国家自然科学基金(50904064)
- 作品数：24 被引量：544H指数：14
- 相关作者：张农李桂臣王成韩昌良钱德雨更多>>
- 相关机构：中国矿业大学淮北矿业股份有限公司煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学交通运输工程天文地球更多>>
- 中空注浆锚索周边剪应力分布规律研究被引量：20
- 2014年
- 集端部树脂锚固和全长注浆锚固为一体的中空注浆锚索,其锚固剂与孔壁间剪应力的分布规律和普通拉力集中型锚索相比显著不同,通过简化注浆前后的受力模型,采用弹塑性力学理论,利用Kelvin问题解、Boussinesq问题解推导出注浆前后锚固剂与孔壁之间剪应力分布的理论解析式,并采用FLAC3D模拟分析中空注浆锚索注浆前后剪应力的分布规律。结果表明:实现全长注浆锚固后,锚固剂与孔壁间剪应力的分布曲线是一条沿锚索轴向分布的双峰曲线;拉拔力对端部锚固段剪应力分布影响较小;张拉预紧力、拉拔力分别与端部锚固段、注浆锚固段的剪应力大小、集中程度呈正比关系,而锚索钻孔孔径与整根锚索的剪应力大小、集中程度呈反比关系。
- 李桂臣孙辉张农卫英豪张磊
- 关键词：采矿工程中空注浆锚索锚固
- 煤矿软弱夹层特性分析及本构模型研究被引量：2
- 2011年
- 软弱夹层作为一种十分不利的地质现象,是影响围岩稳定性的重要因素,是水利、煤矿等工程建设的重要安全隐患。在分析软弱夹层成分组成、厚度等物理化学特性以及强度低、易泥化等力学特性的基础上,进一步分析了软弱夹层在流变渗透等情况下的本构关系,论述了煤矿中常见软弱夹层力学性质的测试,结合矿山岩体力学中的本构理论,建立了软弱夹层的本构模型,完善了软弱夹层的理论研究,并在此基础上进行了典型锚杆支护巷道含软弱夹层顶板的失稳状况分析。
- 陈斌曹朋刘安秀
- 关键词：煤矿软弱夹层本构模型
- 淮北矿区不同破碎程度顶板煤巷支护方式选择及应用被引量：1
- 2013年
- 本文在分析归纳前人研究成果基础上，总结了破碎顶板概念及对不同破碎程度顶板再划分，并以淮北矿区不同破碎程度顶板煤巷为工程背景，分析了破碎顶板煤巷围岩破坏特征（顶板变形量大、顶板易冒落）和影响因素，提出了破碎顶板煤巷稳定性控制技术手段，合理选择并应用了不同破碎程度顶板煤巷支护方式。工程应用表明：较破碎顶板煤巷采用高性能锚杆和高预紧力锚索支护效果较好；完全破碎顶板煤巷采用合理的架棚支护技术维护状况良好，能够满足回采使用要求。
- 李桂臣王朋朋卫英豪孙辉张明
- 关键词：淮北矿区顶板煤巷支护方式
- 煤巷顶板软弱夹层层位对锚杆支护结构稳定性影响被引量：98
- 2011年
- 中国煤矿开采条件复杂,煤层顶板多为分层性强的复合顶板,含有软弱夹层时采用锚杆支护技术难度大、安全可靠性低。根据煤巷顶板软弱夹层和锚固区的相对位置,采用物理模拟方法研究了三种软弱夹层层位条件下顶板的采动失稳特征和破坏型式,提出了包括锚杆支护承载性能强化、巷道破裂围岩体强度强化和围岩承载结构强化的巷道围岩强化控制原理;在应用安全因子AQ对顶板安全可靠性进行分级评估基础上,给出对应于不同顶板软弱夹层层位的煤巷分级强化控制对策。研究成果已在安徽两淮矿区煤巷工程实践中成功推广应用35×104 m。
- 张农李桂臣阚甲广
- 关键词：煤巷顶板软弱夹层锚杆支护
- 淮北矿区多次跨采巷道破坏特征及控制对策研究被引量：22
- 2013年
- 针对淮北矿区多次跨采巷道经反复维修仍无法满足正常使用的现状,以芦岭矿Ⅱ8 2人行上山为研究对象,通过对巷道工程地质条件的综合分析,总结了该类巷道4种典型的破坏特征,即金属网压茬处破坏、底鼓、棚腿内扎、U型棚非对称破坏。采用数值模拟和理论分析方法研究了此类巷道的变形破坏机理,提出了包括新型中空注浆锚索、高性能超强锚杆和围岩注浆加固的巷道围岩强化控制技术。实践表明,采用中空注浆锚索与高性能锚杆相结合的组合控制技术可有效控制多次跨采巷道的剧烈变形,上方工作面跨采结束后巷道顶底移近量为126~393 mm,经简单维修即可满足正常使用。
- 李桂臣马振乾张农王朋朋马睿
- 关键词：淮北矿区中空注浆锚索破坏特征
- 水致动压巷道失稳过程与安全评判方法研究被引量：14
- 2010年
- 利用数值计算方法模拟了动压巷道遇水作用后围岩位移场和渗流场演化的阶段性规律和变形失稳过程,分析了巷道初期支护稳定但随动压反复作用与水逐渐渗入围岩呈现"泥化-变形-再泥化-失稳"的规律,指出软弱夹层遇水泥化是导致动压巷道失稳的主要诱因.利用层次分析法和计算机VB程序建立了针对该类巷道安全性的评判方法和判定程序,提出了水作用下动压巷道的强化控制技术.工程实例表明,必须加强对水的治理才能保持动压巷道稳定性.
