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软弱破碎顶板巷道围岩变形机理及控制技术 被引量：45
1
作者 孙广京 王平 +5 位作者 冯涛 余伟健 尹中凯 蒋运良 刘海 李立新 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期209-215,共7页
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... 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。 展开更多
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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高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用 被引量：34
2
作者 柏建彪 张自政 +3 位作者 王襄禹 徐营 闫帅 徐军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期16-28,共13页
高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围... 高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果良好。最后,提出了高水充填沿空留巷围岩控制技术的发展方向。 展开更多
关键词 沿空留巷 高水材料 应力控制 围岩强化 支护阻力
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沿空留巷充填区域直接顶受力状态探讨与应用 被引量：30
3
作者 张自政 柏建彪 +2 位作者 王卫军 陈勇 于宪阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1960-1970,共11页
针对综采放顶煤、复合顶板等松软破碎顶板沿空留巷直接顶稳定控制难题,根据沿空留巷顶板活动的时空特征,建立了沿空留巷充填区域直接顶弹性损伤力学模型,推导了充填区域直接顶应力分布表达式,研究了充填区域直接顶应力分布演化规律,进... 针对综采放顶煤、复合顶板等松软破碎顶板沿空留巷直接顶稳定控制难题,根据沿空留巷顶板活动的时空特征,建立了沿空留巷充填区域直接顶弹性损伤力学模型,推导了充填区域直接顶应力分布表达式,研究了充填区域直接顶应力分布演化规律,进而得到了充填区域直接顶拉应力范围和水平错动范围计算式及相应的演化规律。结果表明:充填区域直接顶受力状态受基本顶回转下沉角和直接顶损伤变量的影响,随着基本顶回转下沉角的增加,拉应力作用范围逐渐减小,水平错动范围逐渐增大。结合新元煤矿3107工作面沿空留巷的工程地质条件,提出了分区域动态加固沿空留巷充填区域直接顶的控制对策,工程应用表明,沿空留巷充填区域顶板下沉量得到了有效地控制,沿空留巷围岩稳定性较好。 展开更多
关键词 沿空留巷 充填区域 直接顶 受力状态 变分法
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软弱再生顶板巷道围岩失稳机理及其控制原理与技术 被引量：24
4
作者 王平 冯涛 +5 位作者 蒋运良 刘海 李立新 余伟健 朱永建 鲁义 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2953-2965,共13页
