赵科
- 作品数：9 被引量：94H指数：5
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程化学工程更多>>
- 晋城无烟煤结构面剪切参数的试验测定与估算方法被引量：5
- 2018年
- 为研究晋城无烟煤的煤体结构面剪切强度及相关参数,通过对取自寺河煤矿3号煤层的含结构面煤体试样进行不同法向应力下的直剪试验,并对结构面形貌进行三维摄影测量,得到了剪切强度的试验值及估算值。试验结果表明:在低法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13. 0～39. 2 GPa/cm,剪切刚度取值为3. 1～26. 6 GPa/cm,中等法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13. 8～62. 0 GPa/cm,剪切刚度取值为4. 3～18. 2 GPa/cm,煤体结构面黏聚力平均值0. 67 MPa,峰值摩擦角平均值37°,同时结构面法向刚度、剪切刚度、剪切强度都随法向应力增大而增大,实验结果可为数值模拟中参数的选取提供一定参考。对比估算剪切强度值与试验剪切强度值表明,运用JRC-JCS模型能较好的预测煤体结构面剪切强度。
- 赵科康红普王晓卿孙志勇
- 关键词：剪切强度刚度
- 极薄煤层覆岩连续缓沉运动及其控制
- 2013年
- 对小于0.8 m极薄煤层的覆岩运动形式及机理进行深入研究,提出了1种极薄煤层覆岩运动形式-连续缓沉破坏运动。将连续运动覆岩简化为弹性基础连续板力学模型,推导出工作面前后的顶板挠度曲线z1、z2及压力p1、p2计算表达式,通过现场观察及运用数值模拟技术,判定达竹煤电集团斌郎煤矿覆岩为连续缓沉运动形式,并提出了相应的支护控制措施,在N1014工作面进行了成功实践。
- 王树立张开智赵科侯昌盛
- 关键词：极薄煤层
- 黏结刚度对预应力锚杆支护效用的数值分析被引量：31
- 2016年
- 为明确黏结刚度对层状顶板锚杆支护效用的影响,首先介绍了黏结刚度的概念及在FLAC3D中的实现方式,然后利用FLAC3D的interface单元建立了层状顶板巷道模型,综合pile和liner结构单元构建了仿真锚杆模型,并实现了预紧力施加功能,在原岩应力条件下分析了不同黏结刚度对层状顶板的支护效用。研究结果表明:在其他参数一定的条件下,黏结刚度控制锚杆的增阻特性,随黏结刚度增大,增阻特性由缓转急;锚杆支护可显著控制层状顶板离层,黏结刚度越大,控制效果越好;锚杆支护应力场可显著改善巷道围岩的应力状态,减小乃至消除拉应力分布,黏结刚度越大改善效果越明显;锚杆杆体受层理层间滑动影响会发生弯曲变形,但随黏结刚度增大,变形程度得到缓解。鉴于黏结刚度的重要性,提出了提高锚杆黏结刚度的技术途径:优化杆体外表形状、改善围岩接触条件、增强锚固剂黏结性能及提高锚固剂安装质量。
- 王晓卿康红普赵科刘跃东
- 关键词：预应力锚杆层状顶板离层数值模拟
- 榆家梁煤矿不规则采场顶板控制被引量：2
- 2014年
- 在榆家梁煤矿回采过程中,受到井田边界的影响,存在一些不规则形状工作面,为消除回采后采空区大面积悬顶的威胁。需要对不规则工作面顶板运动情况进行研究,通过理论分析和现场观测分析表明,计算出不规则块段的极限回采面积后,再合理设计各块段的尺寸和回采顺序,实现了上覆关键层的断裂失稳,采空区顶板安全垮落。
- 赵科张开智王树立陈文博
- 关键词：不规则工作面
- 履带行走控顶支架在哈拉沟矿短壁采场的应用被引量：1
- 2014年
- 在哈拉沟煤矿回采过程中,为防止采硐顶板随采随冒,需要利用履带行走支架来控制顶板。通过理论和现场观测分析,计算出悬空顶板所需的支护阻力,合理设计支架阻力和移架方式,实现了直接顶的分段自然垮落,保障了人员、设备的安全,为类似工作面开采提供借鉴。
- 赵科张开智吴业聃刘保成
- 关键词：支护阻力
- 煤体结构面剪切力学特性的数值模拟研究被引量：4
- 2021年
