李臣
- 作品数：28 被引量：178H指数：8
- 供职机构：中国矿业大学（北京）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中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- 巷道围岩蝶形破坏理论的适用性分析被引量：38
- 2020年
- 蝶形破坏理论为定量研究地下围岩力学行为及解决地下工程灾害提供新的思路和方法.针对业内专家学者对蝶形破坏理论重点关心的问题展开研究,通过理论分析与数值模拟分析了理论计算的可靠性,以及蝶形破坏理论在不同巷道断面形状、层状围岩条件下的适用性.结果表明:1)理论计算与数值模拟得到的塑性区的形态与发展规律完全一致,仅在塑性区范围计算精度上有所差别,理论公式在研究巷道围岩力学行为规律方面具有可靠性;2)不同巷道断面形状围岩的蝶形破坏具有相似性,理论计算得到的蝶形破坏规律在非圆形断面条件下仍然适用;3)在层状围岩条件下岩层之间性质的差异导致巷道围岩蝶形破坏表现出选择性,但蝶形显现部位仍然符合蝶形破坏的数学界定,因此蝶形破坏理论在层状围岩条件下仍然适用.
- 郭晓菲郭林峰马念杰赵志强李臣
- 关键词：巷道断面
- 深立井井筒围岩破坏机理及井壁结构设计
- 2024年
- 为指导赵固二矿井筒建设,综合理论分析、数值模拟等方法,对井筒围岩损伤变形及井壁结构进行研究,结果表明:井筒穿越地层水平围压系数为1.75~1.86,导致软弱地层井筒塑性区蝶化分布,塑性区尺寸与双向主应力关系的RPP特性围岩强度影响较大;当埋深500~600m时,在冻结前后,及时浇筑井筒围岩损伤形态尺寸差异较大。基于此,确定选择冻结法施工,理论计算设计并校核了井壁结构参数,现场施工监测显示设计参数能够满足工程建设的安全稳定,为类似条件井筒建设提供参考。
- 贾成刚李臣李臣陈团团
- 关键词：深井井筒围岩损伤井壁结构
- 基于塑性区形态系数的巷道冲击风险性量化评估方法被引量：12
- 2021年
- 采用理论分析、数值模拟、现场案例分析的方法,从巷道围岩塑性区演化扩展与能量释放入手,研究了不同形态塑性区对应力变化的响应规律.建立了一个以塑性区形态系数为量化指标、以塑性区形态特征为评估判定依据、能够对处在一定应力与围岩环境中的巷道进行量化的冲击风险性评估方法.结果表明:圆形、椭圆形塑性区范围小、应力响应迟钝,蝶形塑性区范围大、应力响应敏感;应力改变会引发蝶形塑性区大范围扩展,并释放大量弹性能,随着蝶形形态的发展,塑性区对应力响应程度呈递增趋势;巷道围岩塑性区形态为圆形、椭圆形时冲击风险低,蝶形时冲击风险较高,且随着蝶形形态的发展,冲击风险性不断增大;塑性区形态系数量化表征了塑性区的形态演化规律,可以定量判别巷道围岩塑性区形态类别,同时可以量化塑性区所处的演化阶段,可作为巷道冲击风险性的量化评估指标.
- 郭晓菲郭林峰李臣马念杰赵志强霍天宏
- 浅埋煤层弱黏结顶板巷道支护对策研究被引量：3
- 2016年
- 针对塔拉壕煤矿2102辅运输巷掘进期间曾发生冒顶事故,为了保证弱黏结顶板巷道支护安全可靠,通过计算机数值模拟研究了主应力偏转方向为0°、15°、30°、45°、60°、75°及90°时,弱黏结顶板巷道围岩塑性区的分布特征,揭示了巷道围岩的破坏规律,当主应力偏转方向为30°和45°时,顶板围岩塑性区尺寸最大,破坏深度达3.9 m,帮部围岩塑性破坏程度较小,塑性区尺寸为0.5 m。重点对顶板进行支护,根据悬吊理论计算,提出了防冒顶的锚杆索支护参数。结果表明,顶板位移量很小,为5～12 mm,离层主要发生在0～2 m层位,占65%以上,巷道几乎不发生变形,没出现冒顶事故,基本能够保持稳定。
- 吕坤李洪斌郭书英李臣丁树丛
- 关键词：主应力方向围岩破坏规律支护对策
- 基于蝶形理论的工作面超前钻孔解危机理与技术应用
- 2024年
- 针对采动工作面超前应力集中导致冲击动力灾害问题,通过数值模拟研究了具有普适性的采动空间应力分布规律,分析了非均匀应力场作用下孔洞围岩塑性损伤机制,获得了孔洞围岩塑性区RPP扩展特性,解释了应力场演化期间孔洞围岩塑性区蝶化-劣化趋势效用下工作面超前大直径卸压钻孔的作用机理。研究结果表明,当推进长度大于两个见方时,采空区周边应力趋于稳态,沿采空区最小主应力P 3受应力卸载影响,在采空区边界处出现拐点;垂直采空区30 m内最大主应力P 1急剧增加,显著影响距离可达90 m,围压比在采空区10 m内变化明显,轴向侧压系数变化较稳定,垂向侧向系数在近采空区出现较大波动;孔洞围岩在非等压应力场呈现RPP扩展特性,即在围压比持续增大时孔洞围岩塑性区将出现圆形-椭圆形-蝶形的演化规律,其敏感性越发强烈并最终表现为塑性劣化,围岩失稳,能量释放,解释了工作面前方大直径钻孔卸压机理。基于此,在某矿沿工作面倾向布置孔径600 mm、间距7.5 m、贯穿工作面的大直径卸压钻孔,现场应用后电磁监测结果显示工作面前方整个压力显现较弱,卸压作用明显。
