国家自然科学基金(51174213)
- 作品数：51 被引量：2,103H指数：24
- 相关作者：姜耀东赵毅鑫王宏伟张科学王涛更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）北京安科兴业科技股份有限公司神华神东煤炭集团有限责任公司更多>>
- 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央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学化学工程理学更多>>
- 煤样失稳破坏的多参量监测试验被引量：20
- 2012年
- 为有效提取由于巷道掘进及工作面回采扰动所诱发的煤岩体剧烈失稳破坏的前兆信息,针对煤样在外载荷作用下失稳破坏前会伴随弹性波、电荷、温度等信号的异常变化的特性,进行包括运用声发射仪、LCR电桥、红外热像仪及静态应变仪等设备在内的监测设备对煤样在单轴加载下的失稳破坏过程进行同步监测;通过建立同一时间坐标轴对多参量监测数据进行对比分析,研究试样失稳破坏前各参量的演化规律;运用多元统计分析中的主成分分析及因子分析方法对多参量监测数据进行分析,发现声发射监测结果能较好地体现出试样破坏的前兆特征,并与应力结果相结合分析可以更好地掌握其失稳破坏的前兆信息。
- 姜耀东吕玉凯赵毅鑫宋义敏陶磊
- 关键词：采矿工程多参量失稳破坏前兆主成分分析
- 基于扰动状态理论的回采巷道稳定性分析被引量：28
- 2014年
- 为定量评价不同回采阶段对煤层巷道稳定性的影响,以宁东矿区任家庄矿11501和11503工作面回采巷道为研究对象,根据现场监测数据,引入扰动状态理论中扰动因子D的概念,探讨了回采巷道受本区段回采(一次扰动)、上区段和本区段回采(二次扰动)的影响情况,并基于数值模拟和高精度地质雷达对所研究回采巷道不同位置处的围岩松动圈进行了分析和实测.结果表明:基于围岩变形的扰动因子具有较好的物理意义,能够用于分析不同开采阶段不同巷道受扰动情况;扰动因子D越大,回采对巷道稳定性影响越大;当受一次扰动的回采巷道扰动因子D≥0.7时和受二次扰动的回采巷道扰动因子D≥0.6时,巷道稳定性均需加强安全预警.
- 赵毅鑫姜耀东张科学王宏伟田素鹏
- 关键词：扰动状态理论回采巷道稳定性松动圈
- 大煤柱内沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定被引量：134
- 2014年
- 大煤柱内沿空掘巷是基于工作面双U型巷道布置方式提出的一种新技术,本文针对其具体生产地质条件,运用极限平衡理论、数值分析和现场实践相结合的方法,得出大煤柱内沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩塑性区分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及窄煤柱宽度的极限平衡理论计算6个方面综合考虑窄煤柱的宽度,最终确定窄煤柱宽度为5 m,并深度分析了本区段工作面回采对窄煤柱和宽煤柱围岩应力分布规律的影响。
- 张科学姜耀东张正斌张永平庞绪峰曾宪涛
- 关键词：窄煤柱沿空掘巷煤柱宽度
- 沿空巷道锚杆支护参数优化及应用研究被引量：2
- 2015年
- 通过数值分析手段,采用普氏冒落拱理论对沿空巷道内采用类比法得到的锚杆长度进行了重新校核,探讨了在此种条件下锚杆长度的变化对围岩变形、应力变化、巷道破坏的影响,并最终确定了合理的支护参数,得到了在此种条件下的围岩控制技术。
- 李彦伟马振乾张科学刘继平
- 关键词：沿空巷道巷道变形
- 长壁孤岛工作面冲击失稳能量释放激增机制研究被引量：41
- 2013年
- 煤矿开采中跳采形成的孤岛工作面由于容易产生应力集中,来压强度高,极容易发生冲击地压。基于唐山矿孤岛工作面的地质条件和周期来压步距的监测结果,通过数值分析的方法,研究孤岛工作面煤岩体能量释放的动态特征,揭示工作面前方能量释放激增机制,对比普通工作面和孤岛工作面能量场的区别,介绍冲击地压预警防治措施。数值模拟结果显示,长壁孤岛工作面回采时随着直接顶的随采随冒,采空区悬空面积的不断增大,使得老顶积聚大量的弹性能。若老顶发生周期性垮落,弹性能将瞬间释放,此时工作面和顺槽巷道极易冲击失稳。由研究结果可知,孤岛工作面周期来压时顶底板和煤层的能量激增可做为判断冲击失稳的前兆信息之一。因此,微震监测等手段可以根据此结论预测潜在的矿山动力灾害。针对老顶周期性断裂时积聚能量的突然释放规律,运用强制放顶、超前卸压孔、开切卸压槽和卸压爆破、煤层注水等技术可以提前释放煤层内积聚的弹性能,达到良好的冲击地压防治效果。
- 王宏伟姜耀东赵毅鑫刘帅高仁杰
- 关键词：采矿工程孤岛工作面冲击地压周期来压
- 软弱破碎围岩高强高预紧力支护技术与应用被引量：47
