某矿尾砂胶结充填体强度演化特征及力学效应研究 被引量：6

1

作者 苗磊刚 牛园园 潘泱波 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第3期52-58,共7页

以某金属矿山充填开采为研究背景,开展了不同配比参数下的充填体抗压、抗拉强度试验,分析了不同配比参数下的充填体强度演化特征。同时,采用FLAC3D数值模拟软件分析了矿体回采及采空区充填过程中的充填体及围岩受力特征,讨论了充填体在... 以某金属矿山充填开采为研究背景,开展了不同配比参数下的充填体抗压、抗拉强度试验,分析了不同配比参数下的充填体强度演化特征。同时,采用FLAC3D数值模拟软件分析了矿体回采及采空区充填过程中的充填体及围岩受力特征,讨论了充填体在采场内的力学效应。研究表明:随着养护时间增加,充填体的力学强度呈不断增加的趋势,并且浓度或灰砂比越高的充填体其抗压强度增长的幅度也越大;在养护早期,水泥含量减小对尾砂胶结充填体强度的影响并不显著;矿体回采后,采场顶板及底板出现了压应力集中的特征,但采空区充填后围岩的应力集中状态得到了明显改善;此外,在二步骤采空区充填后,充填体拉应力达到了0.20 MPa,超过了部分充填体的抗拉强度,因此建议充填体的灰砂比最低应为1∶6,以维持充填体在采场的稳定。 展开更多

关键词 充填体 数值模拟 强度特性 单轴压缩

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巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取

2

作者 苗磊刚 牛园园 潘泱波 《能源与环保》 2023年第2期275-280,共6页

针对煤矿开挖导致的巷道动力失稳问题,为了提升煤矿巷道安全性,对巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取问题进行研究。给出乌东煤矿工程概况,在巷道设3个监测点,当动力失稳现象出现时,分析巷道围岩物理学性能,对煤矿巷道动力... 针对煤矿开挖导致的巷道动力失稳问题,为了提升煤矿巷道安全性,对巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取问题进行研究。给出乌东煤矿工程概况,在巷道设3个监测点,当动力失稳现象出现时,分析巷道围岩物理学性能,对煤矿巷道动力失稳下巷道表面位移进行监测,并进行实验分析,通过实验结果实现围岩支护参数选取。实验结果表明,动力失稳现象会导致围岩岩样的抗压强度变低;在距离工作面距离为90 m时,顶底移近与两帮收敛的变形速率最大;当监测点的监测日期逐渐上升,顶板的锚杆受力与锚索受力不断加大,其中锚索受力相对较高,而锚杆下帮受力要低于锚索上帮受力。按照实验结果设计支护参数,以防止围岩松动变形对巷道带来影响。 展开更多

关键词 动力失稳 围岩松动变形 支护参数 抗压强度 锚杆受力

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2007—2016年全国煤矿瓦斯灾害事故发生规律分析 被引量：53

3

作者 刘业娇 袁亮 +1 位作者 薛俊华 田志超 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第3期124-128,共5页

为了研究全国煤矿瓦斯灾害事故发生规律,采用数据统计法,从煤矿企业性质、瓦斯事故类型、瓦斯事故等级和瓦斯事故发生地域4个方面,对2007—2016年期间389起煤矿瓦斯灾害事故进行综合分析,通过趋势图和柱状图直观显示了近10年全国煤矿瓦... 为了研究全国煤矿瓦斯灾害事故发生规律,采用数据统计法,从煤矿企业性质、瓦斯事故类型、瓦斯事故等级和瓦斯事故发生地域4个方面,对2007—2016年期间389起煤矿瓦斯灾害事故进行综合分析,通过趋势图和柱状图直观显示了近10年全国煤矿瓦斯灾害事故的发生特点和规律,并对瓦斯事故多发的原因进行深入分析,提出了瓦斯事故的预防对策和措施。 展开更多

关键词 煤矿 瓦斯灾害 事故特点 原因分析 预防对策 措施

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煤与瓦斯突出机理和模拟试验研究现状及发展趋势 被引量：15

4

作者 刘业娇 袁亮 +3 位作者 薛俊华 田志超 段昌瑞 陈本良 《工矿自动化》 北大核心 2018年第2期43-50,共8页

总结了煤与瓦斯突出机理的理论研究现状,分析了国内外对含瓦斯煤体相似材料和煤与瓦斯突出模拟试验装置研究的典型范例。指出了煤与瓦斯突出机理及模拟试验研究方面存在的不足之处:目前煤与瓦斯突出机理的理论研究多是定性描述,缺乏定... 总结了煤与瓦斯突出机理的理论研究现状,分析了国内外对含瓦斯煤体相似材料和煤与瓦斯突出模拟试验装置研究的典型范例。指出了煤与瓦斯突出机理及模拟试验研究方面存在的不足之处:目前煤与瓦斯突出机理的理论研究多是定性描述,缺乏定量、统一、完整的理论体系;已有模拟试验系统和装置还无法准确地对综合考虑地质构造、地应力、煤体强度、瓦斯含量及施工过程等影响因素下的突出现象进行定量模拟,试验装置的力学加载、瓦斯充填和测试系统的精度有待进一步提高;试验仪器的试验操作与便利性不足,试验的可重复性有待提高;试验仪器的数据分析系统不完善。分析了煤与瓦斯突出机理研究与模拟试验的发展趋势,认为煤与瓦斯突出模拟试验必须符合相似理论,煤与瓦斯突出模拟试验仪器研究是机理研究突破的迫切需求。 展开更多

