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Rock burst risk evaluation based on equivalent surrounding rock strength 被引量:8
1
作者 Jinglin Wen Husheng Li +3 位作者 Fuxing Jiang Zhengxing Yu Haitao Ma Xiaolin Yang 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2019年第4期571-576,共6页
On-site investigations consistently show that the rock burst inherent to coal seams varies greatly with coal seam thickness.In this study,impact factors related to coal seam thickness and surrounding rock strength wer... On-site investigations consistently show that the rock burst inherent to coal seams varies greatly with coal seam thickness.In this study,impact factors related to coal seam thickness and surrounding rock strength were analyzed and a corresponding rock burst risk assessment method was constructed.The model reflects the influence of coal seam thickness on the stress distribution of surrounding rock at the roadway.Based on the roadway excavation range,a stress distribution model of surrounding roadway rock is established and the influence of coal seam thickness on rock burst risk is analyzed accordingly.The proposed rock burst risk assessment method is based on the equivalent surrounding rock strength and coal seam bursting liability.The proposed method was tested in a 3500 mining area to find that it yields rock burst risk assessment results as per coal seam thickness that are in accordance with real-world conditions.The results presented here suggest that coal seam thickness is a crucial factor in effective rock burst risk assessment. 展开更多
关键词 Mining engineering coal SEAM thickness rock burst risk EQUIVALENT SURROUNDING rock strength BURSTING LIABILITY
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不同加载速率对煤岩组合体巴西劈裂特性的影响
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作者 陈岩 王嘉豪 +3 位作者 邓良涛 洪紫杰 荣腾龙 侯志强 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期29-36,共8页