针对软弱再生顶板巷道围岩大变形问题,结合现场调研、室内试验、理论分析等手段研究了软弱再生顶板围岩失稳机理,并提出了针对该类围岩的控制原理、支护原则和支护技术。研究表明:软弱再生顶板具有自稳平衡拱结构,但极其不稳定。在扰动... 针对软弱再生顶板巷道围岩大变形问题,结合现场调研、室内试验、理论分析等手段研究了软弱再生顶板围岩失稳机理,并提出了针对该类围岩的控制原理、支护原则和支护技术。研究表明:软弱再生顶板具有自稳平衡拱结构,但极其不稳定。在扰动作用下快速松散、破碎,表现出局部到整体的连锁失稳特征。基于再生顶板围岩条件提出再生顶板“抛物线-半双曲线”扩展力学模型,即再生顶板平衡拱边界在纵向上以“抛物线”形式向上扩展,横向上以“半双曲线”形式延伸。巷道底臌使得两帮整体下沉或两帮肩角处破坏造成再生顶板自稳平衡拱结构不断地向围岩深部转移。根据该模型计算发现,此时棚架上的载荷增加更快。再生顶板松散范围的非线性增加使得棚架上的荷载急剧增加,围岩变形量增大,最终导致巷道整体失稳。因此,提出了“护底→固帮→控顶”的软弱再生顶板围岩控制基本原理。结合州景煤矿再生顶板巷道实际情况,通过疏干排水防止底臌、改善棚架结构加强帮、顶支撑,形成了“强化整体约束、优化棚架结构和架间协同控制”的支护原则,具体形成了“双层金属网+预支撑囧型棚架+可缩性纵向连接器”的组合支护技术,经工程试验表明该支护技术可有效控制软弱再生顶板巷道围岩初期的稳定,后期回采时建议采用“三支一体”支护体系进行加强支护,控制再生顶板围岩回采期间的稳定。 展开更多
关键词 再生顶板 破坏机理 围岩控制 组合支护
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水-力耦合作用下单裂隙灰岩三轴压缩与声发射试验及压剪断裂模型 被引量：17
5
作者 赵延林 刘强 +4 位作者 刘欢 廖健 常乐 谭涛 宋飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3855-3868,共14页
深部煤炭资源开采面临着高渗透压和高应力耦合作用的地质环境,水-力耦合作用下裂隙岩体力学行为及破裂特征研究对于揭示深部岩体失稳破裂规律有重要意义。通过在灰岩标准圆柱体试件中部预制裂隙形成单裂隙灰岩试件,采用MTS815岩石力学... 深部煤炭资源开采面临着高渗透压和高应力耦合作用的地质环境,水-力耦合作用下裂隙岩体力学行为及破裂特征研究对于揭示深部岩体失稳破裂规律有重要意义。通过在灰岩标准圆柱体试件中部预制裂隙形成单裂隙灰岩试件,采用MTS815岩石力学试验系统和PCI-2声发射监测仪,对单裂隙灰岩试件进行不同围压和裂隙水压下的常规三轴压缩试验和破裂过程的声发射监测,其中预制裂隙倾角设置分别为15°、45°和75°三种不同产状,围压分别设为10,15,20和25 MPa共4个系列,裂隙水压分别设置为0,2,4,6,8 MPa的5种工况。试验结果表明:与完整灰岩试件相比较,单裂隙灰岩试件的应力-应变曲线呈现出独特的双峰值性态:前高后低双峰型和前低后高双峰型,经历第1峰值点后,其承载结构的刚度明显下降;单裂隙灰岩的起裂、扩容和峰值强度随水压的增加存在明显的降低趋势,而随围压的增加显著提高。在相同围压和水压作用下,裂隙倾角α=75°的试件起裂、扩容和峰值强度最高,α=15°的试件次之,α=45°的试件最小;裂隙倾角和水压显著影响了单裂隙灰岩的岩石破裂过程中声发射信号变化规律。随着裂隙倾角的增大,裂隙起裂和稳定扩展阶段振铃计数变得越来越稀疏,相对于高水压下的声发射特性,在低水压作用下声发射信号更为强烈。基于试验结果建立了水-力耦合用下单裂隙灰岩的压剪断裂判据,明确了压剪参数与裂隙倾角之间的关系,并发现破裂模式与|K;/K;|存在相关性,即随着裂隙倾角增大,|K;/K;|也相应增加,压剪复合应力状态下岩石裂隙越趋向于剪切开裂。 展开更多
关键词 水-力耦合 单裂隙灰岩 压剪断裂判据 声发射 双峰应力值
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城郊矿深部工作面切顶留巷工程试验研究 被引量：17
6
作者 陈上元 赵波 +3 位作者 袁越 何满潮 郭志飚 赵菲 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期121-129,共9页
针对深部沿空留巷围岩变形剧烈、难支护的问题,基于切顶留巷技术原理,采用理论分析、数值模拟和工程试验相结合的方法,对深部切顶留巷可行性进行系统研究。通过聚能爆破切顶,可使基本顶关键块触矸点前移、触矸面积增大,提高采空区矸石... 针对深部沿空留巷围岩变形剧烈、难支护的问题,基于切顶留巷技术原理,采用理论分析、数值模拟和工程试验相结合的方法,对深部切顶留巷可行性进行系统研究。通过聚能爆破切顶,可使基本顶关键块触矸点前移、触矸面积增大,提高采空区矸石支撑系统的刚度,从而缓解实体煤帮和巷旁支护体所受压力。根据深部切顶留巷围岩变形及应力分布特征,将沿空巷道划分为超前影响区、留巷变形区和留巷稳定区3个维控区域,基于区域特点,对各个区域进行详细的方案及关键参数设计。研究成果在城郊煤矿21304工作面进行现场试验,深部围岩变形得到有效控制,留巷各项指标良好,从而验证了深部切顶留巷的可行性及所设计方案的正确性。 展开更多