- 李桂臣张农许兴亮韩昌良王成王成
- 关键词：动压巷道失稳过程软弱夹层安全评判
- 千米深井软岩煤巷支护方式数值模拟研究被引量：10
- 2011年
- 采用数值模拟软件FLAC5.0对淮南矿业集团朱集矿-870m煤层回风大巷不同的支护方案进行了模拟,对比分析不同支护方案的围岩塑性区分布情况、围岩应力分布特征以及围岩变形特点,得出深井高应力巷道安全控制应以组合支护为主,并提出在巷道周边围岩构建闭式承载结构的思路,对深部巷道的围岩稳定性控制具有一定的指导意义。
- 王成张念超臧英新
- 关键词：深井软岩煤层巷道支护方式数值模拟
- 覆岩分次垮落时留巷顶板离层形成机制被引量：16
- 2012年
- 从采场侧向覆岩活动的阶段特征入手,结合数值模拟分析了顶板离层的形成过程,建立了顶板岩梁受力模型,推导得出了顶板下沉与离层数值的影响因素和算式.在采动期间,巷道顶板同期破断的岩层组间不会发生离层,分次垮落岩层组间的离层值取决于各岩层组力学性质与层厚的差异,并受顶板岩梁旋转基点深度和采空区侧向悬臂长度的影响.提供合理的顶板支护阻力可以约束锚固区内的离层,以高初撑力锚杆索和单体支柱为基础的刚性主动支护,能够扩散和均化支护应力,满足控顶载荷需求并有效控制离层.
- 韩昌良张农李桂臣阚甲广
- 关键词：沿空留巷离层
- 高地应力巷道断面形状优化数值模拟研究被引量：114
- 2010年
- 选取矩形、直墙半圆拱形、马蹄形、三心拱形、圆形和椭圆形6种巷道断面形状开展优化研究.采用FLAC5.0数值模拟软件研究了几种典型断面在岩体中开挖后巷道围岩塑性区分布、围岩主应力差分布和围岩变形特征,分析了不同侧压系数λ对它们的影响,在此基础上提出了巷道支护"等效开挖"的理念和"无效加固区"的概念.断面形状对高地应力巷道围岩主应力差分布影响不大,但等效开挖半径决定围岩塑性区分布,无效加固区越大,在巷道周边产生变形就越大,反之亦然.高应力巷道应根据λ的大小和主应力方向选择合理断面形状是圆形或椭圆形.
- 李桂臣张农王成张念超李宝玉
- 关键词：高地应力巷道围岩控制
- 泥化巷道底板控制技术研究被引量：29
- 2011年
- 为了有效控制泥化巷道底鼓,本文结合淮南矿区潘一东矿工程地质条件,在典型岩样组分测试的基础上,数值模拟研究了巷道开挖过程中底板应力分布和破坏情况,研究结果表明,样品矿物组成主体为高岭石、石英,有部分伊蒙混层和少量的蒙皂石、长石、方解石等矿物;得到了同等应力条件下巷道开挖过程中围岩塑性区的分布特征,指出存在低效加固区,得到了泥化巷道底板合理加固深度;提出了底板锚注一体化加固技术,并在潘一东矿得到应用,底板变形、离层及钻孔探测结果表明,底板锚注一体化技术有效的控制了巷道底板变形,消除因巷道底板变形严重导致的围岩结构变形失稳.
- 阚甲广张农李桂臣梁国栋陈亮司光耀
- 关键词：底板