目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表... 目的为了研究煤岩组合体在采掘过程中的抗拉特性,方法以煤岩组合体为研究对象,利用RMT-150B实验机对其进行不同加载速率下的巴西劈裂试验,分析加载速率对煤岩组合体劈裂破坏的强度特征、破坏形态、能量特征和裂纹演化的影响。结果结果表明:煤岩组合体的应力-应变曲线大致经历了压密阶段、弹性阶段、屈服阶段、破坏阶段,其破坏模式与加载速率无关,均沿着圆盘交界面裂成两半;煤岩组合体的抗拉强度与加载速率呈正相关,加载速率较小时,试样的抗拉强度随加载速率变化十分显著;当加载速率增大时,试样的抗拉强度增幅减小;不同加载速率下,煤岩组合体试样的能量集中在0.33~0.42 J,且试样抗拉强度越大,损伤所需的能量也越大;应力-裂纹应变峰前曲线经历裂纹闭合阶段、弹性阶段、裂纹扩展阶段,轴向裂纹损伤应力与抗拉强度值接近,裂纹参数具有明显的加载速率效应。结论研究结果对于揭示煤岩组合结构拉伸破坏机理具有重要理论价值。 展开更多
关键词 煤岩组合体 巴西劈裂 强度特征 能量特征 裂纹演化
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Mechanical properties of material in a mine dump at the Shengli#1 Surface Coal Mine,China 被引量:3
3
作者 Gao Shiyou Zhou Wei +4 位作者 Shi Xuyang Cai Qingxiang Crusoe Garmondyu E.Jr. Jisen Shu Huang Yuejun 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2017年第3期545-550,共6页
ln-situ experiments were conducted to investigate the mechanical properties of the soil-rock mixture in the internal dump of the Shengli #1 Surface Coal Mine, China. Based on the experimental results, this study used ... ln-situ experiments were conducted to investigate the mechanical properties of the soil-rock mixture in the internal dump of the Shengli #1 Surface Coal Mine, China. Based on the experimental results, this study used comparative analysis and found that the shear strength of the soil-rock mixture in the dump was greater than the residual shear strength of the original rock. The results showed that the material presented in the dump as large blocks was the main factor affecting the strength of the soil-rock mixture, Numerical simulation was carried out for the analyses of three factors: different combinations of shear failure, rolling failure along with different large-block radius ratios, and mixture densities. The results illustrated that the cohesion and angle of internal friction of the soil-rock mixture are 12 kPa and 32.26°. However, in some cases the bench angle in the dump was controlled by a coupling relationship of rocks in the material. Finally, the stability of a soil slope showed a linear relationship with the large-block radius ratio and the bulk density. 展开更多
