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巷壁瓦斯涌出的数学模型及无因次分析 被引量:3
1
作者 秦跃平 刘鹏 +2 位作者 郝永江 王健 吴建松 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第10期1105-1110,共6页
为研究巷道煤壁瓦斯涌出规律,根据朗格缪尔方程、达西定律和质量守恒定律,建立巷壁瓦斯非稳态涌出的数学模型,引入无因次准数,研究该模型的无因次形式,运用Visual Basic语言编制数值解算软件.通过对巷壁瓦斯涌出的无因次模型进行数值分... 为研究巷道煤壁瓦斯涌出规律,根据朗格缪尔方程、达西定律和质量守恒定律,建立巷壁瓦斯非稳态涌出的数学模型,引入无因次准数,研究该模型的无因次形式,运用Visual Basic语言编制数值解算软件.通过对巷壁瓦斯涌出的无因次模型进行数值分析,得到巷壁瓦斯涌出无因次压力分布曲线和无因次瓦斯比流量、无因次累计瓦斯涌出量与时间的关系曲线.研究结果表明:根据无因次参数曲线图,结合实际煤体瓦斯参数,能快速精准确定实际巷壁瓦斯涌出参数. 展开更多
关键词 巷壁 瓦斯 涌出 数学模型 无因次
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巷壁与风流间对流换热系数计算及敏感性分析 被引量:6
2
作者 高佳南 吴奉亮 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2021年第9期211-217,共7页
为准确计算矿井巷道风流与巷壁间的对流换热系数,根据巷道风流与巷壁间的热湿交换原理,考虑巷壁潮湿、巷道风流为湿空气及巷壁粗糙特征等矿井实际生产情况,将对流换热系数表示为风温、风速、潮湿率、巷道尺寸、巷壁温度、热物性参数及... 为准确计算矿井巷道风流与巷壁间的对流换热系数,根据巷道风流与巷壁间的热湿交换原理,考虑巷壁潮湿、巷道风流为湿空气及巷壁粗糙特征等矿井实际生产情况,将对流换热系数表示为风温、风速、潮湿率、巷道尺寸、巷壁温度、热物性参数及摩擦阻力系数等可测参数的函数;基于对流换热系数的表达式,利用敏感性分析法,主要讨论了对流换热系数对巷道风速、巷道半径及巷道摩擦阻力系数等3个因素的敏感程度。结果表明:3个因素的影响敏感程度具有较明显差异,其中巷道风速是影响对流换热系数的最敏感因素,对流换热系数对巷道摩擦阻力系数敏感性次之,对巷道半径敏感度最低,且当巷道半径在一定范围内变化时对流换热系数对巷道半径的敏感度较低,此时可忽略其对换热系数的影响。 展开更多
关键词 湿空气 湿润巷壁 热湿交换 对流换热系数 敏感性分析
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长壁逐巷胶结充填巷道复合承载体支护研究
3
作者 姚依南 董超伟 +2 位作者 赖万安 郭亚奔 钟磊 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2021年第11期195-204,共10页
长壁逐巷胶结充填开采过程中充填巷道的支护效率极大地影响了掘巷速度,为了简化回采过程中充填巷道两侧处于煤体-煤体、充填体-煤体、充填体-充填体围岩动态组合时的支护,通过数值模拟得出单个开采循环内煤体和充填体的应力演化规律,针... 长壁逐巷胶结充填开采过程中充填巷道的支护效率极大地影响了掘巷速度,为了简化回采过程中充填巷道两侧处于煤体-煤体、充填体-煤体、充填体-充填体围岩动态组合时的支护,通过数值模拟得出单个开采循环内煤体和充填体的应力演化规律,针对充填巷道周围煤与充填体的不同复合承载特点,设计了3种支护方案,并分析了支护效果。结果表明,单个开采循环内的不同阶段煤体都为复合承载体系中的主要承载部分,其垂直应力最大可达34.4 MPa,应力集中系数为2.33;充填体垂直应力变化范围约为0.5~2.13 MPa,变化幅度小;在掘进过程中减少对充填体侧的支护时,处于3种状态的充填巷道断面收缩率分别为2.84%、4.38%、13.33%,即单个开采循环中存在煤体-充填体复合承载时减少支护对巷道变形影响较小。 展开更多
关键词 开采 煤体-充填体复合承载 数值模拟 应力演化 道支护
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巷道开挖围岩能量释放与偏应力应变能生成的分析计算 被引量:21
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作者 潘岳 王志强 吴敏应 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期663-669,共7页
巷道开挖,围岩能量释放,同时在围岩中产生偏应力。围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在静水压力p0和岩体体积应变为0的条件下,利用文[1]在弹性、非线性软化本构模型导得的巷道围岩应力分布表达式,用重... 巷道开挖,围岩能量释放,同时在围岩中产生偏应力。围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在静水压力p0和岩体体积应变为0的条件下,利用文[1]在弹性、非线性软化本构模型导得的巷道围岩应力分布表达式,用重积分计算了围岩弹性区和软化区中的偏应力应变能Ud,证明了Ud可以简捷地用地应力p0关于巷壁位移ua做一次积分再乘巷壁周长的途径来得到,阐述了该计算途径的原理。巷道开挖过程围岩释放的能量等于围岩压力pa关于ua的积分乘巷壁周长。由此,可通过p0~ua曲线、pa~ua曲线所围面积的几何形式,表示围岩偏应力能、围岩弹性能释放量随ua变化的情况。所得研究结果可以深化围岩由于开挖产生的力学响应及挖成后围岩工况规律的认识。 展开更多
