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深部高应力区段煤柱留设合理性及综合卸荷技术

作者：祁和刚; 于健浩 刊期：2018年第12期

为避免深部矿井高应力煤柱对巷道产生的不利影响,基于塑性滑移场理论、极限平衡理论,结合数值模拟方法,以葫芦素矿井2-1煤首采区为背景,研究区段煤柱集中载荷作用下底板承压破坏范围及其对巷道围岩稳定性的影响程度。结果表明:目前葫芦素2-1煤留设的30m区段煤柱在侧向支承压力作用下对底板岩层的影响较大,其承压破坏带覆盖整个巷道底板范围,造成...

煤岩组合体峰后渐进破坏特征与非线性模型

作者：左建平; 宋洪强; 陈岩; 李彦红 刊期：2018年第12期

利用煤岩组合体的单轴和三轴压缩试验结果,基于轴向裂纹应变,分析了其峰后渐进破坏特征。在此基础上,通过将峰后阶段的煤岩组合体概念化为裂纹体和基体两部分,建立了考虑自然应变的裂纹体在峰后裂纹贯通阶段的本构模型,然后考虑基体的弹性变形,最终得到煤岩组合体峰后阶段的非线性应力-应变关系。实例验证表明,该模型能较好地反映煤岩组合体峰后...

长边两侧采空(煤柱)弹性基础边界基本顶薄板初次破断

作者：陈冬冬; 谢生荣; 何富连; 曾俊超; 谢福星; 程琼 刊期：2018年第12期

建立长边两侧采空(煤柱)与短边两侧弹性基础边界基本顶板结构力学模型,根据薄板主弯矩破断准则并结合偏微分方程有限差分算法计算研究了基本顶破断的影响因素及权重关系。得到:①c1与c2煤柱的支撑系数kc1,kc2及宽度Lc1,Lc2不仅显著影响基本顶在两侧煤柱区的主弯矩大小及位置且显著影响短边区及中部区主弯矩大小及位置;②基本顶的弹性模量E与厚度...

采动影响下断层面离层空间产生及其对开采空间传递作用分析

作者：于秋鸽; 张华兴; 邓伟男; 邹友平 刊期：2018年第12期

当工作面上覆岩层中含有断层时,地表下沉规律与不含断层时具有显著差别。为了研究断层对开采空间传递的作用,利用空间守恒,通过理论推导发现工作面开采会使断层面产生离层空间,断层对开采空间传递具有增大效应并利用数值模拟进行了验证。研究结果表明:增大的开采沉陷空间主要来自于断层面离层空间;关键层下部软弱岩层在断层面的离层空间主要来自...

考虑应变软化和扩容的圆形巷道围岩强度准则效应

作者：潘继良; 高召宁; 任奋华 刊期：2018年第12期

近直立煤层水平分段开采夹持煤体型冲击机理及防治

作者：李安宁; 窦林名; 王正义; 解嘉豪; 王永忠 刊期：2018年第12期

针对目前近直立特厚煤层水平分段开采条件下动力灾害发生的现状,综合运用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了顶底板和煤体3者形成的结构并建立力学模型,认为近直立煤层在顶底板两侧均受到支承压力的夹持挤压,正是这种夹持力构成了冲击力源,经过力学推导,得出表征力源集中程度和发展趋势的关系式。采用数值模拟方法分析了开采后夹持煤体的应力...

基于应力梯度理论的锚杆合理预紧力

作者：文志杰; 张瑞新; 杨涛; 陈连军; 蒋宇静; 谭云亮; 陈结; 陈艾 刊期：2018年第12期

巷道围岩的稳定性不仅与岩体强度有关,还与围岩应力场梯度密切相关。为研究锚杆在巷道围岩支护中合理支护强度的确定方法,在特定的地质条件中提出合理的预紧力,以连续损伤力学模型为基础并引入材料力学领域中的应力梯度理论,推导出了考虑围岩塑性区与弹性区交界面处的平衡方程和边界条件,建立了基于Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager准则以及Hoe...

大倾角大采高综采工作面支架受载与失稳特征分析

作者：罗生虎; 伍永平; 解盘石; 王红伟; 刘宝恒; 李昂 刊期：2018年第12期

对支架的稳定性控制是大倾角大采高煤层安全、高效开采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,基于现场监测对覆岩破断运移规律和支架受载特征分析的基础上,通过理论分析系统研究了采高和工作面顶板运移对支架受载与失稳特征的影响。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,顶板运移的幅度和剧烈...