关键词 Surface coal mine Soil-rock mixture Residual strength In-situ experiment Mechanical model
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不同加载条件下含瓦斯煤岩强度极限邻域范围研究
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作者 王波 马世纪 +4 位作者 田志银 任永政 王军 黄万朋 王灵 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期114-125,共12页
煤与瓦斯突出灾害的发生机理尚不清楚,据流变假说,含瓦斯煤岩在长期载荷下可能进入“强度极限邻域”,此时受外部冲击扰动更易破坏。为研究不同加载条件下含瓦斯煤岩的“强度极限邻域”,以找到进入该状态的影响规律,并建立相应的微观判... 煤与瓦斯突出灾害的发生机理尚不清楚,据流变假说,含瓦斯煤岩在长期载荷下可能进入“强度极限邻域”,此时受外部冲击扰动更易破坏。为研究不同加载条件下含瓦斯煤岩的“强度极限邻域”,以找到进入该状态的影响规律,并建立相应的微观判别标准,利用自主研发的岩石流变扰动效应三轴试验系统和煤岩流变扰动效应渗流实验装置,开展不同围压、不同瓦斯压力、轴压下的含瓦斯煤岩流变扰动实验,通过核磁共振手段对流变扰动前后煤岩进行分析对比,得到不同加载条件下的孔隙率、孔径分布、T_(2)谱曲线。试验结果表明:①不同加载条件下的煤岩流变过程中,存在一个应力阈值,可以使得煤岩在受到外部冲击扰动后阈值左右邻域有不同力学性质的表现;当施加力小于此阈值时,冲击扰动后,煤岩的孔隙度减小,煤样随之被压缩紧密,T_(2)谱曲线中代表大孔径的谱峰降低,谱峰曲线左移;当施加力大于此阈值时,冲击扰动后,煤岩大孔径孔隙增多,T_(2)谱曲线出现右移,所有谱峰高度增大,说明该应力阈值是用来判断煤岩是否进入“强度极限邻域”关键。②围压和瓦斯压力对煤岩的影响具有相反的力学作用性质,在抗压能力、损伤程度、长期强度、“强度极限邻域”中有所表现,其中,围压越大,煤岩越晚进入“强度极限邻域”,瓦斯压力越大,煤岩则越早进入该邻域。③煤岩的孔径分布、T_(2)谱曲线能直观反映了煤岩“强度极限邻域”内、外微观变化特征。④通过煤岩孔隙率所确定的进入“强度极限邻域”时的轴压与围压、瓦斯压力构建函数方程可判断不同加载条件煤岩进入“强度极限邻域”的时机,作为进入“强度极限邻域”范围时的判别标准,其中围压越大,此时进入“强度极限邻域”范围时的应力阈值越大;瓦斯压力越大,进入“强度极限邻域”时的应力阈值越小。 展开更多
关键词 含瓦斯煤岩 流变扰动效应 强度极限邻域 核磁共振 T2谱曲线
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岩煤强度比对组合体破裂声发射及裂隙分形特性的影响 被引量:1
5
作者 赵鹏翔 王晓玉 +4 位作者 李树刚 贾永勇 林海飞 易春艳 李绍蓉 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期649-659,共11页
为研究不同岩煤强度比条件下煤岩组合体分层介质的渐进破坏特征,采用DYD-10电子万能试验机、PCI-8型声发射信号采集系统,结合能量耗散、分形理论,对不同岩煤强度比的煤岩组合体开展了单轴压缩试验。结果表明:不同岩煤强度比组合体试件... 为研究不同岩煤强度比条件下煤岩组合体分层介质的渐进破坏特征,采用DYD-10电子万能试验机、PCI-8型声发射信号采集系统,结合能量耗散、分形理论,对不同岩煤强度比的煤岩组合体开展了单轴压缩试验。结果表明:不同岩煤强度比组合体试件破坏模式为煤体部分的剪切破裂进而牵引岩体破裂;岩煤强度比的增加,使得煤岩组合体的抗压强度在有限的范围内增加,而煤体强度是影响试件抗压强度的主要因素;分形维数D_(c)的斜率均大于D_(r),煤岩组合体全应力应变过程中裂隙在煤体部分的发育程度更完全;随着岩煤强度比增大,煤岩组合体中煤体部分裂隙更加发育、破坏程度更大,岩体部分裂隙扩展范围更小;当岩煤强度比增大时,煤岩组合体储能极限逐渐减小,试件内部储存的能量不足以驱动裂隙进一步向岩层部分扩展。该研究对进一步完善采动煤岩体动力学灾害防治具有重要意义。 展开更多
