国家自然科学基金(51104084)
- 作品数：21 被引量：217H指数：11
- 相关作者：王东曹兰柱王珍宋子岭白刚更多>>
- 相关机构：辽宁工程技术大学教育部中煤平朔集团有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金辽宁省教育厅高校重点实验室项目更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程更多>>
- 近距离煤层覆岩移动相似材料模拟被引量：7
- 2015年
- 为了研究近距离煤层覆岩移动和离层发育规律,通过相似材料模拟试验,模拟了近距离煤层下行开采时覆岩移动过程;应用数字图像相关法对位移测点进行测量,获得了测点位移数据;应用聚类分析对测点进行分类,得出受采动影响的三带的具体范围。分析了测点的位移过程,得出测点位移特点具有连续性和突变性;采动影响范围的扩展特点为横向扩展、纵向延伸;下煤层开采时岩层最大位移点滞后工作面的距离缩短;上煤层开采时的离层量转化为下煤层开采时的垮落量。分析了离层扩展,得出离层扩展方向为横向扩展、纵向延伸,经历了发育—扩张—突变—闭合的过程;发现行、列测线离层率曲线均呈双驼峰状。对行测线,分析了离层率曲线成因和峰值点大小关系、位置变化,得出上部岩层相对下部岩层峰值点内错,峰值点位于断裂线附近,波谷位于采空区中部;对于列测线离层率曲线,得出峰值点为离层位置,峰值点左侧为离层闭合区,右侧为离层发育区,峰值点右侧波谷为关键层位置,峰值点随煤层开采不连续右移,具有跳跃性。给出了来压时刻的判别方法,发现采动影响区测点位移曲线上存在外包络线;给出关键层的识别方法,得出下煤层开采时关键层位置上移。
- 郭从军南存全王东
- 关键词：近距离煤层覆岩移动数字图像相关离层关键层
- 含断层露天矿逆倾层状边坡稳定性数值模拟被引量：19
- 2015年
- 平庄西露天矿西北帮为逆倾层状边坡,受坡体内F3断层及弱层的影响,开采过程中存在滑动风险。为保障采剥作业安全,开展了西北帮边坡稳定性研究工作。选取西北帮断层区的典型工程地质剖面作为研究对象,应用有限差分软件FLAC3D,基于强度折减理论,将D-P准则作为岩体破坏准则,以塑性区贯通作为边坡失稳判据,对平庄西露天矿西北帮F3断层区逆倾层状边坡稳定性进行了数值模拟研究。通过分析断层与边坡空间位置不同以及不含断层条件下西北帮边坡失稳破坏特征,揭示了F3断层对西北帮边坡滑移模式与稳定性的影响。研究结果表明,F3断层的存在及其位置控制了平庄西露天矿西北帮断层区边坡的潜在滑坡模式,进而影响了边坡的稳定性;滑坡的力学成因为岩体在自身重力作用下顺F3断层面滑移,进而挤压下部岩体沿MD弱层向临空面滑移,形成推动式滑坡;断层的存在会加速滑坡的进程,且断层距离边坡面越近,这种作用越明显。
- 曹兰柱张秀平王东宋子岭
- 关键词：边坡稳定性断层数值模拟
- 露井联采含断层逆倾边坡岩移规律试验研究被引量：6
- 2018年
