国家自然科学基金(50874103)
- 作品数：60 被引量：933H指数：16
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- 相关机构：中国矿业大学山西大同大学安徽理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学天文地球交通运输工程更多>>
- 大倾角煤层巷道变形破坏机理与支护对策研究被引量：55
- 2011年
- 基于大倾角煤层巷道围岩破坏特征现场探测信息,建立了不同岩层倾角下巷道围岩变形破坏的数值计算模型,研究了大倾角煤层巷道围岩非对称变形破坏机制,得出围岩变形破坏的关键部位.在此基础上,提出大倾角煤层巷道围岩关键部位非对称耦合支护对策.结果表明:随着岩层倾角增加,巷道围岩变形破坏表现出明显的非对称性,通过对围岩变形破坏的关键部位进行非对称耦合支护,能够有效地实现支护与围岩之间变形协调,显著地控制围岩的非对称变形破坏.
- 张蓓曹胜根王连国陆银龙
- 关键词：煤层巷道耦合支护
- 采动影响下陷落柱渗流特征分析被引量：3
- 2012年
- 为了研究工作面靠近过程中,陷落柱内应力的变化规律及其影响下陷落柱的渗流特征,基于FLAC3D流固耦合模型,建立了2种数值分析模型,对比分析了工作面附近应力变化对陷落柱的应力场以及渗流场的影响,结果显示:陷落柱先后处于工作面超前支撑压力和卸荷区范围内,导致其应力先增大后减小,从而引起渗流场的变化;承压水在陷落柱内逐渐消耗,水头处压力为0;陷落柱贯穿煤层较隐伏于底板下,工作面距含水层更近,柱体受采动影响大,水头发育较高,实际工程中应加强这种情况下的监测和防范。
- 欧苏北王连国
- 关键词：陷落柱采动影响渗流场应力场流固耦合
- 动压影响下陷落柱破裂机理研究被引量：1
- 2012年
- 为研究采场动压对陷落柱裂隙带的扰动破坏机理,采用FLAC3D程序模拟裂隙带内水平应力变化及塑性区分布随工作面推进时的规律。数值模拟结果表明,陷落柱周边裂隙带内的裂隙受开采影响极易发生扩展贯通,进而诱发矿井突水事故。分析结果表明,裂纹因所受水平地应力变小而发生扩展与贯通,从而使裂隙带成为矿井导突水优势通道。
- 邢松涛王连国侯化强
- 关键词：陷落柱裂隙带动压数值模拟
- 采动对陷落柱裂隙带发育影响机理研究被引量：1
- 2012年
- 为研究采动影响下陷落柱周边裂隙带的破坏机制,对其展开力学分析,并利用FLAC3D软件对这一过程进行数值模拟。模拟结果表明,陷落柱周边裂隙在采动影响下极易发生扩展贯通,进而导致矿井突水。分析模拟结果,认为采动对周边裂隙带影响的力学机理是裂纹因所受水平地应力变小而发生起裂扩展,从而使陷落柱周边裂隙带成为矿井导突水事故易发生的地带。霍州地区某矿10#煤层开采过程所揭露的x-187-08陷落柱的实例,分析结果证实了该结论。
- 邢松涛王连国侯化强
- 关键词：陷落柱裂隙带煤矿突水数值模拟
- 高应力复杂煤层沿空巷道锚注支护数值模拟研究被引量：27
- 2009年
- 为了扭转高应力复杂地质条件下沿空巷道难以支护的现状,结合桃园煤矿1036工作面沿空巷道具体地质条件和支护工程实践,采用数值模拟软件UDEC建立了离散单元计算模型,分析比较了高应力复杂煤层沿空巷道采用U29型钢支护方案和锚注联合支护方案巷道围岩的应力和位移的分布及变化规律.结果表明,锚注联合支护方案,通过注浆将破碎围岩胶结成整体,改善围岩的结构及其物理力学性质,提高了围岩的强度,从而使围岩本身作为支护结构的一部分,承载能力得到了提高,围岩应力分布更趋合理,有效地控制了高应力复杂煤层沿空巷道的大变形,是解决该类巷道支护问题的有效途径.