关键词 类煤岩材料组合体 岩煤强度比 渐进破坏 分形维数 能量耗散
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水岩作用下不同煤体厚度组合体力学特性及损伤规律研究
6
作者 张博成 吴斌斌 杨逾 《河南科学》 2024年第1期55-61,共7页
为研究水岩作用下煤岩组合体力学行为及其界面不均匀破坏特征,揭示井下隔水煤岩柱变形及富水环境下煤岩层变形规律.对不同高度比例的岩-煤-岩组合体开展干燥和饱水条件下单轴压缩试验,分析组合体应力-应变、强度及弹性模量劣化规律,探... 为研究水岩作用下煤岩组合体力学行为及其界面不均匀破坏特征,揭示井下隔水煤岩柱变形及富水环境下煤岩层变形规律.对不同高度比例的岩-煤-岩组合体开展干燥和饱水条件下单轴压缩试验,分析组合体应力-应变、强度及弹性模量劣化规律,探究水岩作用下煤-岩交接面处应力分布关系,明确组合体变形破坏特征及过程.研究结果表明:水岩作用下煤体高度对组合体力学特征具有较大影响,在干燥与饱水状态下,组合体单轴抗压强度与弹性模量均随煤体高度的增加而减小,且试件的破坏形态随着煤体高度的增加由拉伸破坏转变成斜面剪切破坏,最终表现为煤体挤裂破坏.但组合体强度损失劣化度随着岩体层间煤体高度增加,先增大后减小,当煤∶岩高度比为1∶2时,组合体强度对水的敏感度最大并出现极大值,这主要与煤岩交界面高度位置有关.弹性模量呈现降速缓释趋势,主要与组合体组成岩石性质有关.水岩作用下煤体部分为组合体整体失稳破坏的触发点位,延续影响煤体两端岩体,由于交界面产生侧向平面约束力,使煤体轴向抵抗变形能力得到强化,但随着煤体高度的增加,煤体中部所受约束影响迅速衰减.组合体变形破坏渐进性过程分为四个阶段:裂隙孔隙压密阶段、裂隙产生并稳定发育阶段、裂隙加速发育并贯通阶段和破坏后阶段. 展开更多
关键词 水岩作用 煤岩组合体 强度劣化 力学行为 裂隙演化
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基于黏聚力单元的煤岩复合体水力压裂裂纹扩展规律研究 被引量:2
7
作者 张照伟 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第1期57-64,共8页
为分析煤岩复合体中水力裂缝扩展路径及演化规律,从应力场、煤岩交界面强度以及煤层层理倾角出发,基于黏聚力单元法建立了煤岩复合体水力压裂模型,分析了不同工况下煤岩复合体水力裂缝扩展规律。研究结果表明:煤岩复合体水压裂缝在上覆... 为分析煤岩复合体中水力裂缝扩展路径及演化规律,从应力场、煤岩交界面强度以及煤层层理倾角出发,基于黏聚力单元法建立了煤岩复合体水力压裂模型,分析了不同工况下煤岩复合体水力裂缝扩展规律。研究结果表明:煤岩复合体水压裂缝在上覆岩层中起裂后,随着垂向与水平应力差的逐渐增大,水力压裂裂缝受应力场的控制作用越来越显著;煤岩交界面强度较小时,水力裂缝在交界面中难以形成水压聚集达到煤层的开裂条件,煤岩交界面强度较大时能够在煤岩交界面中扩展一定距离并完成憋压,当压力达到煤层开裂条件时水压裂缝穿越煤岩交界面并诱导煤层起裂扩展;在煤层层理倾角30°条件下水力裂缝沿主应力方向形成主裂缝并沿层理方向形成次生分支裂缝;在不同地质条件下,应力场、煤岩交界面和煤体层理对水力裂纹的控制作用不同,可结合三者对水力裂纹的控制作用使其形成复杂的裂纹网络结构。 展开更多
关键词 煤岩复合体 水力压裂 交界面强度 黏聚力单元 裂纹扩展
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不同浸润时间下煤岩蠕变力学模型研究
8
作者 张智敏 《粉煤灰综合利用》 CAS 2024年第2期39-44,共6页
