中央高校基本科研业务费专项资金(2009QM01)
- 作品数：22 被引量：428H指数：14
- 相关作者：赵毅鑫王浩姜耀东焦振华卢志国更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）中国矿业大学(北京)中国矿业大学更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程化学工程建筑科学更多>>
- 基于地应力反演的构造应力区沿空巷道窄煤柱宽度优化研究被引量：63
- 2018年
- 基于地应力测量和三维建模技术,对黄岩汇15111工作面褶曲构造应力场进行了反演,研究了构造应力区采空区边缘不同位置处煤层顶板垂直应力的分布特征,不同位置处护巷煤柱上垂直应力、巷道顶板水平应力、以及巷道围岩变形量随煤柱宽度增加而变化的规律,并据此探索了一种确定构造应力区沿空巷道合理窄煤柱宽度方法,确定该构造应力区窄煤柱宽度为6.5 m。研究发现:构造应力区采空区边缘应力集中系数减少量在背斜左翼、向斜右翼中部最为明显;处于背斜左翼、向斜右翼中心对称位置煤柱上垂直应力、巷道顶板水平应力曲线呈"分别相似"特征,且该特征随着煤柱宽度增加而变得明显;构造应力区窄煤柱上垂直应力峰值偏向巷道侧,且垂直应力场随着煤柱宽度增加出现明显的内、外应力场;构造应力对沿空巷道顶板水平应力的分布也有影响,煤柱宽度为4.0~8.0 m时,巷道顶板水平应力自褶曲背向斜交界处向背、向斜轴部呈递减趋势,煤柱宽度为9.0~16.0 m时,呈递增趋势;褶曲对巷道围岩变形量的影响在煤柱宽度较窄时较为明显,在煤柱宽度4.0~10.0 m时,褶曲背、向斜中心对称位置巷道围岩变形量呈"分别相似"特征,煤柱宽度大于10.0 m后褶曲背、向斜中心对称位置巷道围岩变形量变化特征趋于一致。
- 姜耀东宋红华马振乾宋红华马振乾
- 关键词：地应力数值模拟沿空掘巷窄煤柱
- 开采扰动下断层面库仑应力及诱发矿震时空演化特征被引量：23
- 2018年
- 为研究煤矿开采扰动下断层面库仑应力演化特征及诱发矿震时空分布规律,基于赵楼矿1303综放工作面生产地质条件,理论分析了断层面库仑应力影响因素,采用数值模拟及岩石力学试验方法,探讨了逆断层下盘工作面向断层开采过程中,断层面不同位置库仑应力变化规律,并分析了现场矿震监测数据时间统计特征及震源空间分布规律。结果表明:开采扰动因素σ_x,σ_y,τ_(xy)(等于τ_(yx)),断层倾角θ及断层面摩擦因数μ综合决定了断层面库仑应力f,当开采扰动及断层摩擦因数确定时,取df/dθ=0可确定断层活化失稳最危险角;断层构造破坏了采动应力扰动圈的对称性及位移扰动圈的连续性;岩石力学试验及数值模拟结果均表明沿断层面岩层高位点先于低位点受到采动影响,且过断层前随断层与工作面距离减少,断层面活化失稳危险先升高后降低;工作面过断层前后,矿震日震动频次由20次/d上升至35次/d,而日震动平均能量由22 kJ下降至4 kJ,表明工作面过断层前高能量矿震较多,对围岩扰动剧烈,过断层后扰动较平缓;同时工作面过断层前后,断层面上矿震震源集中区由高层位岩层向低层位岩层转移。
- 赵毅鑫赵毅鑫王浩卢志国
- 关键词：断层库仑应力矿震
- 单轴压缩条件下砂岩的声热效应特征研究被引量：7
- 2019年
- 在单轴压缩条件下对鄂尔多斯盆地煤系地层中的中砂岩、细砂岩、粉砂岩进行声发射(AE)和红外辐射测试,分析加载过程中应力、声发射能量、平均红外温度(AIRT)与时间演化特征,研究不同颗粒砂岩在破裂过程中的声热效应特征。结果表明:同种砂岩不同区域AIRT在压密弹性阶段走势相同,在塑性及破坏阶段走势并不一致,总体呈波浪下降趋势,且砂岩中部的温度均高于上部和下部;不同砂岩破坏时温度变化与能量积聚、耗散状态相关,表面整体AIRT变化呈现波浪下降趋势;AE刚开始不明显,塑性阶段后期AE由相对平静状态进入突增状态,峰后仍有大量AE现象;红外辐射的前兆要先于AE,中砂岩的红外预警时间平均比AE提前20.533 s,细砂岩提前6.516 s,粉砂岩提前6.4 s,AE敏感性要高于红外辐射;砂岩的声热效应与颗粒大小密切相关,颗粒越大,声热效应越明显,依次为中砂岩、细砂岩、粉砂岩。