关键词 煤炭开采 煤与瓦斯突出机理 煤与瓦斯突出物理模拟试验仪器 瓦斯煤体相似材料

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地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯数值试验与应用 被引量：15

5

作者 袁亮 刘业娇 +4 位作者 田志超 唐春安 薛俊华 段昌瑞 张寒 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期370-378,共9页

为解决塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯低含量、高涌出的问题,同时为了弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点,根据该矿8101工作面所属区域煤层的地质和瓦斯赋存条件,确定了数值试验方案,对地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯的效果... 为解决塔山煤矿高强度开采条件下瓦斯低含量、高涌出的问题,同时为了弥补大型物理实验和现场试验成本高、操作难的缺点,根据该矿8101工作面所属区域煤层的地质和瓦斯赋存条件,确定了数值试验方案,对地面垂直钻孔预抽特厚煤层瓦斯的效果进行优化分析。基于煤岩(体)的孔隙特征,构建了含瓦斯煤岩(体)破裂过程气-固耦合和渗透率-损伤耦合数学本构模型。采用RFPA^(2D)瓦斯分析版软件建立地面钻孔抽放瓦斯的数值计算模型,设置有关简化条件、边界条件和物性参数,通过数值试验得出:地面垂直钻孔的终孔位置布置在煤层底部比较合理;在综合考虑地面垂直钻孔投入成本和瓦斯抽采效果的基础上,确定地面垂直钻孔间距为50～60 m比较合理。同时,由8101工作面地面垂直钻孔抽采煤层瓦斯的实际应用效果分析可知,当地面垂直钻孔的终孔位置布置在煤层底部,且钻孔间距布置为50m时,能够实现良好的瓦斯抽放效果,这也从一定程度上进一步验证了数值试验的合理性和可行性。 展开更多

关键词 地面垂直钻孔 含瓦斯煤层 数值试验 终孔位置 钻孔间距

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软岩底板突水机理分析及数值试验 被引量：8

6

作者 刘业娇 薛俊华 +3 位作者 袁亮 余国锋 田志超 陈本良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3255-3261,共7页

结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突... 结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明:董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。 展开更多

关键词 煤层 软岩底板 突水 RFPA 数值试验

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巷道火灾时期烟流参数变化规律模拟分析 被引量：3

7

作者 刘业娇 薛俊华 +2 位作者 袁亮 田志超 邓东生 《中国矿业》 北大核心 2018年第8期144-150,共7页

本文以实际煤矿采区进风系统为原型,按照流体相似原理,建立了矿井巷道火灾模拟实验系统,然后利用GAMBIT软件建立实验巷道的物理模型,采用Hex/Wedge-Cooper方法进行体网格的划分,对初始条件和边界条件进行设定和处理,最后将巷道火灾火源... 本文以实际煤矿采区进风系统为原型,按照流体相似原理,建立了矿井巷道火灾模拟实验系统,然后利用GAMBIT软件建立实验巷道的物理模型,采用Hex/Wedge-Cooper方法进行体网格的划分,对初始条件和边界条件进行设定和处理,最后将巷道火灾火源简化为一个固定体积的稳态高温热源,采用FLUENT软件,针对不同的巷道入口初始速度,分别模拟分析火灾巷道烟流温度场、速度场、密度场和压力场的变化规律和分布情况。研究结果表明:火灾发生后,巷道烟流扩散范围逐渐增大,温度逐渐升高,在火区附近温度最高;烟流速度从巷道入口处到出口处逐渐降低,在巷道交叉口处由于存在局部阻力和节流效应,烟流速度会大大降低;烟流密度从巷道入口处到出口处逐渐增大,在通风情况不好的巷道,烟流密度会更大,且巷道顶部烟流密度要小于巷道底部烟流密度;烟流静压总体升高,但在巷道出口处烟流压力最低。 展开更多