以煤岩为研究对象,进行不同浸润时间下的单轴压缩蠕变试验。试验表明:煤岩在轴向应力加载瞬间,产生瞬时弹性应变,接着出现衰减、稳定蠕变,当加载应力高于长期强度时,表现出加速蠕变行为;通过等时应力-应变曲线求拐点的方式,确定煤岩长... 以煤岩为研究对象,进行不同浸润时间下的单轴压缩蠕变试验。试验表明:煤岩在轴向应力加载瞬间,产生瞬时弹性应变,接着出现衰减、稳定蠕变,当加载应力高于长期强度时,表现出加速蠕变行为;通过等时应力-应变曲线求拐点的方式,确定煤岩长期强度,随着浸润时间的增长而递减。基于煤岩蠕变的黏弹塑性,确定基础蠕变模型,利用考虑损伤的Hooke体描述煤岩瞬时弹性应变,分数阶黏滞体表征黏弹性应变,分数阶黏塑性体反映黏塑性应变,构建一个新的改进后的煤岩蠕变力学模型。结果表明:改进后模型对煤岩蠕变曲线具有良好模拟效果,能较为准确反映煤岩在不同浸润时间下的蠕变力学行为。 展开更多
关键词 浸润时间 煤岩 加速蠕变 长期强度 模型
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浸水煤样强度劣化机理与防隔水煤柱留设公式优化方法探讨
9
作者 徐祥宇 皇甫萌娜 +3 位作者 马梦婷 李东宸 郭永强 徐智敏 《煤炭科技》 2024年第5期56-62,共7页
防隔水煤柱的留设是防治老空水害问题的有效措施之一,为考虑煤柱长期浸水失稳对防隔水煤柱安全留设尺寸的影响,进一步提高防隔水煤柱的安全性,以华北型煤田为研究背景,基于模拟浸泡试验实测数据,分析了煤柱浸水时的强度破坏规律,探究了... 防隔水煤柱的留设是防治老空水害问题的有效措施之一,为考虑煤柱长期浸水失稳对防隔水煤柱安全留设尺寸的影响,进一步提高防隔水煤柱的安全性,以华北型煤田为研究背景,基于模拟浸泡试验实测数据,分析了煤柱浸水时的强度破坏规律,探究了强度破坏的内在原因及影响因素。结果表明:不同浸泡环境下的煤柱抗压强度均随浸泡时间的延长而降低,并最终趋于稳定;抗拉强度与浸泡时间的关系在不同浸泡条件下呈现不同的变化规律,去离子水溶液浸泡条件下仍呈降低且趋于稳定的变化趋势,在高矿化度矿井水环境下则存在临界值,并在突破临界值后再次呈现降低趋势;影响煤柱稳定性的因素包括煤岩体性质、浸泡时间、浸泡溶液水化学特征等,其中浸泡时间为主要影响因素之一。结合实测数据及上述分析,从更加安全的角度引入了煤柱软化系数以限制经验公式中的抗拉强度,将防隔水煤柱留设公式修正为:L=0.5KM√3P/R_(t)K_(p)。 展开更多
关键词 防隔水煤柱 浸泡试验 强度破坏 水—岩反应 公式修正
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不同界面倾角下煤岩组合体强度及破坏特征分析
10
作者 段洪浪 《山西冶金》 CAS 2024年第5期54-56,共3页
开采深部煤炭时,煤层与顶底板相互作用更加明显,影响工作面安全生产。针对此问题,基于离散元方法,采用PFC2D建立了煤岩组合体试样,分析了不同界面倾角下煤岩组合体强度及破坏特征。结果表明,随着煤岩界面倾角的增加,煤岩组合体试样的峰... 开采深部煤炭时,煤层与顶底板相互作用更加明显,影响工作面安全生产。针对此问题,基于离散元方法,采用PFC2D建立了煤岩组合体试样,分析了不同界面倾角下煤岩组合体强度及破坏特征。结果表明,随着煤岩界面倾角的增加,煤岩组合体试样的峰值强度近似线性减小,弹性模量非线性增加,起裂应力和峰值应变规律性较差,AE计数的峰值逐渐降低,且AE事件出现阶段提前,试样破坏形态逐渐由“V”字形向沿界面倾角破坏转变,且裂纹具有更强的贯穿能力。 展开更多
关键词 煤岩组合体 倾角 离散元 强度特征 破坏特征
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浅埋近距离煤层群工作面支架选型技术研究
11
作者 闫俊杰 范宇 孙利辉 《建井技术》 2024年第3期16-20,53,共6页
为了确保浅埋近距离煤层群工作面的安全高效开采,以陕西神木矿区锟源煤矿近距离2-2煤采空区下,3-1煤工作面开采作为工程背景,采用理论分析、数值模拟和相似模拟的研究方法,分析近距离煤层上层煤开采后,下分层3-1煤工作面开采时工作面支... 为了确保浅埋近距离煤层群工作面的安全高效开采,以陕西神木矿区锟源煤矿近距离2-2煤采空区下,3-1煤工作面开采作为工程背景,采用理论分析、数值模拟和相似模拟的研究方法,分析近距离煤层上层煤开采后,下分层3-1煤工作面开采时工作面支架的合理支护强度。理论计算工作面支架支护强度为0.695 MPa,数值模拟3-1煤工作面支架支护强度为0.4~0.77 MPa,相似模拟3-1煤工作面支架支护强度为0.45~0.78 MPa,该工作面工作阻力大于7 435 kN,与现场实测数据相吻合。由此表明,现有支架选型不满足支护要求,选用支护阻力为8 200 kN的液压支架可满足工作面支护要求。该研究补充了在浅埋近距离煤层群开采情况下工作面支架选项技术研究,为神木地区浅埋近距离煤层群的安全高效回采提供了理论依据。 展开更多
