩体强度条件以及地震发生的应力触发条件。 展开更多

关键词 共轭剪切破裂 地震 地震机理 蝶形破坏

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采场围岩能量演化及释放模拟研究 被引量：11

12

作者 师皓宇 马念杰 +2 位作者 石建军 李楠 谈国文 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期106-111,共6页

岩体应变能是集主应力、弹性模量、泊松比等综合物理量,能够更好地解释采矿过程中的动力现象。为揭示采动过程中采场围岩能量演化和释放规律,基于岩体应变能理论推导了能量演化与释放的计算方法,以平朔井工三矿为工程背景建立数值计算模... 岩体应变能是集主应力、弹性模量、泊松比等综合物理量,能够更好地解释采矿过程中的动力现象。为揭示采动过程中采场围岩能量演化和释放规律,基于岩体应变能理论推导了能量演化与释放的计算方法,以平朔井工三矿为工程背景建立数值计算模型,模拟计算不同回采时刻采场围岩能量变化,结果表明:①采场围岩的应变能峰值随着工作面的推进而逐渐前移,煤层能量峰值主要集中于煤壁前方8 m以内,煤层的应变能相对较高,顶底板坚硬岩层中的能量值相对较低;②开挖开切眼后,开切眼上方为能量释放区,开切眼煤壁前后为能量积聚区;在该矿地质条件下,工作面正常回采时,工作面煤壁上方8 m以内为能量主要释放区域,煤壁前方2~8 m为能量主要积聚区;因此,对于煤壁上方应及时支护,防止其能量的快速释放而引起冒顶;对于具有动力灾害倾向的煤壁前方应采取措施控制应力集中。 展开更多

关键词 采场围岩 应变能 能量演化 能量释放

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基于塑性区形态系数的巷道冲击风险性量化评估方法 被引量：11

13

作者 郭晓菲 郭林峰 +3 位作者 李臣 马念杰 赵志强 霍天宏 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期39-49,78,共12页

采用理论分析、数值模拟、现场案例分析的方法,从巷道围岩塑性区演化扩展与能量释放入手,研究了不同形态塑性区对应力变化的响应规律.建立了一个以塑性区形态系数为量化指标、以塑性区形态特征为评估判定依据、能够对处在一定应力与围... 采用理论分析、数值模拟、现场案例分析的方法,从巷道围岩塑性区演化扩展与能量释放入手,研究了不同形态塑性区对应力变化的响应规律.建立了一个以塑性区形态系数为量化指标、以塑性区形态特征为评估判定依据、能够对处在一定应力与围岩环境中的巷道进行量化的冲击风险性评估方法.结果表明:圆形、椭圆形塑性区范围小、应力响应迟钝,蝶形塑性区范围大、应力响应敏感;应力改变会引发蝶形塑性区大范围扩展,并释放大量弹性能,随着蝶形形态的发展,塑性区对应力响应程度呈递增趋势;巷道围岩塑性区形态为圆形、椭圆形时冲击风险低,蝶形时冲击风险较高,且随着蝶形形态的发展,冲击风险性不断增大;塑性区形态系数量化表征了塑性区的形态演化规律,可以定量判别巷道围岩塑性区形态类别,同时可以量化塑性区所处的演化阶段,可作为巷道冲击风险性的量化评估指标. 展开更多

关键词 蝶形塑性区 形态系数 冲击风险性 量化评估

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回采巷道蝶叶形冒顶机理及其控制技术 被引量：11

14

作者 李季 马念杰 赵志强 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第12期46-52,共7页

针对现有巷道冒顶机理在解释回采巷道冒顶机理时适用性不强的问题,以保德矿81305工作面运输巷为工程背景,利用理论分析,数值模拟及现场试验等方法,研究了回采巷道围岩蝶叶形塑性区形成机制和回采巷道蝶叶形塑性区演化规律,并揭示了回采... 针对现有巷道冒顶机理在解释回采巷道冒顶机理时适用性不强的问题,以保德矿81305工作面运输巷为工程背景,利用理论分析,数值模拟及现场试验等方法,研究了回采巷道围岩蝶叶形塑性区形成机制和回采巷道蝶叶形塑性区演化规律,并揭示了回采巷道蝶叶形冒顶机理。研究发现,均质岩体圆形巷道塑性区蝶形边界的4个蝶叶会因蝶叶发生退化消失、偏转及扩展而形成蝶叶形塑性区,蝶叶形塑性区蝶叶尺寸主要受到侧压系数、围岩黏聚力、内摩擦角及巷道半径的影响。当蝶叶形塑性区蝶叶位于顶板时,蝶叶内发生塑性破坏的岩层会产生强烈变形,当锚索延伸量无法适应顶板的大变形时,便会出现因锚索被拉断而导致支护失效,使塑性区发生恶性扩展,最终导致冒顶事故的发生。基于回采巷道蝶叶形冒顶机理,提出了可接长锚杆与锚索协调支护技术和可接长锚杆与普通锚杆协调支护技术,该技术在81305工作面运输巷的工业试验,使该巷道在工作面回采期间,锚索破断率由原来64.5%降至12.5%,防止冒顶事故的发生。 展开更多

