国家自然科学基金(51074164)
- 作品数：9 被引量：250H指数：6
- 相关作者：万志军张源周长冰刘渝张博更多>>
- 相关机构：中国矿业大学冀中能源集团股份有限公司兖州煤业股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”江苏省普通高校研究生科研创新计划项目更多>>
- 相关领域：矿业工程化学工程理学更多>>
- 高温三轴应力下气煤蠕变特征及本构模型被引量：18
- 2012年
- 采用中国矿业大学研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",对尺寸为200 mm×400 mm的山东兴隆庄气煤进行了200℃和400℃两个温度点的三轴应力下的蠕变实验。实验表明:200℃时,气煤蠕变具有明显的第1,2阶段,但未出现加速蠕变阶段,而400℃时,气煤在很短时间内就进入加速蠕变阶段;在温度和应力共同作用下,气煤在加载瞬间及后续变形过程中,始终伴随着显著的塑性变形,煤体变形为典型的黏弹塑性变形。通过对不同温度下气煤的渗透率和孔隙率的分析,初步判断300℃是气煤蠕变特征发生变化的临界温度。根据气煤高温蠕变特征,引入一种新型的非线性黏壶,构建了气煤的高温蠕变本构模型,该本构模型轴向蠕变的理论曲线和实验曲线吻合较好,表明该本构模型能较好地模拟高温下气煤的蠕变特征。
- 周长冰万志军张源刘渝张博
- 关键词：气煤高温三轴应力本构模型
- 超高水材料开放式充填开采研究被引量：55
- 2010年
- 针对我国建筑物下压煤充填开采技术在实际应用中存在的不足,本文通过对超高水材料基本性能的研究,提出进行采空区开放式充填开采,这可使具有高流动性的超高水材料浆液在岩层活动期内自行流入煤层开采后所形成的"采空"空间并在可控时间内胶结、凝聚,凝固后的充填体与垮矸以及围岩形成一完整的结构体来控制上覆岩层活动,从而达到有效减缓地面沉降的目的.研究结果表明:超高水材料是性能良好的采空区充填材料;超高水材料开放式充填开采技术是解放建筑物下压煤的一种先进的方法,是符合绿色开采方向的成果.
- 冯光明王成真李凤凯韩晓东周振连小林
- 关键词：超高水材料充填开采充填体
- 不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形机理被引量：54
- 2012年
- 为了掌握不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形的机理,采用矿用钻孔窥视仪对不稳定覆岩下的沿空掘巷顶板岩层进行了钻孔摄像观测,提出了"基本测量尺度-裂隙条数法"钻孔裂隙统计方法,采用该方法对沿空掘巷顶板岩层中的裂隙进行了统计分析,并研究了裂隙分布及其演化规律。研究表明:纵向裂隙和横向裂隙为不稳定覆岩下沿空掘巷顶板岩层中2种基本的裂隙形式,其中纵向裂隙多分布于巷道上部顶板岩层中,而横向裂隙多出现在靠近采空区煤壁的顶板下部岩层中;随着上区段采空区上覆岩层稳定时间的延长,纵向裂隙逐渐演化成断裂带,横向裂隙逐渐演化成离层和径向错位,2种裂隙相互交叉延展极易形成异常破碎带;不稳定覆岩下沿空掘巷围岩大变形的根本原因是基本顶的断裂、回转和滑移,控制该类巷道围岩大变形的基本思路就是控制基本顶断裂后的关键块的回转和滑移。
- 张源万志军李付臣贺中海周长冰刘渝荣同义
- 关键词：沿空掘巷不稳定围岩钻孔窥视
- 高温三轴应力下煤体弹性模量的演化规律被引量：23
- 2011年
- 利用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"研究了500 m原岩应力状态下室温至600℃升温过程中大尺寸(200 mm×400 mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤弹性模量随温度的演化规律,对比分析了无烟煤和气煤弹性模量变化规律的异同,讨论了弹性模量突变临界温度和热解产气对煤体弹性模量的影响。结果表明:煤的弹性模量随温度升高变化过程可以分为3个阶段,即中低温平稳降低阶段、中高温剧烈降低阶段和高温缓慢降低阶段;煤体热解产气对弹性模量变化产生重要影响,随着温度升高,无烟煤弹性模量与热解产气速率呈明显的负指数关系;围压、温度和热解共同影响煤体弹性模量,在围压保持不变的条件下,温度和热解产气是影响弹性模量的主要因素,弹性模量在不同温度阶段呈现出不同的变化特征;煤的弹性模量随温度的变化规律较砂岩复杂,但同样存在弹性模量突变临界温度点,只是不同煤阶的煤体临界温度出现较大差异。
- 万志军冯子军赵阳升张源李根威周长冰
