郭晓菲
- 作品数：19 被引量：505H指数：12
- 供职机构：中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家级大学生创新创业训练计划更多>>
- 相关领域：矿业工程文化科学更多>>
- 大变形回采巷道蝶叶型冒顶机理与控制被引量：67
- 2016年
- 大变形回采巷道冒顶控制问题一直以来是制约煤矿安全高效回采的重大难题,根据巷道围岩蝶形塑性区理论,以保德矿大变形回采巷道围岩非均匀破坏为背景,分析了回采巷道采动应力场的非均匀演化规律及其作用下的塑性区形态特征。研究表明:1高偏应力环境下巷道围岩塑性区会呈现蝶形分布,蝶形塑性区具有方向性,蝶叶位置会随着主应力方向的变化而改变;2受采动影响后,回采巷道围岩中会产生较大偏应力,且最大主应力方向向回采工作面一侧发生倾斜偏转,使蝶叶位于巷道顶板;3顶板蝶叶内岩石遭到严重破坏,同时伴有巨大膨胀压力和强烈变形,当锚杆(索)不能承受蝶叶内围岩重量时,巷道便发生蝶叶型冒顶。提出采用接长锚杆控制大变形巷道蝶叶型冒顶的方法,现场应用效果良好,为大变形回采巷道冒顶控制提供了新手段。
- 赵志强马念杰郭晓菲赵希栋樊龙
- 关键词：回采巷道大变形冒顶塑性区
- 巷道蝶形破坏理论及其应用前景被引量：73
- 2018年
- 以弹塑性力学中孔洞围岩破坏的平面应变模型为基础,研究了圆形巷道围岩塑性区形态和扩展规律.提出了巷道围岩蝶形破坏理论,该理论建立了巷道围岩破坏形态与非等压区域应力场的力学模型,阐明了巷道围岩破坏具有圆形、椭圆形和蝶形3种基本形态,给出了巷道围岩3种基本破坏形态的数学界定标准和应力围岩判别准则,从应力环境、围岩条件、支护阻力3个方面阐述了蝶形塑性区具有方向性、突变性、变异性、蝶叶缺失和跃透、支护微效性等基本特性.在论述蝶形塑性区工程意义的基础上,探讨了该理论在巷道围岩控制、动力灾害防治、煤与瓦斯共采等工程领域的应用前景,介绍了大变形巷道蝶叶型冒顶机理、蝶型冲击地压机理、蝶叶型煤与瓦斯突出机理、煤与瓦斯共采中钻孔蝶形卸压增透机制等新认识和新方法.
- 赵志强马念杰马念杰刘洪涛
- 关键词：巷道塑性区冒顶动力灾害瓦斯抽采
- 均质圆形巷道蝶型冲击地压发生机理及其判定准则被引量：55
- 2016年
- 从均质圆形巷道围岩塑性破坏区的产生、发展和爆炸式破坏的力学机制入手,揭示了巷道蝶型冲击地压的发生机理:在一定的应力和围岩环境中,由于触发事件的诱导作用,使巷道区域应力场突然发生某种改变,导致围岩蝶形塑性区瞬间出现急剧、跳跃式扩展,并以震动、声响和煤岩体抛出的形式释放存储于体内和围岩系统中的大量弹性能,出现爆炸式破坏的动力现象。巷道蝶型冲击地压理论阐明了冲击地压的发生条件,给出了"蝶型冲击三准则",为巷道冲击地压的预测、预报及其防治提供了新的思路。
- 马念杰郭晓菲赵志强赵希栋刘洪涛
- 关键词：巷道冲击地压塑性区
- 邢东矿深部回采巷道围岩塑性区“蝶形”扩展特征及稳定性控制被引量：12
- 2017年
- 深部回采巷道围岩塑性区分布特征是围岩稳定性控制的关键。以邢东矿深部回采巷道为研究背景,根据巷道围岩"蝶形"塑性区理论,结合数值模拟分析发现,邢东矿2225工作面运输巷受采动应力影响后围岩塑性区出现了"蝶形"扩展的特征。通过研究深部条件下不同支护阻力对巷道围岩塑性区的影响,提出深部巷道围岩的稳定性控制思路:提供适当支护阻力减小围岩拉伸破坏,保证巷道围岩塑性区内破碎岩体的稳定性;制定了针对邢东矿2225工作面运输巷围岩"蝶形"塑性区特征的支护方案。该方案现场应用效果良好,为深部回采巷道围岩稳定性控制提供一定借鉴。
- 李永恩郭晓菲马骥霍天宏张弘
- 关键词：深部回采巷道稳定性控制
- 厚煤层一次采全高三带划分的新方法及应用被引量：9
- 2013年
- 基于厚煤层一次采全高导水断裂带高度的确定.综合现有研究成果及相似模拟实验发现:工作面的开采范围影响上覆关键层的稳定性,而关键层的运动决定导水断裂带的高度,在关键层达到极限悬露步距之前,垮落带或者裂隙带的高度固定不变;当达到极限悬露步距后发生断裂,如果形成铰接结构,则关键层及其随动层属于裂隙带;反之,关键层及其随动层属于垮落带.在此基础上,提出以关键层理论划分采场导水断裂带的新方法,并给出适用条件.以补连塔31401工作面、潞安6202工作面以及柴沟1502工作面实际地质及回采条件为工程背景进行验证,发现一次采出煤层越厚,地质资料数据的精确性越高,新方法得到的数据越接近实测值,并且比《规程》计算结果更客观.
