中国博士后科学基金(2012T50567)
- 作品数：13 被引量：61H指数：5
- 相关作者：高召宁孟祥瑞王辉郑志伟张阳更多>>
- 相关机构：安徽理工大学教育部西南交通大学更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程交通运输工程建筑科学更多>>
- 近浅埋煤层开采覆岩移动破坏规律相似模拟研究被引量：5
- 2014年
- 以陕北榆林某矿3#煤层主产工作面为工程背景,依据相似理论,采用相似模拟实验,从位移变化、裂隙演化及采动应力3个方面对工作面开采后覆岩移动破坏规律进行分析。实验得出近浅埋煤层"三带"特征、矿压显现特征及岩层位移特征。
- 应治中高召宁孟祥瑞王辉张宇
- 关键词：裂隙演化关键层
- 生态脆弱矿区煤层覆岩隔水特征及保水开采实验研究被引量：3
- 2015年
- 对薄基岩浅埋煤层覆岩的隔水性进行了分析，采用相似材料模拟的方法，研究了薄基岩浅埋煤层覆岩的物理力学特征和上覆岩层移动破坏规律。研究表明，覆岩的矿物成分以石英、钾长石等为主，其含量高达75．4％～92．0％；岩石的单向抗压强度远大于抗拉强度，属于典型的脆性岩石。风化岩石的膨胀性增强，塑性增加，强风化带内，结构致密的粉砂岩、细粒砂岩的物理力学性质无明显变化。相似模拟实验表明：在煤柱附近和采空区中央，沿顶板方向覆岩移动表现出明显的分区性，在同一层位水平变形引起的压缩区和拉伸区交错出现；导水断裂带最大高度约为94m，是采高的27倍。在此基础上，对薄基岩浅埋煤层保水开采的条件进行了评价，提出了保水开采的关键技术措施。
- 高召宁应治中李铭
- 关键词：薄基岩浅埋煤层保水开采
- 浅埋煤层开采覆岩裂隙发育规律的数值模拟被引量：4
- 2014年
- 煤层开采引起的覆岩变形移动,造成顶板水突入井下,严重威胁煤矿生产安全。以榆阳矿区某矿一工作面为背景,基于离散单元数值模拟软件UDEC2D,模拟了浅埋煤层开采时上覆岩体中的位移、应力和裂隙的演化规律。研究表明:随着工作面的推进,采空区中部的裂隙部分被压实,裂隙主要富集于开切眼和工作面附近的上覆岩层中,并与裂隙带顶部的裂隙分布区构成了一个类梯形形状区域;工作面推进至140m时,裂隙发育到最大高度94.5m。研究成果为水下安全开采提供了依据。
- 张万斌高召宁孟祥瑞
- 关键词：浅埋煤层覆岩裂隙发育规律数值模拟
- 考虑渗流、非轴对称荷载作用的隧道围岩塑性区分析被引量：12
- 2014年
- 文章考虑了渗流体积力,推导了渗流场作用下隧道围岩的应力分布规律和塑性区表达式,并分析了隧道塑性区范围与孔隙水压力、侧压系数,以及岩体强度和初始地应力比值k之间的关系。研究表明:渗流场仅对塑性区范围有影响,对塑性区形状没有影响;随着侧压系数以及岩体强度和初始地应力比值k的不同,渗流对隧道围岩塑性区范围的影响沿不同方向表现出各向异性,且随着侧压系数以及岩体强度和初始地应力比值k的增大各向异性程度逐渐弱化;侧压系数、岩体抗压强度与初始地应力比值k不仅影响塑性区的范围,同时影响着塑性区的形状,当k<1时,侧压系数对隧道塑性区的范围和形状起主要作用;当k>1时,岩体强度对隧道围岩塑性区的范围和形状起主要作用,且随着岩体抗压强度的增大,塑性区范围逐渐减小,在隧道两帮处随侧压系数的减小易出现塑性区。
- 高召宁孟祥瑞王广地
- 关键词：隧道围岩渗流塑性区侧压系数
- 厚风积沙薄基岩浅埋煤层保水开采研究被引量：1
- 2015年
