辽宁工程技术大学冲击地压研究院
- 作品数：29 被引量：317H指数：12
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- 相关领域：矿业工程环境科学与工程建筑科学更多>>
- 预制钻孔煤样冲击倾向性及能量耗散规律被引量：13
- 2021年
- 基于煤的冲击倾向性测定方法进行预制钻孔煤样单轴加载试验,研究钻孔煤样的冲击倾向性变化规律,引入破碎颗粒分形维数与新增表面积,分析钻孔煤样破碎过程中的能量耗散规律。结果表明:(1)钻孔使试样以剪切劈裂破坏形式转变为在孔洞两侧孕育、融合裂隙并在岩桥之间产生贯穿裂纹的破坏形式,同时伴随塌孔现象。随钻孔排数增多,钻孔试样呈现出应力峰前塑性损伤逐渐增大,峰值强度降低、积聚弹性能减少,峰后破坏耗时延长、耗能提升的趋势,且单轴抗压强度、冲击能量指数、弹性能量指数均逐渐降低,动态破坏时间显著升高,冲击倾向性逐渐减弱。(2)试样破碎颗粒分形维数与新增表面积具有良好的负相关性:试样破碎程度越低,分形维数越高,新增表面积越小。(3)试样应力峰前能量的输入、耗散与新增表面积无明显关系。峰后能量释放及耗散规律与破碎颗粒新增表面积变化规律一致,新增表面积越大则峰后耗能越多。受加载速率及钻孔布置影响峰后能量差值与新增表面积变化呈"U"形变化趋势。钻孔减缓了试样峰后能量释放与能量耗散速率,且二者降低幅值较为相近,单孔试样降低约17.0%,双孔试样降低约68.3%,三孔试样降低约70.8%。钻孔卸压可以降低峰前积聚的应变能,降低峰后单位时间内释放的能量,使得不易发生动力破坏。
- 王爱文高乾书潘一山潘一山李岚
- 关键词：冲击地压钻孔卸压分形维数
- 矿山地震监测台站的空间分布研究与应用被引量：20
- 2010年
- 为了提高矿山地震定位精度,在分析定位误差产生原因的基础上,研究了矿震监测台站的空间分布,提出了台站空间分布准则。研究表明,定位误差主要来自于随机定位误差和系统偏差。在给定速度模型时,随机误差由地震波到时准确性和震中与观测站间的几何图形来决定。通过在北京昊华能源有限公司木城涧煤矿的实际应用表明,该方法有效地提高了矿震定位的精度。
- 贾宝新李国臻
- 关键词：矿震
- 冲击载荷下块系岩体摆型波传播特性的试验研究被引量：10
- 2015年
- 摆型波现象是深部开采中块系岩体固有的动力学特征之一。为研究深部块系岩体摆型波传播规律,采用理论分析与室内试验相结合的方法,研究了在冲击载荷作用下摆型波的传播特性。该试验采用12块花岗岩和橡胶夹层材料建立了模型,采用TST5915动态数据采集系统进行信号监测,分别获得了在均质夹层和部分夹层介质增厚情况下的加速度响应曲线,并运用摆型波动力模型理论进行分析。结果表明,摆型波在块体间传播过程中,频率大小不受能量大小的影响,而能量大小决定了波的衰减时间。当块体间介质黏性增加时,加速度幅值均有所下降,但对加速度衰减周期没有影响,而影响加速度衰减的主要因素是冲击载荷的能量大小。此次试验研究将为今后进一步研究摆型波动力传播特性提供一定的基础。
- 贾宝新陈扬潘一山姜明赵培王凯兴
- 关键词：冲击载荷
- 深部残采区域下冲击危险易突出煤层开采的相似模拟试验被引量：5
- 2012年
