国家自然科学基金(51204102)
- 作品数：7 被引量：63H指数：4
- 相关作者：顾士坦潘岳戚云松李男男蒋邦友更多>>
- 相关机构：山东科技大学青岛理工大学中国矿业大学（北京）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中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- 周期性来压坚硬顶板裂纹萌生初始阶段的弯矩、剪力、挠度和应变能变化分析被引量：6
- 2014年
- 坚硬顶板断裂的理论解是矿山岩体力学中未获得较好解决的课题。为研究裂纹发生对坚硬顶板内力、挠度和应变能的影响,沿采场中轴线取单位宽度的岩层结构,将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,假定在裂纹萌生初始阶段顶板上方荷载不变,以最大拉应变强度条件为裂纹发生条件,对周期来压模型裂纹萌生初始阶段的坚硬顶板进行分析,得到满足裂纹面边界条件、自然边界条件和连续条件的裂纹萌生初始阶段弯矩、剪力和挠度表达式。根据表达式,采用Matlab软件的数值计算、绘图和放大功能给出算例。算例表明:(1)裂纹萌生截面在煤壁前方,其位置在见报道的顶板超前断裂位置范围内。裂纹截面后方及采空区的顶板下沉量随裂纹生长而明显地增大。在裂纹截面前方顶板挠度则发生"反弹",与现场检测到的顶板"反弹"特性一致;(2)煤壁后方顶板弯矩、剪力不变。煤壁前方因裂纹萌生顶板的弯矩、应变能全面减小。在裂纹前方剪力全面减小,在裂纹面附近剪力发生波动;(3)煤壁到前方15 m是裂纹发生坚硬顶板应变能释放的集中区。煤壁前方坚硬顶板内力和弹性应变能减小,使岩层系统往安全方向发展。所得研究结果对于采场顶板状况判断有一定的指导作用和参考价值。
- 潘岳顾士坦
- 关键词：坚硬顶板弹性地基弯矩剪力挠度应变能
- 千米深井综采工作面原矸充填可行性研究
- 2014年
- 唐口煤矿千米深井冲击地压、自然发火等危害严重;同时村庄压煤量大,应用条带开采及村庄搬迁成本巨大。为此对千米深井综采工作面充填开采可行性进行分析:原矸充填开采技术能够有效保证煤层顶板稳定,减小冲击地压发生的可能性;大幅降低地表沉降量,有效保护地面建筑物;有效预防采空区煤柱、浮煤自然发火可能性。在730采区进行了现场试验,设计了具体的充填工艺及设备相关参数;累计创造经济效益32707万元,技术经济效益显著。
- 张金魁夏均民张军许瑞强
- 关键词：千米深井
- 大断面煤巷锚网索联合支护安全技术研究被引量：1
- 2014年
- 结合某大断面巷道(断面面积34.125m2)的现场工程实际,采用自然平衡拱理论计算围岩塑性区破坏深度,并据此设计锚杆索支护相关技术参数。采用FLAC2D数值模拟和现场工程实测等方法验证支护的合理性和科学性,现场工程实测表明:巷道开掘50m后,巷道变形趋于稳定,顶底板累计变形量为114mm,两帮累计移近量为91mm,满足安全生产需求,巷道稳定性较好。
- 满慎刚贾红果张广超
- 关键词：大断面锚网索支护
- 初次来压前受超前增压荷载作用的坚硬顶板弯矩、挠度和剪力的解析解被引量：27
- 2013年
- 坚硬顶板弯矩、挠度的理论解是矿山岩体力学中未曾获得较好解决的课题。初次来压坚硬顶板问题的超静定次数,比周期来压坚硬顶板问题的超静定次数要高1次。将煤层、直接顶按弹性地基处理,对初次来压前受均布荷载、荷载峰超前的增压荷载和支护阻力共同作用的,工作面中部煤壁前方和采空区单位宽坚硬顶板的挠度进行求解,采用潘岳等求解周期来压前坚硬顶板弯矩、挠度解中的部分结果,求得满足全部连续条件和自然边界条件的坚硬顶板的4段式挠度表达式中的所有系数。据所得表达式,采用Matlab软件计算和绘图得到的初次来压前坚硬顶板挠度、弯矩曲线在考察区间光滑连接,剪力曲线连续。对曲线进行分析可知:(1)荷载增减对顶板弯矩、挠度作用明显;(2)支护阻力可有效减小煤壁前方顶板和悬空顶板的弯矩、挠度及采空区顶板的剪力值;(3)单位宽顶板的特征长度由弹性地基系数、顶板抗弯刚度组成。在相同荷载下,只要特征长度相同,顶板弯矩分布完全相同,特征长度大者顶板弯矩大;(4)弹性地基系数小者,煤壁前方顶板挠度(下沉量)大。抗弯刚度小者,采空区顶板挠度(下沉量)大;(5)顶板弯矩峰位置在煤壁前方。顶板荷载大,支护阻力小,弹性地基系数大者,其弯矩峰与煤壁的距离近。在控顶区两端顶板剪力取最大值。所得硬顶板的关系式为理想坚硬顶板模型的解析解,其应用是从解析解算例中受到启发,获得参数变动时坚硬顶板弯矩、挠度和剪力变化的规律性认识,对采场顶板状况变化作出合理的定性判断,亦可为坚硬顶板断裂过程和断裂引发顶板应变能释放、冲击矿压能量来源及初次来压步距的量化分析提供基础。