关键词 深部 切顶留巷 力学分析 支护设计 工程试验
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含水层上巷道过断层围岩破坏机制及控制 被引量：16
7
作者 闫帅 柏建彪 +2 位作者 张自政 童世杰 吴明明 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期979-984,991,共7页
以任楼煤矿含水层上穿过F2断层组的中六运输大巷的安全开掘为工程背景,研究含水层上断层区巷道围岩控制技术。基于断层岩性组成,结合水文地质条件分析原岩应力、构造应力和水压等多种应力叠加特征,得到巷道开挖后围岩变形破坏规律:巷道... 以任楼煤矿含水层上穿过F2断层组的中六运输大巷的安全开掘为工程背景,研究含水层上断层区巷道围岩控制技术。基于断层岩性组成,结合水文地质条件分析原岩应力、构造应力和水压等多种应力叠加特征,得到巷道开挖后围岩变形破坏规律:巷道在断层带10 m范围内变形破坏严重,同一标高断层上盘围岩破坏范围大于下盘,在含水层上方巷道底鼓量大。确定了巷道重点支护区域和加固的关键部位,并提出该类巷道的围岩控制技术:超前注浆、喷锚注阶段加固为基础支护,再实施关键部位锚索加固和围岩注浆技术。工程实践表明,采用区域化分阶段支护技术,巷道围岩变形得到有效控制。 展开更多
关键词 断层 巷道 含水层上 围岩控制
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深井薄煤层保护层坚硬顶板破断机理及控制技术 被引量：15
8
作者 秦玄烨 张英华 +1 位作者 黄志安 高玉坤 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4010-4020,共11页
针对坚硬顶板薄煤层保护层工作面开采后上覆岩层破断机理及控制问题,以九龙矿15445野青灰岩工作面为研究对象,通过现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟试验,分析该煤层顶板结构以及顶板沉降运移规律,并对顶板岩层破断机制和开采中... 针对坚硬顶板薄煤层保护层工作面开采后上覆岩层破断机理及控制问题,以九龙矿15445野青灰岩工作面为研究对象,通过现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟试验,分析该煤层顶板结构以及顶板沉降运移规律,并对顶板岩层破断机制和开采中应力变化进行了研究。研究结果表明:15445保护层工作面开采后覆岩垮落带和裂隙带最大发育高度分别为25.67 m和32.24 m;采空区侧及上覆被保护煤层下部存在细微裂隙发育;设计的预裂爆破炮眼可对野青灰岩顶板实施定向切顶卸压,工作面每推进10 m即停产实施顶板预裂爆破,并优化保护层顶板控制距离,可使支架压力减少10~75 MPa,卸压效果显著,说明保护层开采时覆岩垮落带和裂隙带的发育高度判断是正确的,坚硬顶板控顶距过长辨识是合理的。 展开更多
关键词 采矿工程 深部开采 薄煤层 坚硬顶板 切顶卸压
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城市综合体火灾风险研究综述 被引量：14
9
作者 刘勇 施式亮 徐志胜 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2018年第1期110-114,共5页
结合城市综合体及其火灾基础理论研究,提出了城市综合体的类型和等级划分依据,将城市综合体划分为一般、中型、大型和特大型4个等别。在16个主要城市310个城市综合体调研统计的基础上,揭示了城市综合体的火灾荷载、火灾蔓延、人员疏散... 结合城市综合体及其火灾基础理论研究,提出了城市综合体的类型和等级划分依据,将城市综合体划分为一般、中型、大型和特大型4个等别。在16个主要城市310个城市综合体调研统计的基础上,揭示了城市综合体的火灾荷载、火灾蔓延、人员疏散、灭火救援方面的特点。针对城市综合体火灾,从风险管理、风险评估、消防性能化设计三个方面梳理了当前的研究进展,提出今后的研究方向和重点。 展开更多