关键词 浅埋煤层 煤层群开采 台阶岩梁 支护强度 支架选型
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加载速率对岩-煤-岩组合体力学和破坏特征的影响
12
作者 马士亮 刘钢 刘学斌 《山东煤炭科技》 2024年第9期128-132,共5页
针对矿井中岩煤岩复合结构在不同荷载条件下破坏的复杂性等问题,基于离散元法研究了不同加载速率下,岩煤岩组合结构的强度和破坏特征,分析了不同裂纹数时刻试样内部应力分布特征及砂岩、煤岩结构承载演化过程。结果表明,岩煤岩组合体峰... 针对矿井中岩煤岩复合结构在不同荷载条件下破坏的复杂性等问题,基于离散元法研究了不同加载速率下,岩煤岩组合结构的强度和破坏特征,分析了不同裂纹数时刻试样内部应力分布特征及砂岩、煤岩结构承载演化过程。结果表明,岩煤岩组合体峰值应力随加载速率整体近似线性增加,峰值应变随加载速率整体呈加速增加趋势,弹性模量随加载速率整体呈减速增加趋势;当加载速率较高时,试样应力应变曲线出现明显波动;随加载速率增加,试样在声发射递增期和峰值期的AE事件逐渐密集;试样最大裂纹数随加载速率整体呈线性增加趋势,低应力水平下由煤岩结构承载,达到峰值强度后承载结构逐渐由煤岩结构向砂岩结构转化。 展开更多
关键词 岩煤岩组合结构 离散元法 强度特征 破坏演化
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不同煤体高度煤岩组合体的蠕变扰动特性及强度极限邻域研究
13
作者 黄子康 李准 +2 位作者 王继超 马世纪 杨雨默 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第12期39-47,共9页
为了研究不同煤体高度煤岩组合体的蠕变扰动特性,运用岩石流变扰动效应试验系统,进行了煤岩组合体的单轴压缩蠕变扰动试验,并采用ABAQUS对试验结果进行了数值模拟验证;结果显示,煤体与岩体高度比1∶4、1∶2和2∶1的3种组合体进入强度极... 为了研究不同煤体高度煤岩组合体的蠕变扰动特性,运用岩石流变扰动效应试验系统,进行了煤岩组合体的单轴压缩蠕变扰动试验,并采用ABAQUS对试验结果进行了数值模拟验证;结果显示,煤体与岩体高度比1∶4、1∶2和2∶1的3种组合体进入强度极限邻域内的阈值分别为30、25、20 MPa,对应的强度极限右邻域阈值宽度分别为5、3、2 MPa。试验结果表明:低应力水平下,外界扰动不会对煤岩组合体的整体破坏产生较大影响,而在高应力水平下,组合体受外界扰动影响较大;组合体长期强度随煤体高度增加不断减小,且随扰动次数增加,组合体整体逐渐由脆性破坏转变为延性破坏;只有进入强度极限邻域内时,煤岩组合体才对外界扰动较为敏感,且煤体高度越高,扰动次数越多,组合体整体进入强度极限邻域内的阈值越低,强度极限右邻域阈值宽度也越小。 展开更多
关键词 煤岩组合体 蠕变扰动 数值模拟 扰动敏感阈值 强度极限邻域
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煤矿冲击矿压的强度弱化 被引量:17
14
作者 陆菜平 窦林名 +2 位作者 吴兴荣 张士斌 牟宗龙 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1074-1078,共5页
提出了冲击矿压的强度弱化控制机理.通过深孔卸压爆破来弱化煤岩结构的强度,降低其聚能能力,释放所积聚的大量弹性能,使得煤岩体中所积聚的弹性能达不到最小冲击能;同时利用电磁辐射检验强度弱化治理效果,以达到消除或降低冲击危险的目... 提出了冲击矿压的强度弱化控制机理.通过深孔卸压爆破来弱化煤岩结构的强度,降低其聚能能力,释放所积聚的大量弹性能,使得煤岩体中所积聚的弹性能达不到最小冲击能;同时利用电磁辐射检验强度弱化治理效果,以达到消除或降低冲击危险的目的.通过在三河尖煤矿9202高冲击危险工作面以及济宁三号煤矿6303冲击危险工作面的现场治理实践,证明了该控制技术的有效性. 展开更多
关键词 采矿工程 冲击矿压 组合煤岩 强度弱化
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煤岩破坏声发射强度长程相关性和多重分形分布研究 被引量:9
15