- 潘岳顾士坦戚云松
- 关键词：弹性地基支护阻力挠度剪力
- 综放采场覆岩破裂与超前支承压力规律模拟研究被引量：9
- 2013年
- 综放开采具有采高大、顶板来压运动剧烈等特点。物理模拟研究是目前矿山压力领域的主要研究手段之一,基于相似理论,通过制作相似模型对采场实际情况进行模拟,研究分析试验数据,掌握综放工作面顶板来压规律及采动覆岩运动特征,进一步指导矿山的安全生产。研究表明:工作面基本顶的周期运动呈"小-大-小"交错运动的规律,采动覆岩破裂高度与工作面推进距离呈S曲线发展规律;工作面煤壁前方塑性区内支承压力呈指数关系增加至压力峰值,弹性区内支承压力呈负指数关系降低至原岩应力。
- 顾士坦蒋邦友王春秋李男男
- 关键词：综放开采覆岩运动支承压力周期来压
- 周期来压前受超前隆起分布荷载作用的坚硬顶板弯矩和挠度的解析解被引量：26
- 2012年
- 将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,鉴于坚硬顶板的损伤、破裂从工作面中轴线的超前部位开始,在工作面煤壁中央取单位宽度的岩层结构研究,建立受均布荷载、超前隆起分布荷载和支护阻力共同作用的坚硬顶板超静定挠度微分方程组。在满足所有自然边界条件和连续条件的基础上,导得周期来压前煤壁前方和采空区坚硬顶板的挠度、弯矩表达式。据所得表达式,用Matlab的算例和绘图,对顶板荷载、支护阻力、地层刚度、单位宽顶板抗弯刚度及悬顶步距变化时坚硬顶板的挠度、弯矩进行分析,所得到的4段式弯矩、挠度曲线在考察区间内光滑连接,弯矩峰值位置在煤壁前方,顶板下沉量计算值在现场经验范围内。所得坚硬顶板弯矩、挠度的关系式为理想模型的解析解,其应用是从解析解算例中受到启发,获得参数变动时顶板弯矩、挠度变化的规律性认识,对实际采场顶板状况的变化作出由合理的定性判断,并可为坚硬顶板损伤断裂,为因断裂引发顶板应变能释放及冲击矿压能量来源的研究提供基础。
- 潘岳顾士坦戚云松
- 关键词：采矿工程坚硬顶板周期来压弹性地基挠度
- 唐口煤矿坚硬顶板冲击危险多源信息预测预警研究
- 煤炭是中国经济建设的主体能源，随着多年来开采强度和开采规模不断提升，中国埋藏较浅的煤炭资源逐年减少，深部煤炭资源的开采是未来发展的趋势，然而，深部矿井开采在灾害防治方面具有严重挑战，矿井冲击地压动力灾害就是其中之一。本文...
- 严超超
- 关键词：煤矿开采坚硬顶板冲击地压
- 文献传递
- 四体构件真三轴数值试验底板冲击失稳研究被引量：1
- 2014年
- 针对深部地下工程底板冲击失稳的相关特点,提出了采用四体构件模拟煤岩体结构,运用FLAC3D数值软件模拟试件真三轴压缩过程,通过不同中间主应力系数和卸载路径模拟深部开采环境,从构造应力和能量角度出发,分析了深部开采底板冲击相关特点。结果表明:当从最小主应力方向卸载时,卸载后到底板冲击发生所经历的时间较卸载中间主应力时长;不同的卸载方向导致底板冲击所经历的时间步与中间主应力系数呈指数关系,当卸载最小主应力时,煤层开采到发生冲击所经历的时间步与中间主应力系数成指数关系上升,而卸载中间主应力时反之;发生冲击的岩体经历了脆—延—脆—塑的转化过程。
- 顾士坦黄瑞峰蒋邦友张瑞李男男焦方亮
- 东滩煤矿厚硬顶板工作面冲击危险综合预测及防治研究
- 随着中国煤炭资源开采深度和强度的逐渐增大，冲击地压已经成为煤炭资源深部开采过程中面临的最严重的灾害之一。东滩煤矿已进入深部阶段，受埋深和地应力增大的影响，矿井发生冲击地压的危险可能性大大增加，且3煤上方厚层坚硬顶板的存在...
- 徐斌
- 关键词：煤矿开采厚硬顶板冲击地压灾害防治
- 文献传递
- 阳城煤矿3306工作面断层环境冲击危险预测研究
- 断层构造是岩层断裂后两侧发生相对运动的产物，是诱发冲击地压的地质构造影响因素之一。断层区域的采掘活动打破了原有的平衡状态，大量现场事实证明：断层附近易发生冲击地压，甚至还会引起断层本身的错动，对井下人员、设施等产生巨大的...
- 胡成成
- 关键词：煤矿冲击地压
- 文献传递