关键词 隧道 巷壁位移 围岩压力 围岩能量释放 偏应力应变能
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圆巷开挖围岩偏应力应变能生成的分析解与图解 被引量:12
5
作者 潘岳 李爱武 戚云松 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1780-1786,共7页
巷道开挖在围岩中产生偏应力,围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在假设静水压力和体积应变等于零条件下,利用文献[1]在弹性、非线性硬化和软化光滑连接的本构模型导得的圆巷围岩弹性、硬化和软化区光滑... 巷道开挖在围岩中产生偏应力,围岩应力是原岩应力与偏应力的叠加,偏应力或偏应力能控制岩体破坏。在假设静水压力和体积应变等于零条件下,利用文献[1]在弹性、非线性硬化和软化光滑连接的本构模型导得的圆巷围岩弹性、硬化和软化区光滑连接的应力分布表达式,用重积分计算了圆巷围岩弹性、硬化和软化区中的偏应力应变能U d,证明了Ud可以简捷地用地应力关于巷壁位移做一次积分再乘以巷壁周长得到。由此,可通过地应力–巷壁位移关系曲线及其所围面积的几何形式表示围岩偏应力能随巷壁位移变化的情况,此研究结果可以深化由于巷道开挖围岩的力学响应及挖成后巷道围岩工况规律的认识。 展开更多
关键词 地应力 巷壁位移 偏应力应变能
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高应力卸压槽深度对隧道围岩卸压效果的离散元ABAQUS数值模拟
6
作者 李林峰 吴锐 《江西冶金》 2024年第5期346-352,共7页
为探究高应力环境下隧道开挖卸压槽的卸压效果及其参数优化问题,本研究借助离散元数值模拟软件ABAQUS,对隧道围岩开挖不同卸压槽深度条件下的卸压效果进行全面分析。结果表明,当开挖卸压槽深度较浅(即不超过隧道宽度的5%)时,对隧道围岩... 为探究高应力环境下隧道开挖卸压槽的卸压效果及其参数优化问题,本研究借助离散元数值模拟软件ABAQUS,对隧道围岩开挖不同卸压槽深度条件下的卸压效果进行全面分析。结果表明,当开挖卸压槽深度较浅(即不超过隧道宽度的5%)时,对隧道围岩应力分布影响有限,开槽点附近位移程度较小,开槽侧隧道底角岩体呈现弹性特征,塑性变化不明显,底板和开槽点位移变化小,但拱腰、仰拱和拱顶位移随开槽深度增加而增大,导致局部应力增大,在开槽点附近区域尤其明显,该区域应力水平提升了约13.29%,对隧道围岩的稳定性不利。随着卸压槽深度增加,应力集中区域向槽端迁移并缩小,弹性状态逐渐过渡到塑性状态,导致永久变形。当开挖卸压槽至隧道宽度的15%时,应力集中区域接近极限,应力卸压幅度接近最大值(卸压应力降幅为97%),并且位移量的增幅还在上升,卸压槽底部部位弹性能量积聚,影响隧道稳定性。侧压系数增加导致应力分布不均,引发应力集中,严重影响结构的稳定性。当侧压系数为2.0时,位移变化和弹性能变化幅度均显著大于侧压系数为1.0时的情况。 展开更多
关键词 卸压槽 巷壁开槽 卸压机理 深部隧道
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特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用 被引量:30
7
作者 邓雪杰 张吉雄 +2 位作者 周楠 安泰龙 郭帅 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第6期857-862,共6页
针对特厚煤层采出率低、"三下"及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题,提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上,系统阐述了该技术的... 针对特厚煤层采出率低、"三下"及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题,提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上,系统阐述了该技术的开采系统布置、主要设备与巷式充填开采工艺;并对胶结充填材料的组成及其承载特性进行了研究,确定了适用于工程现场的充填材料干料配比为粉煤灰35%、白灰渣10%、水泥2%、矸石53%,料浆质量分数为79%,该配比充填材料单轴抗压强度可达1.8 MPa。现场工程应用表明:该技术充实率可达96.1%,开采21 m厚的煤层地表下沉最大值为265 mm,地表下沉系数仅为0.012 6,应用效果良好。 展开更多
关键词 特厚煤层 上行分层 式充填开采 胶结充填 绿色开采
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长壁逐巷胶结充填采充工艺协调优化设计方法 被引量:2
8
作者 孙凯 曹鑫 +1 位作者 武中亚 宋卫剑 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2019年第6期11-16,共6页
针对目前长壁逐巷胶结充填开采技术采充协调作业中存在的技术难点,基于理论分析与实践经验,推导出了两巷间隔巷道数目、一组同时充填巷道数目和一个循环采充巷道组数等采充工艺协调关键参数的计算公式,并由此提出了一种长壁逐巷胶结充... 针对目前长壁逐巷胶结充填开采技术采充协调作业中存在的技术难点,基于理论分析与实践经验,推导出了两巷间隔巷道数目、一组同时充填巷道数目和一个循环采充巷道组数等采充工艺协调关键参数的计算公式,并由此提出了一种长壁逐巷胶结充填采充工艺协调优化的设计方法,为提高充填工作面的生产效率、指导现场实践提供了理论支撑。以陕西榆林市榆阳区金牛煤矿为工程背景,对该优化设计方法的实施做了进一步的说明,证明了长壁逐巷胶结充填采充工艺协调优化设计方法的适用性,为其他矿井的采充工艺协调优化的设计提供了参考。 展开更多
