国家自然科学基金(51274025)
- 作品数：9 被引量：61H指数：5
- 相关作者：李铁王维张山林张玉亮王利利更多>>
- 相关机构：北京科技大学义马煤业集团股份有限公司华亭煤业集团公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球更多>>
- 深部采动断层异变的强制逆冲机制被引量：11
- 2014年
- 在老虎台矿,发现深部开采过程正断层活化异变为逆冲断层运动,灾变为强矿震能量释放。应用微震监测和震源机制解答技术,结合现场调查、地应力测量和三维数值试验,探索这种现象的力学机制。分析得出:煤矿采动导致断层活化,断层的运动方式受采动应力作用方式主导,可以改变原生断层的破裂机制;深部正断层从下盘跨越断层后在上盘开采,采动集中应力导致正断层改变运动方向,发生采动强制逆冲运动,灾变为强矿震能量释放,并可剪断凸凹体和障碍体,发生双震型矿震;开采过程应根据采动应力作用的方式,动态确定防范正断层灾变的内容;装备高精度微震设备,跟踪分析岩体破裂源空间分布和破裂机制,可早期发现采动断层活化及异变动向,提早采取防范措施。
- 李铁王金安刘军
- 关键词：采矿工程深部开采断层活化矿震震源机制
- 采空区覆岩大跨倾斜厚板失稳特征分析被引量：1
- 2015年
- 采空区覆岩大跨倾斜厚硬顶板失稳破断后可导致地表突然沉降、导水裂隙贯通,对下部采场冲击强烈,严重威胁采矿安全。以海孜煤矿为工程背景,采用理论分析、数值分析以及微震监测相结合的方法,探索了采空区覆岩大跨倾斜厚板结构失稳特征。建立力学模型,得到倾斜厚板发生破断时最大安全跨度的计算方法。根据UDEC数值模型以及微震监测结果,分析得到倾斜厚板破断的基本规律:即先在板中间位置底部发生拉张破裂,而后在两端形成剪切破裂区,且倾斜厚板的应力随着倾向长度的增加而增大,剪应力沿倾向呈对称分布在两侧达到最大值。
- 朱芳李铁
- 关键词：数值模拟微震监测
- 采空区顶板流变破断发展及灾变时间被引量：8
- 2016年
- 采用广义Kelvin体建立采空区顶板-矿柱流变体系,基于弹性力学理论进行体系沉降与时间对应关系的求解,并带入实际案例进行验证。结果表明:顶板沉降发展总体符合广义Kelvin体描述的阶段性沉降特性,但由于实际边界条件的改变为一渐变过程,顶板沉降可表现为多阶段变化,甚至连续变化。尽管顶板实际沉降变化受过程影响与理论计算有所差别,但建立的基于广义Kelvin体的采空区流变模型对采空区稳定时间预测较为可信,可应用于矿山稳定性评估及合理采取安全措施。
- 李铁刘诗杰马海涛张山林
- 关键词：采空区流变性能
- 远距离煤层群开采下山巷道震动显现成因被引量：2
- 2014年
- 为探索远距离煤层群开采过程下山巷道异常震动显现的成因,基于高精度微震监测和现场调查,应用岩体破裂规律分析预测工具MapRAS分析矿震原因,用离散元数值试验工具UDEC分析巷道围岩动力响应规律,得到:工业广场保护煤柱及己二下山非采动区域频发矿震是工作面采动顶板关键层运移对煤柱边缘强剪应力带作用的结果,其作用的效应与开采深度呈正比,与采动影响距离呈反比。震动显现多发生在非采动直接影响的己二下山巷道围岩,这种异常现象与己组煤岩物理力学性质、3组工作面复合压力拱脚动态加卸载作用和矿震动力源影响距离有关。根据矿震震级、震动显现程度和数值试验岩体质点振动速率,提出了与现场实际基本相符的巷道围岩震动显现危险等级判据指标。使用微震频次,用傅里叶周期法反演的图像,可较敏感反映顶板关键层周期破断规律和相邻区段岩体动力响应的相关性。用UDEC数值试验,较好地揭示了工作面采动对己二下山围岩的影响规律。
- 李铁王维何宗礼寇建新陈高君夏明献潘峰
- 关键词：煤层群下山巷道矿震
- 弯曲载荷下硬岩折断过程力学行为的时效性研究
- 煤矿采动顶板弯曲下沉折断过程的静、动压力,对工作面煤层和巷道底板产生作用,可导致煤层发生冲击地压、煤与瓦斯突出、冒顶、片帮,底板起鼓和冲击。开采速度与采空区顶板弯曲下沉折断关系的力学机制,可归结为岩石弯曲加载速率与弯曲折...