- 针对深部残采区域下伏煤层工作面的安全开采问题,采用相似模拟试验的方法,通过监测残采区域形成过程中及稳定后下伏煤层应力变化情况,分析应力变化规律,根据应力卸压准则确定了残采区域的走向和倾向的卸压角及保护范围。试验结果表明,残采区域下伏煤层工作面开采过程中上覆岩层运动经历了"正常—剧烈—缓和—剧烈—正常"5个阶段和2次瞬时大面积整体失稳,工作面进风巷位于高应力集中区域内;在工作面走向方向上存在2处危险区域,结合应力观测数据划定了2处危险区域的范围。该研究工作为制定残采区域下伏煤层工作面防冲、防突安全措施提供了可靠的基础数据。
- 王爱文潘一山
- 关键词：深部开采相似模拟试验
- 基于能量计算的冲击地压巷道三级吸能支护参数确定被引量：6
- 2021年
- 煤矿冲击地压的工程治理主要集中体现在冲击地压启动前的"防"与冲击启动后的"止",而如何依据冲击类型及能量特征设计吸能支护参数,有效地"止冲"对削弱冲击破坏程度具有重要意义。为实现冲击地压巷道吸能支护参数的量化设计,通过分析不同类型冲击地压释放的能量主体与破坏特征,指出了冲击危险巷道三级吸能支护方式的选择原则;基于能量守恒原理,考虑冲击释放能级、围岩破坏特征以及支护装备力学特性,给出了三级吸能支护参数的确定方法。研究结果表明:煤体压缩型冲击地压释能主体为煤体,释放能量一般不大于10~6J;顶板断裂型冲击地压释能主体为顶底板围岩,坚硬顶板断裂时释放能量不低于10~6J;断层错动型冲击地压释能主体为断层,释放能量在10~7J以上。不同类型冲击地压发生后,巷道围岩表现出不同程度的震动破坏,吸能支护设计应遵循原则:冲击能量分级设防、锚杆锚索主动支护优先、全断面主-被动联合支护、巷道支护结构整体稳定性与经济性。进行防冲支护参数设计时应采用逐次递进法设计吸能锚索、吸能U/O型棚、吸能液压支架的支护参数,当吸能锚索支护间距小于0.8 m时,升级为二级吸能计算,当吸能U/O型棚的排距小于0.6 m时,升级为三级吸能计算。现场实践表明:基于能量法的巷道支护参数可靠,防冲效果显著。
- 王爱文范德威潘一山潘一山肖永惠徐连满陈建强
- 关键词：冲击地压
- 冲击载荷下锚杆-围岩结构冲击失效机制的数值分析被引量：11
- 2017年
- 针对冲击地压造成大量锚杆支护结构破坏问题,采用动力数值计算方法,研究冲击载荷作用下锚杆-围岩的动力耦合作用与破坏机制。结果表明:(1)冲击载荷作用下锚杆与围岩振动存在明显的"时差效应",导致锚杆与围岩非同步振动,致使锚固剂承受动态剪切作用。随着锚固长度的增加锚杆与围岩的振动呈同步趋势,削弱了振动"时差效应"引起的锚固剂剪切作用,有效避免锚杆的脱粘滑移失效;(2)随着冲击速度的增大,"时差效应"导致锚杆锚固剂承受动态剪切作用被覆盖,锚杆的破坏失效模式由脱粘或杆体屈服断裂转变为锚杆与围岩统一破坏模式;(3)当冲击载荷频率接近锚固围岩体固有频率时,冲击载荷引起锚杆与围岩共振,锚杆与围岩同步振动速度幅值显著增大,可在相对较低的冲击速度下造成锚杆与围岩整体失效。远离锚固围岩体的固有频率对锚杆-围岩动力相互作用影响较小。
- 王爱文潘一山赵宝友
- 关键词：煤矿开采冲击地压锚杆
- 力-电-热多参量监测深井动力灾害的试验分析被引量：1
- 2014年
- 采掘活动引起工作面前方煤体应力场重新分布、煤体破裂、瓦斯运移等活动,煤体内部内能,势能等能量不断发生转换,并向外辐射电荷、电磁等能量,致使煤体应力,煤体温度发生变化。使用煤体应力、煤体电荷和煤体温度多参量监测技术,对工作面前方煤体压力、煤体电荷和煤体温度进行持续监测,可判断煤体应力变化、瓦斯运移及煤体破裂状况等,从而确定煤层动力灾害危险程度。通过现场试验研究表明:含瓦斯煤层煤体应力突变时,煤体辐射电荷量增加、煤体温度降低,应力平稳变化阶段,煤体温度、煤体电荷信号基本稳定不变。因此,可利用对煤体应力、煤体温度和煤体电荷的监测结果,判断煤层动力灾害危险性,并且煤体应力、煤体温度、煤体电荷监测技术可相互补充验证,增加动力灾害预测可靠度。力-电-热多参量预测技术可提高煤矿动力灾害预测准确性,为煤矿安全生产提供可靠保障。