关键词 开采 胶结充填 工艺协调 优化设计
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长壁逐巷胶结充填工作面关键参数设计 被引量:2
9
作者 何志伟 董超伟 +3 位作者 郭宇鸣 郭亚奔 杨康 王萌萌 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第8期22-30,共9页
针对河南某矿老城区下压煤回采困难等问题,提出了应用长壁逐巷胶结充填采煤法回采老城区下煤炭资源。分析了充填工作面处于前、中、后3个充填时期的煤层-充填体相互作用状态,提出了胶结充填采煤工艺的3个关键参数;采用理论分析和数值模... 针对河南某矿老城区下压煤回采困难等问题,提出了应用长壁逐巷胶结充填采煤法回采老城区下煤炭资源。分析了充填工作面处于前、中、后3个充填时期的煤层-充填体相互作用状态,提出了胶结充填采煤工艺的3个关键参数;采用理论分析和数值模拟方法研究了充填工作面的应力分布及围岩变形特征;在数值模拟的基础上,建立了煤层-充填体控顶力学模型,得到了顶板下沉挠度曲线。研究表明:长壁逐巷胶结充填采煤的充填巷道宽度为5 m,间距为3倍掘巷宽度,充实率为90%时,能有效地避开上一条巷道开挖的应力增高区,顶板最终下沉位移为0.281 m,对顶板变形起到了良好的控制作用。 展开更多
关键词 胶结充填 关键参数 应力分布 围岩变形
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Fibre glass reinforced plastics bolt's application in coal wall support of stoping tunnel 被引量:1
10
作者 曲光 贾安立 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2003年第1期82-84,共3页
This article set forth two types of destructive form of stopping tunnel coal wall: destructive form in coal and destructive form in interface of coal layer. In addition, the mechanism of destruction in stopping tunnel... This article set forth two types of destructive form of stopping tunnel coal wall: destructive form in coal and destructive form in interface of coal layer. In addition, the mechanism of destruction in stopping tunnel coal wall is analyzed. 展开更多
关键词 FRP destructive form of coal wall support of coal wall
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Coal bursts in the deep longwall mines of the United States 被引量:25
11
作者 Christopher Mark 《International Journal of Coal Science & Technology》 EI 2016年第1期1-9,共9页
Coal bursts involve the sudden, violent ejection of coal or rock into the mine workings. They are a particular hazard because they typically occur without warning. During the past 2 years three US coal miners were kil... Coal bursts involve the sudden, violent ejection of coal or rock into the mine workings. They are a particular hazard because they typically occur without warning. During the past 2 years three US coal miners were killed in two coal bursts, following a 6-year period during which there were zero burst fatalities. This paper puts the US experience in the context of worldwide research into coal bursts. It focuses on two major longwall mining coalfields which have struggled with bursts for decades. The Utah experience displays many of the "classic" burst characteristics, including deep cover, strong roof and floor