- 李柯萱
- 关键词：声发射
- 文献传递
- 采动岩体强矿震破裂机制反演及其防治对策被引量：5
- 2016年
- 为认清海孜煤矿Ⅱ101和Ⅲ101采区强矿震频发的成因,据以制定针对性的防治对策,应用震源机制解答方法,反演9个强矿震的采动岩体破裂机制,结合现场调查、地应力测量和震源定位数据分析,得出强矿震的发生机制为:1)强矿震岩体破裂应力场具有继承性,受矿区构造应力场的显著控制;2)Ⅱ101采空区强矿震的发生极活跃,是由于Ⅲ1012工作面开采,使得采空区悬顶总面积超临界平衡状态;3)导致顶板向下滑动势增大,沿原有断层滑动活化;4)造成煤柱区底板采动应力场与原岩应力场叠加过载,克服原有断层的摩擦阻力运动活化或产生新断层。防治对策为:控制采空区面积过大;Ⅱ101老空区局部填充;Ⅲ101新采区由无煤柱开采修改为条带煤柱开采方式。
- 李铁倪建明李忠凯
- 关键词：矿震采动应力场岩层控制
- 华亭煤矿强矿压力学机制与防治对策被引量：5
- 2016年
- 为从机理上认识和防治华亭煤矿强矿压,应用震源机制解答方法反演强矿压岩体破裂机制,结合现场地应力测量、微震监测、现场调查、采矿活动分析和理论分析等技术途径,验证震源机制解答方法的可靠性,分析强矿压成因,制定强矿压防治策略。研究得出如下认识:震源机制解答方法反演煤矿采动岩体破裂机制的应用效果较好;华亭煤矿强矿压频发的主要原因是水平应力强度高、最大主应力方向与巷道走向大角度相交、厚层砂岩大面积悬顶、底煤厚度大且冲击倾向性强;防治此类强矿压发生的主要途径是工作面设计应避开最大主应力方向与巷道走向大角度相交、先开采底板抗冲击性能较好的下分层、顶板预裂卸掉垂向采动应力和巷道钻孔、切槽断底。
- 李铁张山林李守峰王萍
- 关键词：矿震震源机制微震监测
- 高位关键层对压力拱演化规律影响的研究被引量：2
- 2015年
- 高位关键层稳定性问题可能引起下伏工作面的动力灾害,而目前主流的煤与瓦斯突出的预测方法无法达到高位岩层的范围。为研究工作面附近应力拱与高位关键层应力变化的关系,以海孜煤矿86采区762工作面开采为例,简化建立煤层走向长壁开采3DEC模型,分析压力拱演化规律,并与微震监测数据对比。研究结果表明,压力拱随着工作面的推进不断扩大,当压力拱范围扩大到在高位关键层层面时,会重新成拱,引起整个压力拱形态的改变。
- 杨振国李铁
- 关键词：离散元压力拱煤与瓦斯突出微震监测
- 基于采动顶、底板岩层损伤的冲击地压预测被引量：23
- 2012年
- 为探索微震法预测冲击地压的原理和应用技术,在装备高精度微地震监测设备的煤矿,开展采掘过程连续的岩体破裂现场监测,使用自主研发的采动岩体破裂规律分析和冲击地压预测软件MapRAS进行预测研究和工程应用。发现采动过程岩体微破裂在顶板和底板的深度扩散是产生冲击地压的大概率事件;提出采动顶、底板深度损伤是冲击地压成核重要因素的观点。建立应用微震数据辨识顶、底板采动破裂损伤深度的函数关系式和算法。分析显示顶板和底板深度损伤存在联动,与顶板关键层的周期破断及其后效相对应,反映出顶板、底板的加-卸载过程,在华亭煤田多显现为巷道底板破断型冲击地压。经工程应用检验,预测效能较高,应用效果良好。
- 李铁王维谢俊文徐元强张玉亮李守峰王利利赵华山
- 关键词：岩体破裂微震冲击地压
- 基于震源机制解的矿井采动应力场反演与应用被引量：6
- 2016年
- 为反演采动应力场,以老虎台矿井为研究背景,应用地震学的岩体破裂震源机制解答方法,求解出矿井范围81个强矿震的震源机制,结合现场调查和地应力测量,分析矿井尺度岩体采动应力场的规律。研究发现:由于不同性质断层的切割和不同的采动方式,导致采动过程矿井范围岩体主应力性质并非一致,表现出分区特征;一个共性特征是,相对于原岩应力场,采动应力场最小主应力轴由近水平转变为近垂直;进入深部开采,正断层不只是流体的存储空间和运移通道,其在采动应力作用下可活化异变为逆冲断层运动,并可灾变为强矿震能量释放;震源机制解对矿柱失稳、顶板大规模垮落、正断层逆冲灾变、逆断层活化等具有明确指示意义。矿井布设工程度微震监测系统,跟踪、反演分析采动过程岩体破裂机制,可以超前发现采动断层活化与异变成灾趋向,及时采取防范措施。
- 李铁蔡美峰孙丽娟左艳
- 关键词：深部开采矿震震源机制采动应力场