关键词 城市综合体 火灾风险 风险管理 风险评估
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深井穿断层回采巷道围岩变形机理与稳定控制对策 被引量：15
10
作者 张自政 李树清 +2 位作者 于宪阳 李杨 雷转霖 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第1期10-16,共7页
以海石湾矿穿断层的回采巷道围岩控制为工程背景,综合运用理论计算、数值计算和现场监测的方法研究深井穿断层回采巷道围岩控制技术与对策.不同埋深条件下数值计算结果表明:深井穿断层回采巷道顶板下沉量明显大于底鼓量,近断层巷帮变形... 以海石湾矿穿断层的回采巷道围岩控制为工程背景,综合运用理论计算、数值计算和现场监测的方法研究深井穿断层回采巷道围岩控制技术与对策.不同埋深条件下数值计算结果表明:深井穿断层回采巷道顶板下沉量明显大于底鼓量,近断层巷帮变形量明显大于远断层巷帮变形,巷道变形呈现明显的非对称性特点;巷道埋深增加,浅部围岩承载能力迅速减小,尤其是近断层侧;无论掘进时期还是回采时期,深井巷道围岩破碎区和塑性区范围较浅埋深巷道增大.针对性地提出了围岩稳定控制技术方案,即"工字钢架棚支护+围岩滞后注浆加固技术+锚杆二次支护"分步联合支护的围岩稳定控制技术.巷道支护效果分析表明:围岩整体稳定已基本得到控制. 展开更多
关键词 深井巷道 穿断层巷道 滞后注浆 锚杆支护 稳定控制
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径向压缩下圆环砂岩样的力学特性研究 被引量：12
11
作者 吴秋红 赵伏军 +3 位作者 李夕兵 王世鸣 王斌 周志华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期3969-3975,共7页
为了研究径向压缩下圆环试样孔壁处的应力特征,利用厚度为34 mm,外径为50 mm的完整圆盘及不同内径(8～30 mm)的圆环砂岩试样,在巴西劈裂试验中测量孔壁的应变变化,分析试样的力学特性。试验结果表明:圆环试样的峰值载荷随着内径的增大... 为了研究径向压缩下圆环试样孔壁处的应力特征,利用厚度为34 mm,外径为50 mm的完整圆盘及不同内径(8～30 mm)的圆环砂岩试样,在巴西劈裂试验中测量孔壁的应变变化,分析试样的力学特性。试验结果表明:圆环试样的峰值载荷随着内径的增大而逐渐减少。圆盘和内径较小的圆环试样达到峰值载荷时出现了失稳破坏,载荷迅速跌落:当内径大于16 mm,圆环试样达到峰值载荷后,载荷略有下降,但是试样并没有出现失稳破坏,而是持续压缩一定时间后才破裂。圆环最弱部位拉应力不是材料参数,而是一个结构参数,且随圆环内径而变化,基于弹性理论的Hobbs公式不能用于计算岩石抗拉强度。孔壁岩石的破裂只能是达到拉伸变形极限才会破裂,不能以拉伸应力作为破坏指标。研究结果为理解岩石在压拉组合下的力学特征提供了参考。 展开更多
关键词 岩石力学 巴西劈裂试验 圆环 抗拉强度 砂岩
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动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性 被引量：12
12
作者 吴秋红 赵伏军 +3 位作者 王世鸣 周志华 王斌 李玉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期942-950,1004,共10页
