作者:梁涛; 刘晓丽; 王思敬 期刊:《煤炭学报》 2019年第12期
采用水岩相似材料模拟试验研究了不同荷载、岩层性质及开采速度等因素影响下煤层开采后覆岩垮落及裂隙演化特征。基于分形理论,得到了采动裂隙随开采进程在采煤工作面不同分区内的分形演化规律,并根据采动裂隙分布推导了裂隙岩体分形渗流公式,得到了渗透系数随开采进程及裂隙扩展的关联性演化规律及其相应的理论公式。在此基础上,利用大型相似材料物理模型试验,通过对采动影响下上覆岩层垮落后的裂隙网络物理模型进行钻孔电视成像,...
作者:邱春亮; 赵鹏翔; 王绪友; 刘殿福; 张雪涛; 安学东; 杨俊生 期刊:《西安科技大学学报》 2018年第03期
为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿(4-5)04工作面实际情况,应用物理相似模拟实验的方法,研究了工作面采动覆岩"三带"分布特征及覆岩裂隙分布特征规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯的方法,并对抽采效果开展实时观测与分析。结果表明:通过物理相似模拟实验,得到(4-5)04工作面覆岩"三带"高度,上覆岩石裂隙分布范围,工作面初次来压、周期来压步距,裂隙区在切眼、工作面及进回...
作者:魏国营; 王泽华; 贾天让 期刊:《河南理工大学学报·自然科学版》 2020年第02期
为了研究蠕变条件下煤体内部裂隙演化规律对其渗透率和瓦斯抽采效率的影响,本文以焦作赵固二矿原煤为研究对象,采用三轴压缩蠕变试验及工业CT扫描技术,运用MATLAB软件对图像进行均衡化二值处理,研究不同载荷条件下煤样内部裂隙的分布特征及演化规律。结果表明:煤样内部裂隙分布受主裂隙控制且分布不均;随着载荷增加和时间的延长,煤样内部裂隙体积占煤样体积百分比有所增加;裂隙不仅变宽而且逐渐贯穿煤样,主裂隙附近还会衍生多条新...
作者:王思栋; 朱宗磊; 杨斌 期刊:《煤矿安全》 2019年第10期
为了探究深部巷道围岩裂隙随着巷道掘进的时空演化规律,以滨湖煤矿16112材料巷道为工程背景,利用ZKXG30钻孔成像仪,在巷道掘进过程中,对巷道顶板及帮部煤岩体进行钻孔探测;定量化分析顶板钻孔煤岩体结构面分布特征,对不同位置顶板破碎情况进行评价,获得了16#煤层巷道围岩裂隙时空演化规律。结果表明:随着巷道掘进,围岩松动圈呈现初期扩展,后期缩小的发展态势;掘后0~250 m范围内围岩松动圈扩展,250 m左右松动圈扩展到最大;250~650 m...
作者:张凯文; 王连国; 陆银龙; 张扬 期刊:《煤炭技术》 2018年第04期
研究真三轴应力状态下岩石的变形破坏过程对于揭示地下工程岩体灾变机理具有十分重要的理论意义和指导价值。基于岩石真三轴应力状态下的实验结果,运用颗粒流离散元程序PFC3D建立了岩石真三轴数值计算模型,模拟真三轴加载过程中岩石的损伤与破裂演化过程,分析了真三轴状态下岩石的损伤、破坏特征。
煤体采动导致煤层原始平衡应力发生变化,引起工作面前方支撑压力发生变化,使其上覆岩层发生失稳变形,形成采动应力分布的不同影响区。通过RFPA数值模拟软件,对工作面推进过程中覆岩裂隙动态演化规律进行模拟,得出覆岩随工作面推进的垮落高度及来压步距,同时得到采动影响下煤层底板应力变化与横三区及支撑压力峰值的变化规律。
作者:张纪星; 师修昌 期刊:《中国地质灾害与防治学报》 2019年第05期
浅埋采空区下远距离煤层开采覆岩破坏直接影响本煤层工作面安全开采和上覆采空区稳定性。针对神东矿区大柳塔煤矿开采实际,采用相似模拟试验、数值计算和现场实测方法研究了2^-2煤采空区下伏的5^-2煤层开采覆岩运动及裂隙发育规律。研究结果表明,大柳塔煤矿5^-2煤层一次采全高开采,覆岩裂隙带贯穿层间岩层导通2^-2煤采空区,层间岩层的破断会诱发上覆岩层大面积垮落,工作面出现强烈的矿压显现,同时加剧了上覆采空区围岩结构失稳及地...