关键词 矿井巷道 火灾时期 烟流参数 数值模拟

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火灾时期火区逆流临界风速计算模型研究 被引量：1

8

作者 刘业娇 王文才 +1 位作者 薛俊华 田志超 《煤炭技术》 CAS 2018年第5期146-148,共3页

对火灾时期火区逆流临界风速2种计算模型进行对比分析,利用中性成层中轴对称热对流理论,建立水平巷道火灾时火区逆流临界风速计算模型;按照流体相似原理,设计和制作了矿井巷道火灾模拟实验系统,通过相似模拟实验得出:水平巷道发生火灾时... 对火灾时期火区逆流临界风速2种计算模型进行对比分析,利用中性成层中轴对称热对流理论,建立水平巷道火灾时火区逆流临界风速计算模型;按照流体相似原理,设计和制作了矿井巷道火灾模拟实验系统,通过相似模拟实验得出:水平巷道发生火灾时,着火巷道温度越高,烟气逆流临界风速值越大;水平巷道火灾时火区逆流临界速度实验值与理论计算值一致,实验验证了理论计算模型的合理性和正确性。 展开更多

关键词 火灾时期 火区逆流 临界风速 计算模型 相似模拟实验

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鄂尔多斯盆地北缘深部矿井奥灰水动态及预测

9

作者 薛贤明 郑刘根 +3 位作者 姜春露 安士凯 詹绍奇 孔皖军 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第4期52-58,共7页

奥陶系岩溶水是鄂尔多斯盆地北部准格尔煤田开采的主要威胁,为此区域矿井底板注浆改造及疏排水控制提供水害预防提供依据,以唐家会矿奥灰岩溶水为研究对象,通过资料收集与对比分析,研究了矿井奥灰水位变化特征及控制因素,并建立了奥灰... 奥陶系岩溶水是鄂尔多斯盆地北部准格尔煤田开采的主要威胁,为此区域矿井底板注浆改造及疏排水控制提供水害预防提供依据,以唐家会矿奥灰岩溶水为研究对象,通过资料收集与对比分析,研究了矿井奥灰水位变化特征及控制因素,并建立了奥灰水流数值模型预测了奥灰水变化趋势。结果表明,自矿井掘采工作进行以来,矿井奥灰水位总体上持续下降,5个观测孔水位降幅达为2.63~11.08m,各观测孔水位在每年雨季时有小幅上升。井巷掘进及工作面回采过程中疏排水是奥灰水位持续下降的主要因素,涌水通道为断层和地质异常体;大气降水和黄河水是奥灰岩溶水补给的主要来源。在此基础上,基于GMS软件建立了矿井奥灰水流数值模型,预测到2024a,矿井奥灰水位较2021a下降7.7~9.1m。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 深部矿井 奥灰水 动态特征 模拟预测

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火灾时期火区下风侧巷道烟流温度场方程研究

10

作者 刘业娇 王文才 +2 位作者 薛俊华 田志超 余国锋 《煤炭技术》 CAS 2018年第7期147-150,共4页

通过传热学和热平衡原理建立火灾时期火区下风侧巷道烟流温度场方程;利用矿井巷道火灾模拟实验系统测定火灾时期火区下风侧各测点的烟流温度、密度和速度值,得出距离火区下风侧x米处烟流温度变化的实验值,同时通过温度场方程得出烟流温... 通过传热学和热平衡原理建立火灾时期火区下风侧巷道烟流温度场方程;利用矿井巷道火灾模拟实验系统测定火灾时期火区下风侧各测点的烟流温度、密度和速度值,得出距离火区下风侧x米处烟流温度变化的实验值,同时通过温度场方程得出烟流温度变化的计算值,得出烟流温度变化的计算值与实验值变化趋势基本一致的结论。实验验证了温度场方程的可行性。 展开更多

关键词 火灾时期 火区 下风侧巷道 温度场方程

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不同埋深条件下直墙拱顶巷道破裂的数值试验

11

作者 田志超 唐春安 +1 位作者 刘业娇 李志兵 《中国矿业》 北大核心 2019年第2期91-96,共6页

为研究不同埋深条件下直墙拱顶巷道围岩破裂形态,采用RFPA2D软件进行了数值模拟试验。通过数值试验发现:不同埋深条件下的巷道围岩均从巷道的拱脚和墙角处最先发生破坏,且沿拱脚斜向下和沿墙角斜向上扩展,最终导致巷道两帮围岩破裂失稳... 为研究不同埋深条件下直墙拱顶巷道围岩破裂形态,采用RFPA2D软件进行了数值模拟试验。通过数值试验发现:不同埋深条件下的巷道围岩均从巷道的拱脚和墙角处最先发生破坏,且沿拱脚斜向下和沿墙角斜向上扩展,最终导致巷道两帮围岩破裂失稳;同时由于深部巷道围岩的荷载较大,破坏裂缝也从巷道两帮扩展到拱顶和底板。通过分析巷道围岩应变数据,发现围岩体内径向拉应变是造成巷道围岩破坏的主要原因。该数值试验结果与有关物理试验结果具有一致性,能进一步丰富深部岩体破裂方面的研究成果,更好地指导深部地下空间的开发和应用工作。 展开更多

关键词 埋深 直墙拱顶巷道 数值试验 RFPA2D软件 应力应变

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