作者 许福乐 王恩元 +2 位作者 宋大钊 宋晓艳 魏明尧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期2111-2116,2122,共7页
通过单轴加载煤岩破坏全过程声发射试验,运用多重分形消除趋势波动分析法(MF-DFA),分析了声发射强度序列的长程相关性及多重分形特征,在此基础上研究了不同应力水平下声发射强度序列长程相关指数H的变化趋势。结果表明:声发射强度时间... 通过单轴加载煤岩破坏全过程声发射试验,运用多重分形消除趋势波动分析法(MF-DFA),分析了声发射强度序列的长程相关性及多重分形特征,在此基础上研究了不同应力水平下声发射强度序列长程相关指数H的变化趋势。结果表明:声发射强度时间序列内部波动不是完全随机的现象,而是由内在自相似机制决定的长程相关过程,其波动是一个有序的多重分形分布;H的变化与煤岩体的变形破坏过程能够较好的对应,声发射强度H值的"最大—减小"模式可以作为煤岩体失稳事件的前兆,这为利用声发射进行煤岩体稳定性现场监测预报提供了新的理论依据及方法。 展开更多
关键词 煤岩破坏 声发射强度 长程相关性 多重分形
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采动煤岩渗透率演化模型及数值模拟 被引量:6
16
作者 张春会 赵莺菲 +1 位作者 王来贵 于永江 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2409-2418,共10页
为描述采动煤岩渗透率演化过程,引入强度退化指数,基于Hoek-Brown强度准则,建立了考虑围压影响的煤岩应变软化力学本构模型。给出了体积应变和渗透率的关系方程,结合应变软化模型建立了采动煤岩渗透率演化模型,并在FLAC下予以实现。通... 为描述采动煤岩渗透率演化过程,引入强度退化指数,基于Hoek-Brown强度准则,建立了考虑围压影响的煤岩应变软化力学本构模型。给出了体积应变和渗透率的关系方程,结合应变软化模型建立了采动煤岩渗透率演化模型,并在FLAC下予以实现。通过数值模拟研究了不同围压下圆柱岩样的峰后应变软化力学行为和某煤矿工作面开采过程中煤岩的渗透率演化过程,结果表明:(1)该模型能较好地反映围压对煤岩峰后应变软化行为的影响;(2)随着工作面推进,越来越多的煤岩单元破坏,渗透率也不断增长,逐渐成为瓦斯等流体运移的主要通道。(3)模型能再现采动煤岩渗透率演化的动态过程,从而为煤与瓦斯共采、煤层瓦斯抽放和瓦斯灾害防治提供指导。 展开更多
关键词 采动煤岩 强度退化指数 渗透率演化 围压 体积应变 应变软化模型
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基于LS-DYNA的采煤机滚筒截割夹矸煤岩强度分析 被引量:5
17
作者 刘旭南 赵丽娟 +1 位作者 周文潮 刘宏梅 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1493-1498,共6页
为获取复杂工况下薄煤层采煤机螺旋滚筒应力信息,进而指导其参数设计或运动学参数匹配,采用PRO/E建立了滚筒及煤岩模型,通过专用接口导入到Ansys,并根据实际情况对模型进行定义单元、材料、划分网格添加约束、接触等操作,最终在Ls-Dyan... 为获取复杂工况下薄煤层采煤机螺旋滚筒应力信息,进而指导其参数设计或运动学参数匹配,采用PRO/E建立了滚筒及煤岩模型,通过专用接口导入到Ansys,并根据实际情况对模型进行定义单元、材料、划分网格添加约束、接触等操作,最终在Ls-Dyan中建立了螺旋滚筒截割夹矸煤岩的耦合模型,设置牵引速度为4 m/min,滚筒转速为80 r/min,并对其进行动态仿真,获取相应零件的接触力信息及应力云图。结果表明:截齿合金头、齿体、齿座、叶片最大应力分别为1 209. 26 MPa、812. 5 MPa、371. 79 MPa以及103. 56 MPa,均小于各自材料的许用应力,能够可靠工作。该方法能够找到滚筒的薄弱环节,可为螺旋滚筒设计及运动学参数匹配提供重要的理论参考。 展开更多
关键词 螺旋滚筒 采煤机 煤岩耦合 应力 强度
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岩石强度对于组合试样力学行为及声发射特性的影响 被引量:32
18