关键词 蝶叶形塑性区 冒顶机理 可接长锚杆 回采巷道

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深部承压水上底抽巷围岩破坏特征及合理位置 被引量：10

15

作者 李永恩 马念杰 +2 位作者 马骥 张弘 镐振 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2491-2500,共10页

针对赵固二矿区域瓦斯治理需开掘底抽巷与承压水上开掘底抽巷易引发底板突水之间的矛盾,通过承压水影响下的圆形巷道围岩塑性区边界方程,分析了底抽巷围岩塑性区的分布特征与底板突水危险性之间的关系;采用数值模拟研究了工作面开挖后... 针对赵固二矿区域瓦斯治理需开掘底抽巷与承压水上开掘底抽巷易引发底板突水之间的矛盾,通过承压水影响下的圆形巷道围岩塑性区边界方程,分析了底抽巷围岩塑性区的分布特征与底板突水危险性之间的关系;采用数值模拟研究了工作面开挖后的底板应力分布状态及底抽巷布置在不同位置时的围岩破坏特征及相应的突水危险性。结果表明:底抽巷围岩塑性区的非均匀分布会显著减小底板隔水层厚度,增加底板突水危险;工作面开挖后底板应力根据其双向应力比值大小及应力加卸载状态可分为4个区域且按对底板突水危险的影响程度可排序为:卸压高应力比值区>卸压应力比值稳定区>增压低应力比值区>原岩应力比值区。据此提出了赵固二矿底抽巷的合理位置为沿待采工作面法向布置,并在规划的煤柱中部下方的L9灰岩上部砂质泥岩层中沿底掘进。 展开更多

关键词 承压水 底抽巷 围岩破坏特征 合理位置 底板突水

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螺纹钢锚杆楔形端部搅拌树脂锚固剂运移特征及锚固实验 被引量：8

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作者 刘少伟 崔磊 +4 位作者 马念杰 姜彦军 李永恩 张英 卢运海 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期40-52,共13页

锚固施工时在钻孔内搅拌树脂锚固剂属于隐蔽性工作,不易掌握搅拌后锚固剂的分布情况。采用理论分析、数值模拟及实验室实验相结合的方法,分析螺纹钢锚杆楔形端部形态对锚固剂搅拌效果的影响规律。理论分析表明,锚杆楔形搅拌端的切削角... 锚固施工时在钻孔内搅拌树脂锚固剂属于隐蔽性工作,不易掌握搅拌后锚固剂的分布情况。采用理论分析、数值模拟及实验室实验相结合的方法,分析螺纹钢锚杆楔形端部形态对锚固剂搅拌效果的影响规律。理论分析表明,锚杆楔形搅拌端的切削角对锚固剂上的作用力及搅拌效果影响较大。锚杆楔形搅拌端会使锚固剂封袋顶部产生凹陷,在锚杆转动时增加了锚固剂所受的旋转力有助于破坏锚固剂封袋,提高树脂胶泥与固化剂的流动性;数值模拟分析发现,当双楔形角为75°、"一"字型尖端处有横肋、偏距C=0时,螺纹钢锚杆楔形搅拌端上方锚固剂搅拌更均匀、流速更大、在锚固孔内扩散范围更广;同时,发现在锚杆楔形搅拌端的"一"字型尖端加制凹槽后,更有助于提升锚固剂的搅拌效率;由锚杆锚固性能实验可知,在对称双楔形角为75°的锚杆搅拌端加制凹槽后,拉拔力峰值的平均值提升约15%,相比原型锚杆试件拉拔力峰值的平均值提升了约36%。研究成果对于提高锚杆锚固质量、改善锚固性能具有一定的理论与工程应用价值。 展开更多

关键词 岩土工程 螺纹钢锚杆 锚杆楔形搅拌端 树脂锚固剂 运移特征 端部形态改进

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基于动力系统结构稳定性的共轭剪切破裂-地震复合模型 被引量：8

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作者 乔建永 马念杰 +3 位作者 马骥 赵志强 郭晓菲 师皓宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1637-1646,共10页