- 针对内蒙平庄西露天矿露井联合开采条件下顶帮含断层逆倾边坡岩体变形破坏和稳定性问题,采用相似材料模型试验方法,研究了各个时期露井联采的覆岩及地表移动规律,圈定了地下开采形成的压缩、拉伸变形区以及塌陷范围,分析了地下开采对边坡变形的影响。试验结果表明,随着五家矿四井开采使得上覆岩层发生垮落和下沉变形,周期性形成"拱式"结构;地下回采过程中的顶板来压步距较大的原因是由于辉绿岩的存在。开切眼、工作面的充分采动角为76°和62°,对应边界角为60°和55°。F1断层与工作面垮落线相交形成的倒三角岩体沿断层面发生下滑,导致沉陷区下方岩体受到侧向挤压而发生破坏,同时加剧了+608 m以上岩体的变形,对边坡稳定性造成不利影响。研究结果对露天矿安全高效生产具有重要意义。
- 王东吴国辉曹兰柱姜聚宇
- 关键词：露井联采断层岩移规律边坡稳定性
- 斜交断层作用下露天矿逆倾边坡破坏模式及稳定性被引量：12
- 2013年
- 针对斜交断层对逆倾边坡稳定性的影响,基于岩体结构控制论,结合平庄西露天矿工程,分析了在斜交断层作用下逆倾边坡破坏模式及滑坡机理,通过AutoCAD、ANSYS、3Dslope软件,建立三维边坡模型,计算边坡安全系数。计算结果表明:断层影响区的三维滑坡模式为沿断层面、侧界面和弱层面的楔体滑动,明确了三维滑体的最危险空间形态;通过计算不同侧界面位置下的安全系数,得出了斜交断层对边坡的影响范围;根据稳定性分析结果,提出了控制开采方案,可为露天矿安全生产提供技术指导。
- 曹兰柱郑杰王东王旭
- 关键词：斜交断层破坏模式边坡稳定性
- 胜利东二露天矿南帮滑坡区压煤回采边坡稳定性研究被引量：12
- 2019年
- 针对含有断层、软弱夹层的露天矿边帮压煤问题,从控制边坡稳定性的角度出发,结合胜利东二露天矿南帮边坡工程实际情况,运用极限平衡法、数值模拟等方法和手段,研究了不同煤柱留设长度边坡稳定性变化规律,确定了横采内排跟踪距离及横采工作帮坡角对南帮边坡稳定性的影响。研究结果表明、胜利东二露天矿南帮的滑坡模式为剪切圆弧-顺层滑移;当滑坡区F8断层上盘留有煤柱时边坡稳定性系数均小于1.0,且留设煤柱越长边坡稳定性越小;当清理F68断层上盘滑坡体小于100 m时南帮边坡稳定性有所提高,但变化较小;考虑到实际剥采工程发展过程中采运设备布置空间需要及安全问题,最终确定横采内排跟踪距离为10 m、横采工作帮留1个工作平盘。
- 曹兰柱黄浩轩王东王珍
- 关键词：露天矿刚体极限平衡边坡稳定性
- 露天矿含斜交断层顺倾层状边坡稳定性三维数值模拟被引量：15
- 2016年
- 为揭示露天矿含斜交断层顺倾层状边坡的变形破坏规律及其力学成因机制、明确断层对边坡变形与稳定性的影响,以元宝山露天煤矿东帮边坡为工程背景,应用有限差分软件FLAC3D,基于强度折减理论,对含斜交断层顺倾层状边坡稳定性进行了三维数值模拟。结果表明:元宝山露天矿东帮边坡的滑坡模式为以4#弱层为底界面、以断层面与椭球面相交形成的不规则曲面为侧界面的切层-顺层滑动;边坡整体稳定性较好,其滑坡的力学成因机制类型为推动式;多个顺倾弱层对边坡变形具有叠加效应,而斜交断层的切割会一定程度上削弱弱层对边坡变形的控制作用。
- 王东王珍曹兰柱宋子岭
- 关键词：安全工程边坡稳定性露天矿斜交断层
- 露天矿土-岩复合逆倾边坡空间形态优化被引量：5
- 2016年
- 针对露天矿土-岩复合逆倾边坡到界边坡形态设计问题,结合达连河露天煤矿外排土场北帮—采场顶帮复合逆倾边坡的工程实际,基于刚体极限平衡与三维数值模拟的手段,研究了露天矿土-岩复合逆倾边坡的滑坡模式及稳定性规律,设计了最终边坡形态,确保北帮到界过程中煤炭资源回采的安全。研究结果表明:达连河露天煤外排土场北帮—采场顶帮复合逆倾边坡的滑坡模式为圆弧滑动;使外排土场北帮—采场顶帮复合逆倾边坡满足安全要求的采场边坡角为33°;露天矿土-岩复合逆倾边坡岩体的破坏形式为拉张-剪切复合型,岩体自重作用下的坡脚处应力集中造成的局部岩体破坏是整体边坡失稳的诱发因素。