- 王志强朱晓丹王磊郭晓菲高运陈超凡李鹏飞
- 关键词：厚煤层导水断裂带一次采全高垮落带裂隙带
- 双巷布置工作面留巷塑性区演化规律及稳定控制被引量：49
- 2017年
- 为了揭示双巷布置工作面留巷塑性区演化特征,以石圪台矿为研究背景,应用理论分析和数值模拟方法,针对主应力大小、角度和塑性区分布特征展开研究,获取了留巷主应力变化规律、塑性区扩展特征,阐明了留巷发生非对称变形的原因。结果表明:1)得出了留巷轴向主应力分布特征,并沿走向将其划分为7个阶段,主应力特征曲线左右大致对称,中部高且平缓、左右两侧较低但变化幅度大,其中主应力大小及角度急剧变化过程位于滞后影响阶段;2)主应力大小与塑性区扩展范围正相关,主应力角度决定了塑性区扩展方位,二者共同作用下塑性区产生非对称扩展,从而引起留巷围岩非对称变形;3)得出了石圪台矿31203工作面留巷非对称变形破坏特征,确定了隐患部位,提出了留巷非对称补强支护方案,现场应用取得良好效果。
- 刘洪涛吴祥业镐振赵希栋郭晓菲
- 关键词：采动影响塑性区数值模拟
- 煤柱承载、分区及接续工作面基本顶力学模型与计算分析被引量：4
- 2013年
- 论文针对煤柱的承载、分区及其对接续工作面基本顶板的支撑特点展开研究。基于极限平衡理论和克希霍夫定律,首先给出一侧采空实体煤内支承应力的表达式,结合岩石的全应力—应变曲线对实体煤各区域的划分给出确定准则,并考虑双侧采动条件下留设煤柱尺寸内部存在分区的情况。为了进一步分析不同尺寸煤柱接续工作面支承压力分布规律,采用FLAC3D对5m、20m以及80m护巷煤柱的稳定性及相应接续工作面支承应力分布情况进行计算分析,最终的研究结果表明,计算接续工作面支承应力分布时,不能忽视与相邻工作面采空区之间所留设的煤柱尺寸因素。
- 王志强高洋丁自伟陈超凡高运郭晓菲
- 关键词：煤柱支承压力弹性薄板
- 再论采场“三带”的划分方法及工程应用被引量：72
- 2013年
- 为解决现有导水裂隙带发育高度确定方法存在的不足展开了研究,研究基于采场覆岩"三带"的划分展开。采用相似模拟实验、理论分析及现场验证等方法和手段,通过理论分析并结合相似模拟实验发现,一次采出煤层厚度、工作面开采范围、覆岩残余碎胀系数、关键层与煤层之间的距离以及关键层自身的运动特点均是影响采场覆岩"三带"分布的影响因素。在此基础上,提出了基于关键层稳定及断裂后运动特点的采场覆岩"三带"划分的新方法及其适用条件。应用所提方法对祁东煤矿7130工作面、6130工作面、7121工作面、补连塔煤矿41301工作面、潞安煤矿6206工作面实际地质与开采情况进行划分结果的验证,结果表明,新方法更接近实测数据。
- 王志强李鹏飞王磊高运郭晓菲陈超凡
- 关键词：垮落带断裂带导水裂隙带高度关键层铰接结构
- 煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想被引量：22
- 2016年
- 根据巷道围岩蝶形塑性区理论,分析了巷道围岩蝶形塑性区蝶叶瞬时急剧扩展的突变特征,提出了煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想,认为煤巷冲击地压是由于巷道围岩蝶形塑性区的蝶叶瞬时爆炸式扩展引起的,阐明了该类型冲击地压形成、演化及发生的力学本质和物理过程。提出了蝶叶突变型冲击地压发生的必要与充分条件,建立了煤层巷道冲击地压判定准则,合理解释了巷道顶板冲击、底板冲击、煤帮冲击等不同类型的冲击地压发生机理。该猜想能够预见巷道冲击地压发生时必然产生至少1个、最多4个巨大的蝶叶塑性区的未知现象,可以获得煤巷冲击地压危险性评价和预测的关键指标和可测参量。
- 赵志强马念杰郭晓菲赵希栋夏永学马振凯
- 关键词：煤巷冲击地压塑性区突变
- 巷道围岩破坏区可视化程序的开发与应用
- 2016年
- 为了掌握井下巷道开挖后围岩破坏区的分布情况,基于现场围岩层状赋存特征和应力场的非均匀分布特性,建立了层状围岩条件下巷道围岩区域受采动及地质构造影响下的统一受力模型,并通过计算机编程实现了复杂应力场中巷道围岩破坏区的可视化。通过与FLAC3D数值模拟结果的对比分析验证了可视化程序的可靠性,并在现场十几个矿区的巷道围岩稳定性分析及巷道支护参数设计中得到应用,取得了良好的应用效果。
- 郭晓菲
- 关键词：巷道围岩可视化程序开发