地壳中岩体破坏、断层形成与地震诱发具有成因联系,其中“X”型共轭剪切破裂与地震发生关系密切。为此,基于动力系统结构稳定性理论和孔洞岩体蝶形破坏理论,构建了“X”型共轭剪切破裂-地震复合模型,推导了破裂尺寸计算公式,给出了地震... 地壳中岩体破坏、断层形成与地震诱发具有成因联系,其中“X”型共轭剪切破裂与地震发生关系密切。为此,基于动力系统结构稳定性理论和孔洞岩体蝶形破坏理论,构建了“X”型共轭剪切破裂-地震复合模型,推导了破裂尺寸计算公式,给出了地震释放能量的计算方法。用动力系统理论解释了破裂扩展尺寸与地震能量释放存在的定量对应关系,从理论上完整阐述“X”型、“V”型和“Y”型共轭破裂特征的生成及演化力学机理,推演出共轭剪切破裂扩展和伴随地震发生的重要物理力学现象及规律。研究结果表明:在高偏差应力场作用下的地下软弱异性体周围岩体满足摩尔-库仑剪切破坏条件发生破坏,形成蝶形破坏区,即花瓣形破坏区,随着蝶形破坏区的扩展,会形成以软弱异性体为中心的显性或隐性X型共轭剪切破裂;软弱异性体周围岩体强度特征变化,使得共轭破裂表现出“X”,“V”,“Y”型共轭特征;在一定地应力和围岩环境中,地壳软弱异性体及其周围岩体构成的非线性动力系统,对于地应力和地层强度的变化具有敏感依赖性,即共轭剪切破裂的扩展尺寸和地震释放的能量具有相互伴生的指数型变化特征,相同的应力扰动在不同的构造应力场作用下引发共轭剪切破裂一次性扩展的尺度不同,会引发不同级别的地震,存在着非敏感依赖区域向敏感依赖区转化的特征拐点。 展开更多

关键词 花瓣逆定理 蝶形 共轭剪切破裂 地震 能量

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果园施肥开沟机的发展现状和趋势 被引量：7

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作者 邵书山 王晓燕 +4 位作者 程俊男 马念杰 张波 张东旭 张学敏 《农机化研究》 北大核心 2019年第5期256-261,268,共7页

果园开沟施肥是在果园生产过程中十分重要的环节之一,对果树的生长和水果的产量有着重要的影响。为此,分类简述了国内外几种果园施肥开沟机械的作业方法和特点,并整理分析了果园施肥开沟机械的发展现状以及存在的问题,同时指出了我国果... 果园开沟施肥是在果园生产过程中十分重要的环节之一,对果树的生长和水果的产量有着重要的影响。为此,分类简述了国内外几种果园施肥开沟机械的作业方法和特点,并整理分析了果园施肥开沟机械的发展现状以及存在的问题,同时指出了我国果园施肥开沟机械的发展趋势。 展开更多

关键词 果园施肥开沟机 发展现状 问题 发展趋势

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冲击地压机理要素分析与评价 被引量：7

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作者 马念杰 张文龙 +2 位作者 李军 连小勇 任建举 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第6期651-658,共8页

本文提出了冲击地压的能量特征和机理要素,初步建立了巷道冲击地压机理评价指标与体系(简称“3+4”指标体系),体系的主准则层为冲击地压的能量释放特征指标和机理要素指标,次准则层为能量释放突然性、瞬间性、集中性以及形成要素、关键... 本文提出了冲击地压的能量特征和机理要素,初步建立了巷道冲击地压机理评价指标与体系(简称“3+4”指标体系),体系的主准则层为冲击地压的能量释放特征指标和机理要素指标,次准则层为能量释放突然性、瞬间性、集中性以及形成要素、关键要素、假设条件、普遍规律性。采用层次分析法计算了各准则层的权重,提出了综合评价结果的计算方法和分级标准。按照建立的冲击地压机理评价指标体系对蝶型冲击地压机理进行评价,评价结果为“优秀”。研究结果可用于评价现有冲击地压机理,同时为冲击地压机理的后续研究指明了方向。 展开更多

关键词 冲击地压机理 冲击地压特征 机理要素 评价指标 评价体系

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基于岩体塑性位错理论的龙门山区域构造系统演化过程 被引量：6

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作者 师皓宇 黄辅琼 +4 位作者 马念杰 王永建 马骥 邹光华 彭瑞 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3581-3589,共9页

青藏高原对四川盆地的挤压作用导致了龙门山断裂带的形成及其山脉的隆起。本文以龙门山附近区域板块运动以及深部岩体力学特性为背景,采用FLAC3D软件模拟再现了时间跨度为700万年的龙门山区域构造系统演化过程。研究结果表明:在板块运... 青藏高原对四川盆地的挤压作用导致了龙门山断裂带的形成及其山脉的隆起。本文以龙门山附近区域板块运动以及深部岩体力学特性为背景,采用FLAC3D软件模拟再现了时间跨度为700万年的龙门山区域构造系统演化过程。研究结果表明:在板块运动作用下,F1、F2和F3断层依次形成,贯通的断层对地表的抬升具有较强的控制作用,当断层贯通于地表后,龙门山及其以西的川西高原持续隆起,平均抬升速率约为1.38mm/yr,而龙门山断裂带以东的川西坳陷只有较小的抬升量,从而导致川西高原抬升8996 m,致使该区域产生6000m左右的落差,模拟的地形特征与目前的龙门山地形地貌基本相似。依据模拟结果与实测资料,绘制了龙门山断裂带形成及其附近区域地形地貌的演化过程图,呈现了板块挤压、断层塑性位错、地表侵蚀和沉积作用等因素共同作用对地形地貌的塑造过程。 展开更多

关键词 板块运动 龙门山断裂带 区域构造系统 塑性位错 地形地貌 演化过程

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