- 杨志良赵毅鑫杨东辉杨东辉刘斌
- 关键词：单轴压缩砂岩敏感性
- 基于FLAC^(3D)的软岩巷道支护方式对比分析被引量：4
- 2013年
- 以辽宁铁法煤业集团小康矿为工程背景,通过分析该矿地质条件,提出一种能够有效控制围岩变形的高强高预紧力支护方式。运用FLAC^3D数值模拟软件,对地质条件复杂的软岩巷道S2N8工作面运输巷,按照实际尺寸分别建立新旧支护方式的数值计算模型。通过分析数值计算结果,对比新旧支护方式下巷道围岩位移和塑性圈范围,得出新型支护方式能够有效控制围岩变形和破坏。对模拟段巷道进行了现场工业试验,并对巷道围岩位移进行监测,证明模拟结果的可靠性。
- 刘帅武俊平
- 关键词：复杂地质条件FLAC^3D软岩巷道
- 逆断层下盘工作面回采扰动引发断层活化特征的试验研究被引量：29
- 2018年
- 为分析逆断层下盘工作面回采对断层面错动失稳影响,在双轴等压加载条件下,试验获得了逆断层下盘煤层回采扰动下断层活化失稳特征。结果表明:回采工作面围岩由内向外形成采动卸压区、支承升压区、原始应力区的动态演化将诱发断层构造错动活化,且逆断层构造更易受回采工作面扰动区影响;双向等压条件下逆断层下盘煤层开挖,垂直方向扰动与水平方向扰动载荷比由1逐渐增加至6,断层面发生离层或剪滑失稳的危险升高;断层构造面附近应变呈不均匀分布,且煤层处应变明显高于顶、底板岩层;煤层开挖引发的声发射事件84%能量分布在10-13~10-10 J,主要分布于煤层顶板岩层,且跨越断层面声发射事件较少,表明断层构造对应力扰动有阻断作用;开挖煤层与断层面交叉处是声发射事件集聚区域,发生错动失稳危险性较高。对比赵楼煤矿1303工作面实际矿震数据,矿震震源与试验声发射源空间分布特征具有一定相似性,佐证了类逆断层组合结构岩石试验方法的可行性。
- 赵毅鑫赵毅鑫王浩卢志国卢志国
- 关键词：逆断层声发射矿震冲击地压
- 复合动力灾害危险下被保护层回采巷道位置优化被引量：7
- 2017年
- 针对突出煤层中回采巷道围岩易受采动影响而产生应力集中,存在围岩冲击动力失稳危险,进而可能诱发冲击-突出复合动力灾害的难题,以淮南矿区朱集西矿保护层开采为工程背景,分析了影响煤岩冲击-突出复合动力灾害的主要因素,计算了被保护层卸压范围,模拟分析了被保护层中回采巷道布置在不同位置时其围岩应力峰值、塑性区范围及峰值点煤岩应力梯度的变化特征,确定了被保护层回采巷道复合动力灾害防治优化区及局部预警防治措施。结果表明:采深、煤岩力学性质、煤岩结构、构造应力是影响煤岩复合动力灾害的主要因素;保护层开采可降低被保护层煤岩冲击-突出复合动力灾害危险性;保护层回采后,被保护层中回采巷道位置从外错向内错变化时,其围岩应力峰值、峰值点处煤岩应力梯度逐渐降低,围岩塑性范围先增大后减小;确定被保护层回采巷道内错17~30 m范围为防治煤岩复合动力灾害优化区。
- 王浩赵毅鑫焦振华李思乾易恩兵
- 关键词：保护层开采煤与瓦斯突出
- 轴压和渗透压对破碎岩石渗透率影响的试验研究被引量：8
- 2018年
- 在5种轴压和8种渗透压条件下,利用破碎岩石变形-渗流试验系统进行了破碎岩石渗流试验,以探讨轴压和渗透压对破碎岩石渗透率的影响。研究结果表明:随着轴压和渗透压增高,破碎岩石渗透率均减小,渗透压对渗透率的影响大于轴压对渗透率的影响;相同渗透压条件下,随着轴压增高,破碎岩石渗透率表现为增大、减小、增大;相同轴压条件下,随着渗透压增高,破碎岩石渗透率表现为单调递减;推导出破碎岩石渗透率与轴压、渗透压的函数关系式,以便更加准确地预测渗透率的数值。