作者 刘杰 王恩元 +2 位作者 宋大钊 杨胜利 钮月 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期685-691,共7页
为研究岩石强度对煤、岩体整体失稳的影响,测试并研究了不同组合煤岩试样单轴压缩过程的破裂形式、应力应变特性、试样强度、声发射特性等规律,分析了岩石强度对于组合试样力学行为的影响。结果表明:组合试样应力-应变曲线位于煤体和岩... 为研究岩石强度对煤、岩体整体失稳的影响,测试并研究了不同组合煤岩试样单轴压缩过程的破裂形式、应力应变特性、试样强度、声发射特性等规律,分析了岩石强度对于组合试样力学行为的影响。结果表明:组合试样应力-应变曲线位于煤体和岩石之间,更加靠近煤体;随着岩石强度的升高,组合试样从屈服到达峰值的速度越来越快;煤体相同条件下,岩石的强度较低时,组合试样裂纹会向岩石内扩展,同时岩石发生拉伸破坏,岩石强度较大时,破裂主要发生在煤体内;组合煤岩试样屈服点和峰值的应力比值相差不大,屈服点和峰值的应变比值随岩石强度的升高不断升高,两者比值和岩石强度呈线性关系;组合试样峰值应力处声发射信号能量值和脉冲值随岩石强度的增加呈线性升高。 展开更多
关键词 组合煤岩试样 岩石强度 应力-应变曲线 声发射
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煤矸石的强度特征试验研究 被引量:57
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作者 刘松玉 邱钰 +1 位作者 童立元 缪林昌 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期199-205,共7页
通过中型三轴试验及现场大型直剪试验对煤矸石的强度特性进行了系统研究,得到了煤矸石强度包线的形式和参数以及煤矸石抗剪强度随粗颗粒(粒径D>5.0mm)含量的变化规律,并对试验中最大主应力差及颗粒破碎量进行多元统计分析,得到围压... 通过中型三轴试验及现场大型直剪试验对煤矸石的强度特性进行了系统研究,得到了煤矸石强度包线的形式和参数以及煤矸石抗剪强度随粗颗粒(粒径D>5.0mm)含量的变化规律,并对试验中最大主应力差及颗粒破碎量进行多元统计分析,得到围压、孔隙比及粗料含量的变化规律。 展开更多
关键词 岩石力学 煤矸石 强度特性 抗剪强度公式 粗料 颗粒破碎
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冲击倾向性煤岩动静载下破坏机理及声发射特性研究 被引量:6
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作者 任建喜 景帅 张琨 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期57-63,共7页
煤矿巷道发生冲击地压破坏后果严重,具有冲击倾向性的煤岩具备发生冲击地压的潜质,在高应力状态下经动载诱发后极易发生破坏,其破坏与变形规律与常规静载不同。为了探究冲击倾向性煤岩在动静载下破坏及变形规律,以深埋煤层巷道高应力下... 煤矿巷道发生冲击地压破坏后果严重,具有冲击倾向性的煤岩具备发生冲击地压的潜质,在高应力状态下经动载诱发后极易发生破坏,其破坏与变形规律与常规静载不同。为了探究冲击倾向性煤岩在动静载下破坏及变形规律,以深埋煤层巷道高应力下具有冲击倾向性的煤岩作为研究对象,采用动载三轴及声发射检测设备,模拟煤岩所处高应力环境及动载条件,通过对比不同围压下的静载破坏试验,一定应力水平下动载诱发试验,不同应力阶段动载加载试验,分析其变形破坏机理及声发射能量演化规律。结果表明:与静载加载破坏相比动载导致煤岩提前进入屈服变形阶段且强度劣化明显,其破坏程度更加严重,并由剪切破坏转变为横向拉伸破坏;声发射点能有效定位煤岩破坏阶段内部裂隙发育区域及主破坏方向。煤岩达到动载破坏条件存在一个临界静载,未达到临界静载时煤岩在动载作用下裂隙发育及应变增长会逐渐稳定,超过临界静载后煤岩在动载作用下会迅速发生破坏。与静载相比动载后煤岩储存弹性能增加,破坏后释放更多能量;煤岩声发射能量事件主要发生在动载加载初期及峰后破坏阶段,动载加载后有明显凯泽效应。研究结论认为声发射能量演化规律可作为判断煤岩所处应力状态及先期动载加载应力水平的参考依据。 展开更多
关键词 冲击倾向性 动载 煤岩加载 强度劣化 声发射定位
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