作者:张平; 王登科; 曾凡超 期刊:《中国现代教育装备》 2019年第15期
简要分析了高校实验课教学现状,并探索提出以先进仪器设备促进专业实验教学体系建设的思路,介绍了CT(电子计算机断层扫描)技术在实验教学中的优势,规划了CT技术在煤岩裂隙演化实验课程教学中的应用途径。对健全安全工程专业实验教学体系和改善高等学校实践教学育人环境均有积极的推动作用。
作者:肖家平; 窦礼同; 史长胜 期刊:《煤矿安全》 2019年第02期
基于潘二煤矿A3煤和B4煤开采地质条件,建立了A3煤远程上行卸压开采数值模拟试验模型,研究了开采参数对远程上行卸压开采应力-裂隙演化特征影响。通过改变模型开采参数,获得了采厚与面长对远程上行卸压开采应力场、位移场分布的影响规律。研究结果表明,下部卸压煤层的开采厚度是影响上覆岩层移动破坏及裂隙发育高度的根本因素。随着采厚的增大,垮落带与断裂带的发育高度也随之增大,卸压范围随之增大;开采面长对于上行卸压开采卸压范...
作者:许国胜; 李回贵; 关金锋 期刊:《煤矿安全》 2018年第04期
鉴于水体下开采采动裂隙发育规律对井下安全性评价的重要作用,以水库下综放开采为工程背景,采用关键层理论、组合岩梁理论,并采用相似模拟物理试验手段,研究了覆岩的破断规律,以及在覆岩组合岩层及关键层破断过程中,岩层垂直位移、导水断裂带发育高度以及覆岩裂隙网络的演化规律。研究结果表明:主关键层垮落前后,观测线采空区中部测点的下沉曲线斜率较大,岩层垂直方向上下沉剧烈;导水断裂带发育高度曲线随着覆岩岩层组合周期性垮...
作者:李树刚; 魏宗勇; 林海飞; 赵鹏翔; 肖鹏; 郝昱宇 期刊:《煤炭学报》 2019年第01期
为进一步解决煤与瓦斯共采模型实验研究手段不足的问题,自主研制了一套煤与瓦斯共采三维大尺度物理模拟实验系统。该系统采用模块化设计,高度集成机、电、液、气于一体,主要由大尺度箱体(3. 0 m×2. 5 m×1. 8 m)与基座、自动液压开采、柔性加载、自动通风、瓦斯抽采、瓦斯注入以及综合数据采集与控制等7个子单元构成。按几何相似比1∶100计,加载单元可模拟最大采深2 105 m,开采单元可模拟采高0~12 m以及推进距离200 m;通风单元可模...
作者:郭军杰; 程晓阳 期刊:《中国安全生产科学技术》 2018年第02期
为了研究循环载荷下的煤体裂隙演化特征,在不同应力水平和不同频率条件下分别进行煤样破坏力学及声发射试验。结果表明:应力-应变曲线呈疏-密-疏的变化特征,对应的振铃数柱状图呈U型;上限应力点的应变值、累积能量、撞击计数均随循环次数增加而上升,曲线呈倒S型;煤裂隙演化经历了原始裂隙闭合、新生裂隙稳定发育和裂纹贯穿破坏等3个不同阶段;循环载荷的应力水平和加载频率对煤体疲劳寿命的影响具有差异性,对煤体裂隙演化和破坏模式...
作者:刘佳佳; 杨明; 张俊伟; 王丹 期刊:《中国安全科学学报》 2017年第10期
为揭示层理构造对煤体裂隙演化与瓦斯渗流特性的影响机制,优化基于层理构造的瓦斯抽采设计,保障煤矿安全高效生产,利用RFPA2D-Flow软件,在煤体中预制斜交、垂直和平行层理裂隙面的基础上,分别对不同层理煤体的裂隙演化特征、声发射分布规律及瓦斯渗流压力场进行模拟研究,并与试验结果对比。结果表明:不同层理煤样均以剪切破坏为主,但最终破坏形态有明显差别;斜交层理煤样在3条预制层理的中间1条处破坏最明显,而垂直、平行层理煤样...