- 赵毅鑫赵毅鑫张通
- 关键词：破碎岩石轴压渗透压渗透率
- 神东浅埋工作面矿压显现规律的多因素耦合分析被引量：27
- 2016年
- 针对神东矿区浅埋工作面矿压显现特征,结合126例浅埋工作面矿压实测数据采用回归分析、概率统计手段,分别就工作面覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度对工作面矿压最大值、载荷分布及来压步距影响进行单一及耦合分析,提出覆岩硬度系数法来数值化覆岩岩性并结合KSPB软件归类覆岩,结果表明:1覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度与工作面矿压最大值分别呈线性、线性、负对数及正双对数函数相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同;2工作面斜长上矿压呈二次函数分布,载荷分布系数a与工作面长度呈负对数相关,无、单一及多关键层下相关参数不同,且覆岩岩性、采高、埋深对工作面矿压分布影响较小;3工作面初次、周期来压步距与覆岩硬度系数呈正指数相关,与采高、埋深及工作面长度呈概率分布相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同,覆岩硬度系数预测值与概率统计值的并集为工作面初次、周期来压步距预测值。对比分析及工程实践表明,经验回归公式结合概率统计分析在一定残差范围内可准确预测浅埋工作面矿压最大值、载荷分布规律及初次、周期来压步距。
- 张通赵毅鑫朱广沛王少磊焦振华
- 关键词：浅埋深采场矿压影响因素概率统计
- 冲击载荷下煤样动态拉伸劈裂能量耗散特征实验被引量：31
- 2015年
- 为研究煤样动态拉伸变形破坏过程中的能量耗散规律,利用分离式霍普金森杆冲击加载系统,对煤样进行冲击条件下巴西圆盘劈裂试验,探讨了冲击速度、层理倾角及饱和含水对煤样总吸收能密度、总耗散能密度和损伤变量的影响;同时将煤样破碎后产生粒径为0~0.2 mm和0.2~5 mm的碎屑进行收集,并对不同尺寸碎屑的分布特征进行了对比分析。研究表明:同一层理倾角的自然煤样损伤变量随着冲击速度的增加呈近似线性增加,饱水煤样损伤变量整体随冲击速度增大呈指数函数增加;相比于自然煤样,饱水煤样粒径为0~0.2 mm的碎屑量减少了14.1%~31.3%,粒径为0.2~5 mm的碎屑量减少了33.7%~53.0%;但当层理倾角为45°时,饱水煤样碎屑量质量百分比反而比自然煤样要大。
- 赵毅鑫龚爽黄亚琼
- 关键词：霍普金森压杆煤岩能量耗散层理
- 综放工作面采动诱发逆断层张剪失稳特征及矿震活动规律分析被引量：19
- 2017年
- 由于综放工作面开采空间大,对周边煤岩体扰动强烈,易引发断层构造活化,进而诱发大能量矿震导致冲击地压灾害,基于赵楼煤矿1303综放工作面生产和地质条件,理论分析了工作面回采对断层构造扰动影响的主控因素。采用相似模拟方法分析了断层构造错动滑移时空演化特征,并统计分析了工作面采动实际矿震震源活动演化规律。结果表明:逆断层下盘工作面回采,断层面发生张拉离层和剪切滑动的主控因素为表征开采扰动垂直作用力Pv和水平作用力Ph的比值k、表征断层几何特性的断层倾角θ、以及表征断层力学特性的内摩擦角φ;工作面开采首先引发覆岩低层位断层岩块滑动,并随工作面与断层面距离的减小逐渐向高层位断层岩块扩展;断层诱发矿震需满足断层产生滑动失稳且滑动表现为黏滑两个条件。工作面矿震活动规律:采空区范围越大,矿震活动越剧烈;矿震震源丛集于采空区区域,且随工作面推进向前方及高层位岩层转移。对1303工作面矿震事件影响程度:Fd96断层张剪失稳>采空区覆岩破断运动>FZ14断层张剪失稳。
- 王浩赵毅鑫牟宗龙焦振华张旭卢志国
- 关键词：断层