- 王连国张志康张金耀黄超
- 关键词：复杂煤层沿空巷道数值模拟
- 近距离煤层综采工作面合理停采煤柱研究被引量：9
- 2012年
- 借助弹塑性力学对综采工作面超前支撑压力显现及顶板运动规律进行了分析,在此基础上,采用动态方法对某矿近距离煤层下层煤开采时综采工作面的合理停采线位置进行了研究。结果表明:合理煤柱动态宽度应为79.32～82.38 m;研究成果为工作面的正常搬迁及采掘接替提供了保障,产生了一定的经济效益。
- 罗吉安王连国张新亮侯化强邢松涛
- 关键词：综采工作面支承压力周期来压
- 基于粒子群组合神经网络的原岩应力预测研究
- 2012年
- 【目的】建立原岩应力准确预测方法,为岩石力学研究及地下岩土开挖工程设计与施工提供参考。【方法】充分利用区域实测原岩应力数据资料,选取岩石埋藏深度、岩石类别等参数作为原岩应力的评判指标,在分析基于群体智能(GI)的粒子群优化算法(PSO)和BP神经网络算法特点的基础上,提出一种新的组合训练方法,建立了PSO-BP组合人工神经网络模型,并对原岩应力进行实际算例预测。【结果】PSO-BP组合人工神经网络模型整体工作性能优良,研究区域原岩应力场最大主应力、最小主应力、垂直应力的网络输出与目标输出相关程度较高,相关系数分别为0.994 0,0.997 0,0.992 0,该组合模型基本可以预测研究区域原岩应力场的分布规律。【结论】应用建立的PSO-BP组合人工神经网络模型可以进行原岩应力的准确预测,对岩体初始应力研究和地下工程设计具有一定的指导意义。
- 高峰王连国
- 关键词：原岩应力粒子群算法
- 采动底板附加应力计算及其应用研究被引量：34
- 2011年
- 为了研究煤层采动后的底板应力分布规律和变形破坏规律,利用弹性理论,以应力增量的形式,采用数学分析软件MATHCAD求得底板下任一点的附加垂直应力、水平应力以及剪应力.绘制了底板附加应力分布云图,并根据摩尔库伦准则,将求得的附加应力换算成主应力,代入岩石强度指数进行底板破坏深度预测,且用水力测试法对桃园煤矿1022工作面底板破坏深度进行了现场测试.计算结果表明:在工作面煤壁附近区域,附加应力集中,其值随着底板深度的增加而逐渐减小,由理论计算出的底板破坏深度数值与现场实测数值误差为12%,可靠性比较高.这可为带压开采下煤层突水的治理提供理论依据.
- 张华磊王连国
- 关键词：采动突水
- 破碎岩体巷道变形破坏特征的数值模拟研究被引量：17
- 2011年
- 为了研究岩体节理裂隙分布规律对巷道围岩稳定性的影响,依据概率与统计理论建立了破碎岩体结构面产状、规模和密度的概率模型,并运用Monte-Carlo随机模拟方法生成了可以描述和表征破碎岩体及其裂隙结构信息的二维结构面网络模型.在此基础上,建立了破碎岩体条件下巷道围岩结构的离散元数值计算模型,分析了块状型和破碎型围岩的应力状态、塑性区分布以及变形特征.研究结果表明:岩体结构面分布的尺度和规模对巷道围岩的应力状态有较大影响,破碎型围岩的承载能力明显低于块状型围岩;破碎岩体变形不再是岩体材料的本质属性,而是破裂块体之间的镶嵌组合的一种结构效应.
- 李慎举王连国陆银龙
- 关键词：破碎岩体离散元巷道
- 矩形巷道围岩应力分布及其破坏机理研究被引量：48
- 2011年
- 将煤矿矩形巷道围岩的应力求解简化为弹性力学中的求解矩形孔口区域的应力问题。首先利用复变函数理论中的保角变换,求得矩形孔口向单位圆的映射函数,然后将其应用到弹性力学中的孔口应力问题的求解中,最终求得了方形孔口区域及矩形巷道围岩的弹性解析解。通过弹塑型理论提出矩形巷道围岩具有塑性滑动区、裂隙扩展区及围岩稳定区的"三区"理论,求解出塑性区围岩裂隙的扩展方向。
- 侯化强王连国陆银龙张蓓
- 关键词：复变函数映射矩形巷道安全系数