- 为了研究煤体层理、割理结构面的剪切力学特性,给煤矿巷道围岩分类和围岩控制提供依据。本文以晋城矿区3号煤内的层理、割理结构面为研究对象,采用实验室试验确定了标准煤样的宏观力学参数,采用PFC软件建立了含真实煤体结构面的数值模型并模拟了不同粗糙度结构面的剪切破坏过程,采用理论分析的方法研究了结构面的细观变形破坏特征及剪切力学参数变化规律,结果表明:在低法向应力作用下,裂纹主要产生在层理结构面上较大凸起体的表面,且以拉裂纹为主;随着法向应力的增大,凸起体内部裂纹逐渐增多并连接贯通,形成明显的剪切裂隙带;随着煤体层理结构面粗糙度的增大,结构面会产生较大的剪胀变形,且沿凸起体根部会产生向试样内部延伸的宏观拉裂隙;煤体结构面模型的峰值剪应力及产生的剪切裂纹、总裂纹数量明显随粗糙度及法向应力的增大而增大,随法向应力的增大,剪切裂纹占总裂纹量的比重也逐渐升高,表明在高法向应力作用下,结构面发生的剪切破坏逐渐增多。割理会导致煤体结构面的抗剪切强度明显降低,最大减小量为0.3 MPa,降低幅度为11%,而割理分布方向的不同对煤体结构面的剪切强度基本没有影响,割理的存在会导致煤体结构面破坏时裂纹数量明显增多,且割理的破坏形式以张拉破坏为主。
- 赵科
- 巨厚覆岩破断运动与矿震活动规律研究被引量：16
- 2016年
- 基于采场上覆岩层活动规律和冲击地压相关理论,以鲍店煤矿十采区103上工作面为研究对象,采用数值模拟和理论分析的方法,研究了上覆巨厚岩层的运动规律及诱发矿震的因素,通过对现场微震监测数据进行分析,验证了矿震事件与上覆岩层运动间的相关性。研究表明:"红层"砂岩未破断失稳前,工作面上方的2层亚关键层以组合形式运动,伴随能量小于104J的小矿震事件频发并贯穿整个工作面。当工作面推进到约350 m时,"红层"砂岩发生初次破断失稳,同时能量高于105J的强矿震事件频发,"红层"砂岩层位的矿震事件在平面位置上近似呈横向"O—X"型分布,在剖面位置上由"红层"砂岩下部逐渐向中部发展。
- 赵科张开智王树立
- 关键词：覆岩运动微震监测冲击地压
- 厚煤层大断面巷道支护技术研究被引量：29
- 2019年
- 为了研究厚顶煤大断面巷道掘进过程中的巷道围岩破坏情况及合理支护方式,采用数值模拟和井下试验方法分析了不同巷道宽度下巷道围岩的变形破坏情况及不同支护方式对巷道围岩稳定性的影响,研究结果表明:巷道宽度变化对厚煤层顶板稳定性影响较大,巷道宽度由4 m增加到6 m时,顶板沉降量增加了55 mm,最大变形出现在厚煤层顶板中部,采取高预应力锚杆索支护方式并适当提高顶板支护密度,可以对浅部围岩施加更大压应力,进而更好地控制顶板沉降,井下工程实践表明:合理的锚杆索预紧力及支护参数可保持巷道围岩结构稳定性,矿压监测数据显示,两帮变形最大均未超过40 mm,顶板最大离层值未超过100 mm,锚杆、锚索受力始终保持稳定,支护效果良好。
- 赵科张剑
- 关键词：厚煤层大断面预应力
- 大尺寸节理煤体单轴压缩力学行为的离散元模拟研究被引量：9
- 2018年
- 为研究结构面对节理煤体单轴压缩力学行为的影响,首先基于结构面实测与参数标定试验构建合成煤体模型,然后分别针对REV尺寸煤块与煤体进行不同加载方位的单轴压缩数值试验,分析结构面对节理煤体力学行为的影响机制以及裂隙的形成机制。结果表明:(1)所构建的合成煤体模型可表征研究煤体,其REV为1. 0 m×1. 0 m×2. 0 m;(2)结构面弱化煤体单轴抗压强度与弹性模量,增大煤体单轴压缩变形,弱化/增强程度取决于加载方位与结构面的方位关系;(3)结构面决定煤体单轴压缩破坏方式,煤体表现为平行加载方向的劈裂破坏,加载方位不同劈裂形态不同;(4)提出了可量化评价基质破坏与结构面活化对节理岩体破坏贡献程度的指标:基质破坏贡献比和结构面活化贡献比;(5)平行加载方向的结构面在加载力作用下激活为活化原生裂隙,并在其端部发育出翼裂纹,形成压致拉裂裂隙组合。对于包含非贯穿结构面的煤体,裂隙组合彼此连通形成劈裂裂隙;对于包含贯穿结构面的煤体,贯穿的活化原生裂隙直接形成劈裂裂隙。
- 王晓卿康红普康红普赵科
- 关键词：单轴压缩结构面离散元模拟