深部岩体工程中,锚杆在围岩变形后处于高承载应力状态,受到爆破振动、矿震等动载荷作用后极易失效,因此,亟待研究动力扰动下锚杆的力学响应机制。基于SHPB试验平台,自行研发了一套研究锚杆动力响应的试验装置,开展动力扰动下全长黏结锚... 深部岩体工程中,锚杆在围岩变形后处于高承载应力状态,受到爆破振动、矿震等动载荷作用后极易失效,因此,亟待研究动力扰动下锚杆的力学响应机制。基于SHPB试验平台,自行研发了一套研究锚杆动力响应的试验装置,开展动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性研究。结果表明:初始动载荷作用下锚杆滑移量随着入射能的增加而增加,锚杆中应力波的波峰值随着传播距离的增加而逐渐减小,当应力波传播至锚杆最里端时,应力波峰值衰减较大;第2次动载荷后锚杆SG1处与SG2处应力波峰值差明显比第1次减小,表明动载荷下锚固界面从锚杆外端开始损伤;锚杆失效与锚固界面损伤有关,锚杆承载后初次受到动载荷的影响导致锚固界面产生损伤,损伤锚固段又受到外部载荷(如二次冲击、岩体挤压)作用时会进一步劣化,其不能抵抗围岩的变形而失效。研究结果为揭示锚杆支护失效行为,采取合理的设计与施工提供新的思路。 展开更多
关键词 动力扰动 高应力 分离式霍普金森压杆 全长黏结锚杆 力学响应
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基于支持向量机分类算法的多煤种煤自燃危险性预测 被引量：12
13
作者 张天宇 鲁义 +3 位作者 施式亮 王涛 杨帆 牛会永 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期11-17,共7页
为了高效地防治煤矿井下煤自燃,在分析现有的煤自燃预测方法的基础上,针对性地开展了基于支持向量机分类算法的煤自燃危险性预测研究.选取指标气体(氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷)、气体浓度比值(烯烷比、Graham系数)和... 为了高效地防治煤矿井下煤自燃,在分析现有的煤自燃预测方法的基础上,针对性地开展了基于支持向量机分类算法的煤自燃危险性预测研究.选取指标气体(氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷)、气体浓度比值(烯烷比、Graham系数)和煤炭种类(褐煤、长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、无烟煤)作为特征指标,危险等级作为样本标签,建立了多煤种支持向量机煤自燃危险性预测模型.使用K-CV(K折交叉验证)法和网格搜索法、遗传算法、粒子群算法相结合的方式进行参数寻优,得出由网格搜索法确定的参数的模型分类准确率最高.将测试集带入模型进行检验,得出模型分类准确率为98.26%.最后将多煤种支持向量机模型与单煤种支持向量机模型和神经网络进行对比,得出多煤种支持向量机性能最优,能够很好地适用于现场煤自燃预测. 展开更多
关键词 煤自燃 支持向量机 网格搜索法 遗传算法 粒子群算法
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深部软岩巷道围岩塑性区演化规律及其控制 被引量：10
14
作者 王平 冯涛 +3 位作者 朱永建 余伟健 任恒 黄钟 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第2期1-10,共10页
针对深部软岩巷道大变形的问题,采用理论分析、数值模拟以及工程试验等手段从巷道围岩塑性区演化规律探讨围岩控制原理.研究发现:深部高地应力软岩巷道塑性区轴比与应力集中之间的恶性循环,造成巷道围岩非均匀大变形,这是导致巷道失稳... 针对深部软岩巷道大变形的问题,采用理论分析、数值模拟以及工程试验等手段从巷道围岩塑性区演化规律探讨围岩控制原理.研究发现:深部高地应力软岩巷道塑性区轴比与应力集中之间的恶性循环,造成巷道围岩非均匀大变形,这是导致巷道失稳的主要原因.控制巷道塑性区最大半径方向上的围岩变形,这是关键,提出了"强化最大破坏深度围岩强度,强力控制关键区域巷道表面变形,支护结构协同控制,支护-围岩协同变形"的"两强两协同"围岩控制原理.基于该原理,设计以"可缩性桁架锚索+锚杆(索)"为核心的深部软岩巷道围岩协同控制方案,经工程试验表明该方案可有效地改善巷道围岩的大变形. 展开更多
关键词 深部软岩巷道 塑性区轴比 控制原理