- 关键词：高温三轴应力煤体弹性模量热解
- 平煤一矿瓦斯抽采系统的优化与应用被引量：3
- 2011年
- 针对平煤一矿瓦斯抽放系统分散,致使局部地区瓦斯超限频繁、回风巷中瓦斯浓度偏高的现象,应用网络图理论、流体力学和瓦斯流动规律对其抽放系统进行优化,提出了统一、联网的抽放方法,应用结果表明,优化后的抽放系统总的抽放阻力是64 kPa,而地面抽放系统的抽放泵的抽放能力最大是101 kPa,其工作时的抽放能力为90 kPa左右,同时瓦斯抽放浓度提高了11.5%,瓦斯治理效果明显。
- 孟杰林柏泉李庆钊宁俊张萌博李全贵
- 关键词：流体力学瓦斯流动规律瓦斯抽放系统
- 极松软煤层抗剪强度的水敏性试验研究被引量：4
- 2017年
- 为分析极松软煤层注水防止片帮的效果,研究了极松软煤层注水后抗剪强度的变化。基于非饱和土理论及直剪试验,采用极松软煤体重塑煤样,进行了一系列不同含水率及法向应力下不固结不排水直剪试验的研究,提出了以含水率为中心,以黏聚力和内摩擦角为主要指标的抗剪强度分析方法,采用试验和理论方法综合分析研究了含水率对极松软煤的抗剪强度的影响。研究结果表明:在低法向应力状态下,试样剪应力易发生软化现象,而在高法向应力状态下,试样易发生硬化现象;重塑煤样的黏聚力随含水率的增加先增大,达到最适含水率后(约17.64%),黏聚力随含水率的增加反而减小;含水率对重塑煤样的内摩擦角影响不明显,证实松软煤层注水防止片帮的工程控制技术是有效的。
- 周鹏张博
- 关键词：煤层注水直剪试验水敏性
- “三软”大采高综采面煤壁稳定性及其控制研究被引量：94
- 2012年
- 为有效控制"三软"大采高综采面煤壁稳定性,以淮北矿业集团许疃煤矿7219面为工程背景,实测了"三软"煤层大采高综采面煤壁片帮特征,建立了采场煤壁"楔形"滑动体稳定性分析的力学模型,分析了"楔形"滑动体稳定性的关键影响因素。结果表明:"三软"大采高综采面煤壁片帮以上半部片落的"楔形体"滑落形式为主,"楔形"滑动体稳定系数K与C,Ph,μ呈正比关系,与W0,θ呈反比关系。通过提高支架初撑力、控制端面冒顶、加固煤壁、用好护帮板以及适当提高工作面推进速度等技术措施,7219面煤壁稳定性得到了有效控制。
- 袁永屠世浩马小涛孙璐璐白庆升
- 关键词：三软煤层大采高综采煤壁稳定性控制技术
- 大尺寸活塞-厚壁圆筒式固体传压高温三轴压力室的温度标定
- 2013年
- "600℃、20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"的高温三轴压力室,采用活塞-厚壁圆筒式结构,内、外径分别达到300mm和1 060mm,高1 100mm,岩石试件尺寸达200mm×400mm,采用低电压高电流内加热方式。为了对高温压力室进行温度标定,在试样内、外布设9个测温点,观测试样在加热和保温过程中各测点的温度变化,研究试样内的温度分布特征及其与试样外控制点温度的关系。实验结果表明,试样中部盐环与外层云母板交界处的温度数据稳定可靠,与试样内部的温度具有良好的线性关系,可作为加热过程的温度控制点。在同一横截面上,试样内部的温度高于试样外盐环与外层云母板交界处的温度,且两者的中部温度均高于两端;试样轴向温度对称于试样中部分布,中间高于两端,温差随加热温度的上升不断增大,最大温度梯度为0.85℃/mm;试样径向温度随着离中心点距离的增加近似呈线性增大,表面温度最高,最大温度梯度约0.5℃/mm。同时,试样轴心温度、离轴心40和80mm点的温度,以及试样表面的温度,分别比控制点高21%、27%、28%和29%,而试样上、下端温度只比控制点温度低1.5%。试验机加热方式合理,温度控制精度高,试样温度分布较均匀。
- 张源万志军周长冰刘渝
- 关键词：岩石力学高温
- 气煤热力耦合变形与孔隙演化特征的实验研究被引量：6
- 2014年
- 采用自主研制的"600℃20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",进行直径×高度为200 mm×400 mm的山东兴隆庄气煤试样高温三轴应力下的耦合热变形实验,对实验后的煤样采样,与非实验煤样进行对照压汞实验及孔隙结构分析。研究结果表明:三轴恒定应力下,气煤随温度升高的热变形可分为3个阶段:缓慢变形阶段、快速变形阶段和破坏阶段;试样由缓慢变形阶段进入快速变形阶段、渗透率激变以及脆韧转化三者具有相同的阀值,都是因气煤热解产生孔隙所致;三轴应力下气煤随温度升高的热变形特征和渗透性变化规律均由大孔的发育程度决定,且试样压缩的空间取决于大孔的体积。
- 周长冰万志军张源国峰朱成坦刘建明程才
- 关键词：热力耦合气煤孔隙
