【摘 要】
：
随着煤矿开采范围及开采能力的增大,煤炭矿山的开采条件逐渐变坏.随着开采加深,高地应力逐渐显现,地质构造变得越来越复杂,煤矿井下控制围岩变形的稳定性变得越来越困难.在分析采场底板应力分布规律及矿山压力的基础上,建立了煤层底板应力分析计算模型.通过理论分析和数值模拟,对煤层底板随工作面推进位置处应力分布规律进行了研究.对开采后煤层底板应力分布特征和煤层底板的破坏深度等变形破坏规律进行了研究.研究结果表
【机 构】
：
安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232001 东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819
论文部分内容阅读
随着煤矿开采范围及开采能力的增大,煤炭矿山的开采条件逐渐变坏.随着开采加深,高地应力逐渐显现,地质构造变得越来越复杂,煤矿井下控制围岩变形的稳定性变得越来越困难.在分析采场底板应力分布规律及矿山压力的基础上,建立了煤层底板应力分析计算模型.通过理论分析和数值模拟,对煤层底板随工作面推进位置处应力分布规律进行了研究.对开采后煤层底板应力分布特征和煤层底板的破坏深度等变形破坏规律进行了研究.研究结果表明,随着工作面的推进,在一定深度范围内垂直应力的变化要大于水平应力的变化,煤层底板应力沿深度变化幅度变小,最大主应力方向由垂直方向变为水平方向.研究结果为煤层开采后底板变形灾害的防治提供了理论依据.
其他文献
采用颗粒体模型与光滑节理模型,构建具有矿物颗粒细观结构特征的花岗岩等效晶质模型并对其进行单轴压缩加载,从细观角度深入揭示其破裂机制与能量演化规律.研究表明:加载过程中,试样内依次在晶质体边界上产生张拉型和剪切型微破裂;在接近峰值抗压强度时,在晶质体内部开始产生穿晶破坏的张拉型微破裂.微破裂产生的贯通裂纹最终导致试样宏观劈裂破坏.试样破坏前,应变能与黏结能呈逐渐增加的趋势;试样破坏后,其随应变发展急
岩体的破坏失稳过程常伴随着大量的裂纹扩展、贯通和岩桥的断裂破坏.采用改进的基于子块体单元应力的非连续变形分析(DDA)子块体开裂模拟算法,再现了单轴压载条件下方形试件中预置的不同倾角单裂纹以及不同间距、倾角共线双裂纹的发育过程,得到的裂纹扩展和贯通结果与相应的实验或其他数值模拟结果吻合较好.结果表明,总体来讲,单轴压载条件下岩石试件中预置裂纹相对于加载方向倾角的增大以及预置裂纹间间距的减小,将有利
获取花岗岩压缩过程中的声发射事件及其信号,分析了不同应力阶段信号振幅、频率分布和能量特征,获得了信号频率分布和对应的主频能量.当加载应力为30％σc时,信号主频为218 kHz;处于峰值应力时,主频为240 kHz.AE信号能量主要分布在62.5～250 kHz和375～437.5 kHz两个范围内.加载初期时,主频能量占总能量超过65％,达到峰值应力时,所占比例为59％.岩石声发射频率和能量特征
为了有效降低磁铁矿石粉碎能耗,将矿石粉碎过程视为一个能耗系统,通过大量典型矿山生产数据调查,采用数理统计的方法,建立相应的能耗分布关系模型,并以此分析了各作业环节的能耗分布规律.在此基础上,根据系统中各粉碎环节能量利用率不同,对庙沟铁矿爆破、碎矿、磨矿等作业的能耗重新进行优化分配,适当提高爆破、破碎作业能耗,以减少磨矿能耗,提高系统能量利用率,从而使矿石粉碎系统总耗能降低.以河钢庙沟铁矿为例可每年
鉴于本煤层水力压裂存在的缺陷,采用压裂煤层顶板实现煤层卸压增透.根据不同开口高度设置了5种模拟方案进行了数值模拟.通过声发射及剪应力分布,研究了不同开口高度条件下顶板压裂裂隙扩展动态特征.分析了压裂孔开口高度对顶板压裂效果的影响.结果表明,开口高度对顶板压裂裂隙扩展具有重要影响,增透效果随着开口高度的增大呈先增强后降低的变化趋势,开口高度为1～3 m时,顶板单孔压裂后煤层增透范围在水平方向可达17
将条块力位移法应用于边坡渐进破坏稳定分析.由于现行条分法,条块底边力学特性采用的是极限状态力学行为,以数值分析阐述了"极限状态"描述残余应力是适宜的,"理想弹塑性模型"难以描述边坡的渐进破坏过程,利用考虑岩土体软化特征本构模型可以描述边坡渐进破坏过程,以不平衡推力条块力位移法为例,以实例证明了边坡在渐进变形破坏过程中,综合下滑力一抗滑力、主推力、综合位移和富余位移法的稳定系数随滑面变形的增加而下降
为了研究卸荷速率在不同应力路径下对花岗岩变形特征的影响,采用MTS815试验机对花岗岩进行卸荷试验.数据分析表明:卸荷过程中,轴向应变增量小,侧向应变增量极大,两者最大相差120倍;随卸荷速率的增加,不同卸载路径下弹性模量的变化规律不一致,轴压恒定卸围压以及同时卸载轴压和围压两种路径下弹性模量随速率的增大而减小,卸围压同时增加轴压时弹性模量随卸荷速率的增加而先增加后减小且速率为0.1 MPa/s时
针对浅埋煤层高强度开采下老顶易形成"悬臂梁"结构切落压架的特征,建立了含中心斜裂纹的老顶岩梁破断的力学模型,应用断裂力学理论,推导了老顶岩梁的应力强度因子表达式及老顶周期来压步距和支架工作阻力计算式.分析结果表明:裂纹倾角对应力强度因子有一定的影响作用;老顶周期来压步距除与其岩性有关外,还与上覆岩层荷载、支架工作阻力、裂纹倾角、裂纹长度和已破断块体的水平挤压力相关.结合工程实例,计算了支架工作阻力
提出一种基于夹持式FBG(光纤光栅)传感器的钢筋腐蚀监测方法.即将管式封装的光纤光栅传感器作为腐蚀监测传感元件,将其固定在环形夹持件上,钢筋锈蚀引起的体积膨胀作用于夹持件,引起传感器波长变化,从而间接监测钢筋的腐蚀情况.通过加速腐蚀试验,对此钢筋腐蚀监测方法的可行性及监测效果进行了验证.结果表明:钢筋腐蚀的全过程中,光纤光栅传感器波长有明显的变化趋势,证明此种方法可以实现钢筋腐蚀的实时在线监测.
为了更好地控制巷道围岩变形,针对深部高应力破碎软岩巷道围岩变形量大、流变性强、支护难等特点,对深部巷道细砂岩进行了岩石蠕变效应试验.基于得到的试验结果,对岩石在不同侧压力作用下的轴向蠕变规律进行了研究.讨论了岩石应力-应变曲线受流变效应的影响,对不同应力水平下的岩石流变速率变化趋势进行了探讨,包括轴向和侧向两方面,分析了不同围压条件下岩石的流变破裂机制,初步掌握了细砂岩的三轴流变规律.最后,采用非