考虑中间主应力和软化的圆形隧道围岩弹塑性分析

作者：王凤云; 钱德玲 刊期：2018年第12期

为研究中间主应力在圆形隧道围岩承载力所发挥的作用,根据统一强度理论和塑性增量的非相关性流动法则,提出了考虑中间主应力影响的应变软化围岩特征曲线的有限差分计算方法,并通过实例验证该方法的正确性。由于围岩的力学模型对特征曲线的影响较大,采用3种不同力学模型——弹塑性模型、弹脆性模型和应变软化模型,分别研究了中间主应力和支护力对...

裂隙数量和开度对低强度岩体力学特性及破坏模式的影响

作者：王艳磊; 唐建新; 代张音; 易婷; 李欣怡 刊期：2018年第12期

采用MTS815电液伺服控制试验机对不同裂隙数量和不同裂隙开度条件下的低强度岩体试件进行常规单轴压缩试验,基于试验结果,详细分析了每种类型裂隙试件的应力-应变曲线、强度、变形参数及破坏模式。研究结果表明:①裂隙数量可使试件应力-应变曲线的峰后破坏阶段由快速下跌转变为台阶式下跌,最后变为水平延伸式缓慢下跌,呈近似塑性流动变形破坏,相...

不同距离应变片测定Ⅰ型动态应力强度因子对比试验研究

作者：李清; 于强; 徐文龙; 田秋实; 王晓东 刊期：2018年第12期

基于线弹性断裂力学理论,采用应变片法开展了冲击动荷载作用下的三点弯曲试验,探讨距扩展裂纹不同距离的应变片测定Ⅰ型应力强度因子的差异。当应变片与扩展裂纹成特定锐角和钝角时,采用与裂纹扩展速度和应变片的位置相关的二项式表征裂纹尖端附近应变场,并结合理论解析和试验实测的应变与裂纹扩展时间曲线,推导得到了应力强度因子计算公式。同...

一种新的表征岩石节理粗糙度指标系统

作者：班力壬; 戚承志; 单仁亮; 陶志刚; 姜宽; 程阳 刊期：2018年第12期

基于长方体微凸体两种破坏模式提出了等效高差概念来反映微凸体几何参数对剪切强度贡献比例。不同剪切方向的等效高差分布不同可反映节理剪切方向性。进而提出了基于等效高差的节理三维粗糙度指标系统,其中平均等效高差表征了不同破坏形式的微凸体对强度的贡献,也可反映节理面的起伏方向性;分形维数表征了不同尺度粗糙度的关系,可从尺度上全面描...

单轴加卸载作用下井壁混凝土能量演化机理

作者：刘娟红; 周昱程; 纪洪广 刊期：2018年第12期

针对深部地下工程条件的结构混凝土过早失效,易在高应力集中区产生类似“岩爆”现象的破坏等问题,通过不同种类混凝土单轴加卸载和声发射试验,研究典型种类混凝土的能量耗散和释放过程。结果表明:C70钢纤维混凝土和非蒸养型超高性能混凝土(UHPC)的滞回环更加趋于饱满,耗能能力更强。C70普通混凝土易积聚能量,在达到峰值强度时,储存的能量突然间...

冻融循环下煤渣改良土的强度及屈服特性

作者：张向东; 任昆 刊期：2018年第12期

为研究煤渣改良土强度及屈服特性,通过不同冻融循环次数下的三轴试验,获得了配合比及冻融循环次数对煤渣改良土强度特性及屈服面的影响。通过引入配合比影响因子及冻融次数影响因子对改良土屈服面的表达形式进行了修正,推导了改良土的双屈服本构关系。研究表明:随着煤渣掺量的提高,改良土的黏聚力先增大后减小,内摩擦角稍有增加。剪应变屈服面及...

优化分段Knothe时间函数求参方法

作者：张兵; 崔希民; 赵玉玲; 李春意 刊期：2018年第12期

针对优化分段Knothe时间函数的参数求取问题,给出了2种求参方法:①以本矿区,或地质、采矿条件相似矿区的地表监测资料为基础,提出了“反算时间函数对比求参法”,给出了详细的参数求取流程,该法直观、易操作,且具有通用性,可用于其他时间函数的参数求取;②以采空区达到充分采动尺寸时的地表沉陷规律,及相应概率积分参数为基础,推导了时间参数的“...