- 李臣李臣鱼琪伟吴桐
- 关键词：应力分布大直径钻孔
- 中近距离煤层同采巷道变形破坏规律及其控制被引量：5
- 2019年
- 针对布尔台煤矿上下煤层同采出现巷道剧烈变形破坏的情况,通过现场实测和FLAC3D数值模拟获得本煤层开采及下煤层开采对保留巷道变形破坏的阶段性特征及巷道掘进、本煤层回采、下煤层回采等不同阶段保留巷道的最终塑性区分布特征,即同煤层一次采动阶段巷道表现为变形随滞后工作面距离增加而增大,并在滞后200~400m时趋于稳定,塑性区最大深度由1.5m扩展至2.25m并稳定,上下煤层同采时留巷产生剧烈变形破坏,滞后段变形破坏急剧增加,呈现不规律性,塑性区由2.25m急剧扩展至6m。基于此,提出应力调控方法,即内错距离大于120m时,保留巷道在上下煤层同采时塑性区将大大减小,通过现场实践,将内错距离实际调控至508m,巷道变形得到有效控制。
- 吕情绪李臣宋桂军王东兴
- 关键词：变形破坏规律塑性区
- 矿权重叠区煤-气协同开发走廊规划及数值模拟研究
- 2024年
- 针对新街台格庙矿区立体煤-气资源矿权重叠导致资源难以统筹规划开发的现状,通过调研检索、理论分析、数值模拟等方法研究了矿权立体重叠区的“煤-气”协同开采模式,研究结果表明“煤-气”交叉开采的不利情景主要分为井下煤层腐蚀气井管、采掘过废弃井、地面沉降管线破损和其他经济技术影响等方面,开采模式可按照时间与空间的关系归纳为先气后煤、先煤后气和协同共采交叉模式等,并据此给出了矿区天然气走廊规划布置方案。“煤-气”协同开采走廊模式下走廊保护煤柱的回收将产生孤岛工作面,孤岛工作面应力分布特征结合矿区的深部开采条件将进一步诱发动力灾害,“短-短-长”工作面布置在最后超长工作面回收时的应力调控有利于弱化煤岩动力灾害。
- 高士岗李臣李臣董俊亮刘伟赵强何康
- 关键词：动力灾害
- 蒙陕矿区主斜井开拓影响因素及其适应性模糊论证研究
- 2024年
- 通过走访调研、资料检索、统计分析、理论演算等研究方法,系统研究了大型煤矿长距离缓斜坡主斜井开拓的适用性。结果表明:①井筒开拓方式选择主控因素归纳为地质条件、施工条件、安全条件及经济社会效益等4类;②经济效益与产能成正相关关系,与井深成负相关关系,一般斜井效益相对较好,但随着开拓深度的增加,两类开拓方式总费用差距逐渐缩小;③3层15个指标的评价体系模糊数学综合评价显示产能提升时缓坡斜井在投资及工期方面更占优势。
- 郭玉龙李臣李臣陈团团贾成刚
- 关键词：大型煤矿
- 孔洞围岩塑性区边界计算的理论研究现状与分析评价被引量：18
- 2021年
- 地下采矿工程中的巷道、开切眼、各种开采硐室空间、人工钻孔及天然洞穴等,在地下无限大的空间范围内,其围岩破坏及稳定性问题均可统一到孔洞周围岩体力学的研究中。结合煤矿井下的工程条件,采用理论计算与数值模拟对比分析的方法,研究了静水压力下的理论公式与非均匀应力场中的塑性区边界方程,详细分析了理论计算的力学模型、推导原理、推导过程、计算精度,进而对其适用性进行评价分析。研究结果表明:静水压力下的理论公式推导过程严密,精度较高,适用于静水压力及偏应力不高条件下围岩塑性区范围的计算,偏应力较高环境下不再适用;非均匀应力场中圆孔围岩塑性区边界方程推导过程做了简化,其结果为近似解,与数值模拟计算结果相比在精度上有一定误差,但是可以很好地反映非均匀应力场中孔洞围岩塑性区形态演化规律,对于研究地下高偏应力场中巷道围岩的破坏规律及致灾机理有重要的指导意义。通过对已有孔洞围岩塑性区边界计算理论的分析评价,明确了不同理论方法的优劣势以及适用条件,对于合理应用理论指导工程实践有重要的实用意义。
- 李永恩李永恩马念杰马念杰霍天宏
- 关键词：岩体力学
- 塔拉壕矿软岩大巷支护参数优化研究被引量：1
- 2017年
- 针对塔拉壕煤矿2煤大巷软弱围岩的条件,采用数值模拟对大巷围岩塑性区进行分析。结果显示顶板最大破坏深度1 m,帮部破坏不明显,结合理论分析对大巷支护参数进行了优化设计。工程试验表明:巷道最大位移量约10 mm,位移主要发生在顶板上方0~2 m,巷道能够保持稳定。
- 李志军吕坤李臣高旭
- 关键词：软岩大巷支护参数优化围岩监测