作者:张建国 期刊:《中国矿业大学学报》 2017年第05期
以平煤股份公司十二矿超千米埋深己14-31050采面为测试基地,基于现场原位监测以及三维数值模拟,研究了沿空留巷采动条件下千米深井煤岩采动应力特征及采动裂隙演化规律.研究结果表明:平煤超千米巷道的采动影响范围明显较浅部增大,整体影响范围约为70m左右,采动应力峰值在距离采面10~30m,钻孔应力和锚杆应力均呈现阶段式演化特征;在距采面70m时,采动裂隙分维随采面推进快速增长并保持较高水平,煤岩易出现由初始破碎带与采动裂隙贯通...
作者:肖旸; 周一峰; 马砺; 鲁军辉 期刊:《煤矿安全》 2017年第03期
为了明确煤体裂隙演化过程中温-压耦合作用机理及裂隙产生本质,分析了温度、压力、温-压耦合作用对煤体破裂的影响,将损伤理论和破裂准则相结合,建立煤体裂隙演化的温-压耦合模型,从理论和数学关系上进行了说明,指出了煤体在温-压耦合下先损伤后遵循破裂准则表现的本质。
作者:宋白雪; 陈立; 张发旺; 陈亮; 李华耀 期刊:《工程勘察》 2017年第01期
为研究煤层上覆岩层在采动影响下裂隙的演化规律,通过室内相似材料模拟实验模拟了上覆岩层裂隙演化的全过程。运用分形理论方法,从煤层开采进度、裂隙倾角演化以及区域裂隙分布特征等角度定量分析了采动过程中、采动结束后上覆岩层裂隙的演化规律。研究结果表明:随着工作面的推进,分形维数随采距的推进呈现升维阶段一降维阶段一平稳变维阶段三个阶段的变化特征。根据采动后上覆岩层裂隙场分形维数大小对采煤区域的影响,将采动...
作者:李树刚; 丁洋; 安朝峰; 李昊天; 蔚晓雯 期刊:《采矿与安全工程学报》 2016年第05期
采用物理相似模拟实验及理论分析,研究单层开采和重复采动条件下覆岩移动、裂隙分布与演化规律、支承压力分布特征及采动裂隙椭抛带形态。研究结果表明,上覆岩层在重复采动条件下,形成破断裂隙和离层裂隙,两者联通后在空间形成不同于单层煤开采的覆岩裂隙椭抛带展布;下层煤回采期间,随工作面的推进,工作面附近的应力峰值与煤壁距离保持相对稳定的状态;在重复采动双重卸压条件下,覆岩裂隙经历了产生、扩张、压实、再扩张、再压实等5...
作者:王志国; 李跃龙; 王梅; 李柱营 期刊:《金属矿山》 2016年第08期
利用TAW-3000电液伺服岩石三轴试验机和PCI-II声发射监测系统对以研山铁矿东帮卵石制作的帷幕体试块进行不同围压三轴压缩条件下的声发射(AE)测试,结合声发射空间定位、AE事件能率对不同应力阶段帷幕体裂隙空间演化规律进行了分析,并对分形维数的变化规律进行了研究。试验结果表明:围压越大,帷幕体试块的抗压强度越高,到达峰值荷载所用时间越多,对应的时间-应力曲线的曲线上升段越长、曲率越小,帷幕体塑性特征越明显,累计AE定位...
作者:赵保太; 林柏泉; 林传兵 期刊:《采矿与安全工程学报》 2007年第02期
为了揭示三软不稳定煤层采动影响下上覆岩层裂隙场分布及演化规律,采用实验室相似模拟的方法,研究了新峰矿务局四矿二1煤层采动裂隙场的变化规律.通过监测顶底板中应力变化和岩层的位移变化,研究了煤层开采过程中上覆岩层结构形态和岩层移动规律,得出了上覆岩层在采动影响下裂隙场的横向三区和纵向三带的分布范围以及裂隙的发展演化规律,研究结果对该矿瓦斯治理具有重要的指导意义.
作者:柏立田; 张兴阳; 徐钧 期刊:《煤炭工程》 2010年第09期
在煤矿生产中,泥岩顶板巷道围岩力学性质差、裂隙发育,且遇水或失水后,巷道变形破坏严重,极易发生冒顶事故,给矿井的安全生产带来隐患。文章针对某矿首采3212工作面的运输巷和回风巷的具体条件,对巷道维护状况进行现场调研,指出围岩力学性质差、顶板存在含水层、地质构造异常和支护不合理是巷道失稳的主要原因;通过钻孔窥视的研究手段得出巷道顶板围岩裂隙演化具有非均匀性和阶段性。提出了通过高预紧力高性能锚杆抑制围岩初期的松...