- 李祁王皓潘一山徐连满马箫
- 关键词：动力灾害煤体应力煤体温度
- 深部岩体脆延转化特性与覆岩塑性极限状态研究被引量：1
- 2010年
- 为了研究深部开采覆岩变形破坏规律,基于深部岩体的脆延转化特性,采用解析分析方法,对深部采场上覆岩层极限承载能力进行了研究。结果表明:深部岩体在拉应力超过弹性极限强度后表现出塑性软化特性,承载能力随拉应变的增大而降低;深部开采上覆岩层的变形破坏规律主要受弯矩支配;随着采煤工作面的推进,采空区长度逐渐增大,上覆岩层所受弯矩逐渐增加,拉应变逐渐增大,当局部拉应力达到弹性极限强度时岩层处于弹性极限状态;随着采煤工作面的继续推进,弯矩继续增加,拉应变继续增大,最终岩层达到塑性极限状态,弯矩达到塑性极限值,岩层失去承载能力而断裂。关键岩层达到塑性极限状态时,因断裂而释放大量变形能,诱发冲击地压等矿山动力灾害。
- 李忠华姜学焱于文鑫
- 关键词：深部开采上覆岩层极限弯矩
- 扩胀-摩擦式吸能防冲锚索及其力学特性
- 冲击危险巷道围岩冲击大变形造成锚固支护材料过载失效已成为深部煤矿巷道支护技术中亟待解决的工程难题.针对传统钢绞线锚索难以适应围岩冲击作用而出现的过载拉断问题，基于金属圆管扩胀塑性变形及摩擦耗能原理，研发了 一种扩胀-摩擦...
- 王爱文范德威潘一山赵宝友代连朋
- 关键词：冲击地压
- 扩胀-摩擦式吸能防冲锚索及其力学特性被引量：3
- 2022年
- 冲击危险巷道围岩冲击大变形造成锚固支护材料过载失效已成为深部煤矿巷道支护技术中亟待解决的工程难题。针对传统钢绞线锚索难以适应围岩冲击作用而出现的过载拉断问题,基于金属圆管扩胀塑性变形及摩擦耗能原理,研发了一种扩胀-摩擦式吸能防冲锚索。采用塑性力学理论开展了吸能防冲锚索吸能原理解析分析,并结合正交模拟试验讨论了吸能装置结构尺寸及材料属性对吸能阻力的影响规律及敏感性,得到了影响吸能防冲锚索吸能阻力的主控因素。研究结果表明:吸能防冲锚索的吸能装置在让位吸能过程中,吸能装置吸能总阻力可分为扩胀变形阻力和滑动摩擦阻力2部分。吸能套管壁厚、膨胀比、屈强比、摩擦因数以及扩径台锥角对扩胀变形阻力、滑动摩擦阻力的影响规律存在显著差异,吸能套管屈强比增加会导致吸能总阻力降低,扩径台锥角越大,降低速度越快;滑动摩擦阻力对吸能套管膨胀比变化较为敏感,而扩胀变形阻力对扩径台锥角变化极为敏感,增大扩径台锥角可迅速降低滑动摩擦阻力,增大扩胀变形阻力,从而改变2者在吸能总阻力中的占比;扩径台锥角相同时滑动摩擦阻力对吸能套管膨胀比的敏感性显著大于扩胀变形阻力;摩擦因数直接影响滑动摩擦阻力,而对扩胀变形阻力没有影响。6因素5水平正交模拟试验结果表明:影响吸能总阻力的因素主次顺序为吸能套管壁厚、扩径台锥角、吸能套管屈强比、挤压圆台高度、吸能套管膨胀比以及摩擦因数,吸能总阻力数值模拟与理论计算结果的相对误差在10%以下,吸能套管壁厚、膨胀比、屈强比、摩擦因数以及扩径台锥角,对吸能总阻力的影响趋势与理论分析基本一致。理论解析、数值模拟与试验结果具有较高的吻合程度,证实了吸能防冲锚索解析模型、数值模型的正确性,可作为吸能防冲锚�
- 王爱文范德威潘一山潘一山代连朋
- 关键词：冲击地压