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固体充填回收房式煤柱塑性区及应力演化特征 被引量：9
15
作者 安百富 余伟健 +1 位作者 吴根水 王彩龙 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期609-616,共8页
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... 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。 展开更多
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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高速公路瓦斯隧道煤层超前探测与瓦斯检测方法 被引量：10
16
作者 赵训 李树清 黄飞 《公路工程》 北大核心 2019年第4期163-168,173,共7页
高速公路瓦斯隧道揭煤时有较大煤与瓦斯突出危险,然而国家目前未出台相关技术标准。为了防止瓦斯事故的发生,加强对高速公路瓦斯隧道煤层的探测和瓦斯的检测是至关重要的。以鱼塘梁子隧道为工程实例,参照煤矿和铁路隧道的相关瓦斯技术规... 高速公路瓦斯隧道揭煤时有较大煤与瓦斯突出危险,然而国家目前未出台相关技术标准。为了防止瓦斯事故的发生,加强对高速公路瓦斯隧道煤层的探测和瓦斯的检测是至关重要的。以鱼塘梁子隧道为工程实例,参照煤矿和铁路隧道的相关瓦斯技术规范,结合高速公路隧道煤岩层赋存与施工工艺等特点,制定了地质编录与超前钻孔相结合的煤层探测方法,并准确探测出了鱼塘梁子隧道内的煤层分布状况;采用瓦检仪现场测试与实验室色谱分析测定相结合的方法来检测隧道瓦斯浓度,现场测试获得隧道回风流中CH4浓度为0%,实验室色谱分析结果获得CO2浓度为0.0804%~0.1181%,CH4浓度为0.0047%~0.0358%,有害气体CO浓度为0.0003%~0.0007%,现场测试与实验室测定的结果表明:CH4成分远小于报警浓度1%,且CO2和CO浓度远小于规程的最高允许浓度,表明这些少量的气体对隧道的施工安全不影响。 展开更多
关键词 高速公路 瓦斯隧道 煤层与瓦斯 地质编录 超前探测
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翟镇煤矿智慧矿山生产模式研究与实践 被引量：10
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作者 周楠 郑永胜 +3 位作者 程敬义 安百富 张卫清 孙凯 《矿业工程研究》 2019年第1期1-12,共12页
针对翟镇煤矿井下综采装备落后、生产效率低、矿井运行体系复杂的问题,提出了智慧矿山生产模式,围绕煤矿八大系统,建立了智慧生产系统评价模型,分析了智慧矿山建设中八大系统的权重.在翟镇煤矿研究应用了采煤工作面无人化开采智能集控... 针对翟镇煤矿井下综采装备落后、生产效率低、矿井运行体系复杂的问题,提出了智慧矿山生产模式,围绕煤矿八大系统,建立了智慧生产系统评价模型,分析了智慧矿山建设中八大系统的权重.在翟镇煤矿研究应用了采煤工作面无人化开采智能集控技术、掘进工作面智能化自动控制技术、矿井运输系统无人化巡检及自动控制技术、矿井生产保障系统自动化控制技术、基于数据融合的安全检测智能控制技术及智慧矿山综合信息平台与手机APP软件等,形成了智慧生产系统关键技术体系.实践证明,翟镇煤矿智慧矿山建设后,采煤效率提高了35%,掘进效率提高了30%,辅助系统高度智能、安全监控系统更加可靠,单班下井人数减少了115人,实现了煤矿生产的少人化和自动化,为我国智慧矿山建设提供了理论与技术借鉴. 展开更多
关键词 智慧矿山 生产模式 自动控制 安全监控 无人化
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基于单元安全系数法的浅埋隧道三台阶法开挖进尺优化 被引量：9
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作者 彭学军 张道兵 +1 位作者 尹华东 李永鑫 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第31期13973-13979,共7页