- 厚风积沙薄基岩浅埋煤层实现保水开采,关键是煤层开采后在上覆岩层中形成的导水裂隙带是否破坏了含水层底部隔水层的稳定性。在分析含、隔水层的分布特征以及基岩层的物理力学特性的基础上,结合采动岩层内部移动变形规律,推导了岩层层向拉伸变形的计算公式,给出了一种预计导水裂隙带高度的预测方法,并结合相似模拟实验确定了厚风积沙薄基岩浅埋煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度,研究成果为保水开采提供了理论指导。
- 高召宁应治中王辉
- 关键词：薄基岩浅埋煤层导水裂隙带保水开采
- 考虑损伤与剪胀及中间主应力的巷道围岩弹塑性分析被引量：6
- 2017年
- 为研究圆形巷道围岩的稳定性,考虑了巷道围岩的损伤、剪胀特性以及中间主应力效应,建立了圆形巷道围岩弹塑性损伤力学模型,推导出圆形巷道围岩的弹塑性应力场和位移场解析解。研究结果表明:考虑损伤时围岩塑性区范围更大,所需支护阻力增长明显,塑性区位移明显增加;剪胀对位移场影响较大,对应力场影响较小,剪胀系数越大,需要提供的支护阻力就越大;随着中间主应力系数的增大,所需支护阻力降低,塑性区位移减小,最大位移减小幅度高达79.74%,不考虑中间主应力的强度准则偏于保守;考虑损伤、剪胀和中间主应力的新的位移解更加合理,研究成果为圆形巷道的设计支护提供了一定的理论基础和参考价值。
- 潘继良高召宁郑志伟张阳
- 关键词：围岩损伤剪胀中间主应力弹塑性
- 采动与承压水耦合作用下煤层底板的力学效应及破坏机理分析被引量：6
- 2016年
- 应用三维弹性中厚板理论,分析了采动与承压水耦合作用下煤层底板的力学效应及破坏机理。基于Hamilton原理推导了采空区底板在采动和水压耦合作用下的变形和应力表达式,分析了其变形和应力的分布特征。最后,推导了在采动与承压水耦合作用下煤层底板破坏极限载荷PS,讨论了影响煤层底板破坏极限载荷PS的因素。研究成果对揭示回采工作面开采时煤层底板隔水层变形破坏,预防煤层底板突水提供了理论依据。
- 高召宁郑志伟潘继良张阳
- 关键词：煤层底板中厚板极限载荷
- 薄基岩厚风积沙浅埋煤层覆岩变形破坏规律研究被引量：8
- 2015年
- 为了研究薄基岩厚风积沙浅埋煤层开采时覆岩移动破坏规律,根据某矿工作面开采技术条件和岩石力学参数,采用数值模拟的方法,分析了采场上覆岩层破坏变形规律以及应力分布特征;基于关键层理论,推导了导水裂隙带的发展高度。研究成果为薄基岩厚风积沙浅埋煤层保水开采提供了理论依据。
- 高召宁应治中王辉
- 关键词：浅埋煤层覆岩破坏关键层导水裂隙带
- 长壁综采工作面覆岩采动变形破坏时空演化规律研究被引量：3
- 2015年
- 回采工作面煤层被采出以后,上覆岩层产生离层、断裂、垮落等运动,形成的冒落带和裂隙带范围对煤矿安全生产影响极大。以顾桥煤矿1116（1）综采工作面为工程背景,采用数值模拟和井下电法测试技术,研究了淮南矿区11-2煤层开采时覆岩移动破坏的规律。结果表明：在垂直方向上,采空区上方覆岩破坏分区特征明显,由下而上依次为双拉应力破坏区、拉伸裂隙区、剪切破坏区和未破坏区域;冒落带最大高度11.5~14.5m,裂隙带最大高度45~47.5 m;覆岩破坏最终形态类似于马鞍形,破坏在水平方向的范围要比开采区域大。
- 高召宁孟祥瑞王辉
- 关键词：安全工程电法覆岩移动覆岩破坏
- 单一闭合裂纹在单轴压缩下对岩体破裂过程的影响被引量：3
- 2015年
- 基于断裂力学理论研究了无限大薄板内单一闭合裂纹的破裂规律,从II型断裂准则出发,详细推导了单轴压缩下裂纹破裂强度的解析表达式,且定量的分析了裂纹倾角、长度和摩擦系数对岩体破裂过程的影响,运用数值软件RFPA2D对其进行验证,二者具有较好的一致性。研究结果表明,单轴压缩下,含闭合裂纹岩体的强度是由裂纹强度决定的,且随裂纹倾角的增大呈现出先减小后增大的趋势,裂纹长度越大,摩擦系数越小岩体强度就越小。
- 王辉高召宁孟祥瑞