- 2012年
- 为了达到对软弱破碎围岩巷道的一次支护到位,从加固破碎岩体、提高支护阻力和降低围岩采动应力3方面综合研究入手,提出了以高强高预紧力锚网喷主动支护为基础,配合U型钢可缩支架的支护方式,旨在使各支护方式在承载力上优势互补,并且充分调动围岩的承载能力,使支护体系与围岩形成承载整体。基于小康矿和木城涧矿等不同地质条件下的软弱破碎围岩巷道变形破坏原因,分析了软弱破碎围岩巷道破坏特征和高强高预紧力支护技术特点。现场试验结果表明,针对不同地质条件,高强高预紧力支护技术能够通过调动深部稳定岩层的承载能力和提供较大支护阻力等手段有效控制巷道围岩的剧烈收缩,并且一定程度上降低了工作面采动应力的影响,取得了良好的支护效果和经济效益。
- 王宏伟姜耀东赵毅鑫祝捷单如月
- 关键词：软弱破碎围岩支护阻力采动应力
- 神东浅埋工作面矿压显现规律的多因素耦合分析被引量：24
- 2016年
- 针对神东矿区浅埋工作面矿压显现特征,结合126例浅埋工作面矿压实测数据采用回归分析、概率统计手段,分别就工作面覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度对工作面矿压最大值、载荷分布及来压步距影响进行单一及耦合分析,提出覆岩硬度系数法来数值化覆岩岩性并结合KSPB软件归类覆岩,结果表明:1覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度与工作面矿压最大值分别呈线性、线性、负对数及正双对数函数相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同;2工作面斜长上矿压呈二次函数分布,载荷分布系数a与工作面长度呈负对数相关,无、单一及多关键层下相关参数不同,且覆岩岩性、采高、埋深对工作面矿压分布影响较小;3工作面初次、周期来压步距与覆岩硬度系数呈正指数相关,与采高、埋深及工作面长度呈概率分布相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同,覆岩硬度系数预测值与概率统计值的并集为工作面初次、周期来压步距预测值。对比分析及工程实践表明,经验回归公式结合概率统计分析在一定残差范围内可准确预测浅埋工作面矿压最大值、载荷分布规律及初次、周期来压步距。
- 张通赵毅鑫朱广沛王少磊焦振华
- 关键词：浅埋深采场矿压影响因素概率统计
- 采动影响下断层活化规律的数值模拟研究被引量：185
- 2013年
- 以采用库仑剪切模型的接触面单元代表断层两盘的接触状态,模拟工作面从断层上盘和下盘向断层方向逐步回采的过程,研究断层接触面上法向应力和剪切应力的时空演化规律、断层上下盘的运动规律.模拟发现:在工作面回采的过程中,断层带上的应力分布具有明显的时空特征,断层上法向应力和剪切应力对采动影响具有不同的敏感性,断层法向应力的变化总是早于剪切应力;工作面距离断层越近,断层越易于活化,上盘推进时,断层影响范围约为断层前方60m,下盘推进时,工作面与断层距离小于20m时断层最易出现活化;不同的回采方式会引起断层不同的活化危险性,相比上盘开采,下盘开采时采动对断层的影响范围更为集中,活化危险性更高.
- 姜耀东王涛赵毅鑫王辰
- 关键词：断层活化冲击地压采动数值模拟
- 冲击载荷下煤样动态拉伸劈裂能量耗散特征实验被引量：28
- 2015年
- 为研究煤样动态拉伸变形破坏过程中的能量耗散规律,利用分离式霍普金森杆冲击加载系统,对煤样进行冲击条件下巴西圆盘劈裂试验,探讨了冲击速度、层理倾角及饱和含水对煤样总吸收能密度、总耗散能密度和损伤变量的影响;同时将煤样破碎后产生粒径为0~0.2 mm和0.2~5 mm的碎屑进行收集,并对不同尺寸碎屑的分布特征进行了对比分析。研究表明:同一层理倾角的自然煤样损伤变量随着冲击速度的增加呈近似线性增加,饱水煤样损伤变量整体随冲击速度增大呈指数函数增加;相比于自然煤样,饱水煤样粒径为0~0.2 mm的碎屑量减少了14.1%~31.3%,粒径为0.2~5 mm的碎屑量减少了33.7%~53.0%;但当层理倾角为45°时,饱水煤样碎屑量质量百分比反而比自然煤样要大。
- 赵毅鑫龚爽黄亚琼
- 关键词：霍普金森压杆煤岩能量耗散层理
- 地质异常区沿空掘巷巷道支护设计被引量：1
- 2014年
- 针对皖北煤电恒源煤矿Ⅱ619工作面处在背斜、断层和层滑构造等复杂地质条件下的特点,采用理论分析和实践检验研究了地质异常区域内沿空掘巷巷道支护设计。研究认为,Ⅱ619机巷采用斜矩形断面、锚梁网索支护较为适合,采用一梁两柱双排挑棚作为临时支护。研究了支护的具体参数、施工工艺及材料,并对支护效果进行检验。实践表明,所采用的支护方案能够实现恒源煤矿地质异常区内安全掘进,对类似条件矿井具有借鉴意义。
- 程鹏杜学领
- 关键词：巷道支护地质异常沿空掘巷