为进一步研究浅埋隧道三台阶法开挖进尺问题,以鹅岭隧道为工程背景,采用FLAC_(3D)有限差分法数值模拟软件建立了隧道三维稳定性分析模型,模拟了4种开挖方案,并引入单元安全系数法,计算了隧道围岩各区域的安全系数,分析了隧道围岩潜在的... 为进一步研究浅埋隧道三台阶法开挖进尺问题,以鹅岭隧道为工程背景,采用FLAC_(3D)有限差分法数值模拟软件建立了隧道三维稳定性分析模型,模拟了4种开挖方案,并引入单元安全系数法,计算了隧道围岩各区域的安全系数,分析了隧道围岩潜在的破坏形式,确定了三台阶法合理的开挖参数。通过对比分析围岩的安全系数、位移、应力、塑性区可得,上台阶开挖长度越长,中、下台阶开挖以及前方土体对隧道工作面的挤压越小,越有利于隧道开挖面的稳定性;而台阶越长,支护间隔越长,支护效果就越差,安全系数就越小,隧道围岩的失稳风险就越大。在施工过程中,隧道最危险的部位为拱脚与拱底处,建议采取方案一进行开挖,各台阶之间为不同步开挖,且预留核心土,上台阶开挖长度宜为5~10 m,开挖进尺宜为0.5~0.6 m。 展开更多
关键词 浅埋隧道 三台阶法 单元安全系数法 开挖进尺 围岩稳定
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大断面公路隧道穿越构造煤层瓦斯抽放技术研究 被引量：8
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作者 龙港 黄飞 +4 位作者 李树清 朱云涛 戎有龙 罗太有 刘勇 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S01期486-492,共7页
为有效降低隧道煤层的瓦斯含量,消除隧道揭煤施工的突出危险,以兰海国家高速公路重庆至遵义段某公路隧道为工程依托,采用超前钻探的方法准确探测煤层的赋存情况与隧道揭煤掌子面前方的局部地质构造特征;在此基础上确定钻孔的有效抽放半... 为有效降低隧道煤层的瓦斯含量,消除隧道揭煤施工的突出危险,以兰海国家高速公路重庆至遵义段某公路隧道为工程依托,采用超前钻探的方法准确探测煤层的赋存情况与隧道揭煤掌子面前方的局部地质构造特征;在此基础上确定钻孔的有效抽放半径与瓦斯抽放控制范围,并对局部构造煤层抽放钻孔进行加密布置;最后采用顶板穿层钻孔预抽煤层瓦斯技术进行瓦斯抽放,并对抽放效果和区域防突措施进行检验。结果表明:该隧道瓦斯抽放效果良好,区域防突措施效果显著。 展开更多
关键词 大断面公路隧道 构造煤层 瓦斯抽放 防突措施 抽放半径
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西部矿区覆岩-煤柱群失稳临界时间节点研究 被引量：8
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作者 安百富 齐文跃 +3 位作者 兰立信 梅贤丞 周泽 唐湘隆 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期397-403,共7页
为分析覆岩-煤柱群回收前的稳定性,采用数值模拟软件Flac3D分析了煤柱蠕变期间塑性区发育及内部应力分布形式的演化特征,发现:蠕变过程分为快速变形、缓慢变形及加速失稳3个阶段,并总结出了不同阶段塑性区发育和内部应力分布形式的对应... 为分析覆岩-煤柱群回收前的稳定性,采用数值模拟软件Flac3D分析了煤柱蠕变期间塑性区发育及内部应力分布形式的演化特征,发现:蠕变过程分为快速变形、缓慢变形及加速失稳3个阶段,并总结出了不同阶段塑性区发育和内部应力分布形式的对应关系;在分析覆岩和煤柱相互作用的基础上,建立了弹性地基薄板模型,推导出了顶板变形、煤柱受力与煤柱塑性区发育范围之间的计算方程组,揭示了覆岩-煤柱群减弱至失稳的动态变化特征;给出了覆岩-煤柱群体系失稳临界时间节点判据和方法,并结合工程算例进行了分析。 展开更多
关键词 覆岩-煤柱群 内部应力分布形式 弹性地基薄板 煤柱塑性区 失稳临界时间节点
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