- 曹兰柱李广贺王东
- 关键词：边坡稳定性
- 露天矿土-岩复合边坡形态优化设计被引量：8
- 2018年
- 合理设计采场及排土场边坡角是优化露天开采境界、保证露天矿安全生产、提高露天矿经济效益的重要前提。针对土-岩复合边坡这一类复杂特殊的边坡,以宝日希勒露天煤矿二采区西帮边坡为工程背景,应用刚体极限平衡软件定量分析了二采区西帮采场边坡及内排土场边坡的潜在滑坡模式;优化设计了二采区西帮1-2煤底板以上内排边坡形态及1-2煤至3煤之间采场边坡形态;确定了二采区西帮采场与排土场之间的安全距离。采用有限差分数值模拟软件FLAC^（3D）,基于强度折减理论,对土-岩复合边坡稳定性进行了数值模拟,揭示了二采区西帮土-岩复合边坡的变形破坏机理及其稳定性。结果表明：宝日希勒露天煤矿二采区西帮土-岩复合边坡滑移模式及稳定性主要受采场与排土场之间的安全距离和3煤顶底板弱层控制;边坡形态优化后1-2煤底板以上内排边坡角为12°,1-2煤至3煤之间采场边坡角为22°,采场与排土场之间的安全距离为120 m,土-岩复合边坡整体边坡角为13°。
- 曹兰柱黄浩轩王东王珍
- 关键词：安全工程露天矿边坡稳定性数值模拟
- 露天矿山开挖边坡爆破振动损伤规律及稳定性分析被引量：6
- 2019年
- 由于露天矿山开采中频繁受到爆破振动作用,边坡破坏机制及稳定性分析极为复杂,对安全生产造成严重威胁。文章以矿山开挖边坡为背景,基于工程地质状况及现场试验测试,采用理论分析与数学计算相结合的方法量化爆破荷载,建立边坡爆破损伤计算模型,确定边坡破坏时间及最危险区域,并通过数值模拟方法验证计算结果准确性。计算结果表明:边坡经7次爆破后上部台阶发生破坏,最危险区域位于爆破初始位置120~160m处。同时,数值模拟结果与该计算结果具有高度的一致性,充分验证了该方法计算结果的准确性。
- 陈涛黄浩轩王珍
- 关键词：爆破振动稳定性分析数值模拟
- 扎哈淖尔露天煤矿南帮压煤回采边坡稳定性分析被引量：11
- 2018年
- 针对露天矿边帮普遍存在的压煤问题,基于极限平衡及强度折减理论,从控制边坡稳定性角度出发,结合扎哈淖尔露天煤矿南帮软岩边坡工程实际,通过定量计算与定性分析,提出横采内排压帮开采方式。采用二维刚体极限平衡与三维数值模拟相结合的方法分析了横采深部开挖角度及内排跟踪距离对边坡稳定性的影响及其程度,优化设计了扎哈哈淖尔露天矿横采南帮边坡形态。结果表明：南帮边坡滑坡模式为以IVC煤层底板弱层为底界面的切层-顺层滑动;横采内排压帮开采方式可借助边坡三维效应提高露天矿边坡角度及其自身稳定性,进而达到安全、高效地回收边帮压煤,提高露天矿煤炭资源回收率;扎哈淖尔露天煤矿横采南帮边坡稳定性随内排跟踪距离增大呈负指数降低;最终确定横采开挖位置为＋908水平,内排跟踪距离为100 m,深部开挖角度为42°,可累计为扎哈淖尔露天煤矿多采出IV煤4 701.39万t,经济效益显著。
- 曹兰柱王珍王东宋子岭白继元
- 关键词：边坡稳定性露天煤矿软岩边坡横采内排