rock, and a direct association between bursts and mining activity. In Colorado, the longwalls of the North Fork Valley (NFV) also work at great depth, but their roof and floor strengths are moderate, and most bursts have occurred during entry development or in headgates, bleeders, or other outby locations. The NFV bursts also are more likely to be associated with geologic structures and large magnitude seismic events. The paper provides a detailed case history to illustrate the experience in each of these coalfields. The paper closes with a brief discussion of how US longwalls have managed the burst risk. 展开更多
关键词 Underground mining COAL BURST LONGWALL Strata control
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Analysis for interaction of supports and surrounding rock of gateways in longwall minging
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作者 伍永平 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2001年第2期30-35,共6页
Gateway supporting in long wall mining has been a problem that restricts the mine production and safety, the paper sets up an interaction model between support and surrounding rock (rock mass structure) and probes the... Gateway supporting in long wall mining has been a problem that restricts the mine production and safety, the paper sets up an interaction model between support and surrounding rock (rock mass structure) and probes the elementary theory about ground pressure behaviors of gateway. Based on the analysis of supporting theories, some new viewpoints about gateways supporting and ground pressure controlling are put forward. 展开更多
关键词 support surrounding rock INTERACTION GATEWAY long wall mining
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STUDY ON SIMULATION EXPERIMENT OF EQUIVALENT MATERIAL APPLIED IN COAL MINE
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作者 柴敬 苏普正 刘晋安 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 1998年第1期45-50,共6页
Based on simulation experiments of a number of scientific research items, the latest progress of experiment method and test technique about equivalent material simulation are introduced. The bevelopment of experiment ... Based on simulation experiments of a number of scientific research items, the latest progress of experiment method and test technique about equivalent material simulation are introduced. The bevelopment of experiment technique makes analogy simulation evolve into quantitative research about support-surrounding rock relationship from qualitative experiment.From this, large scale stereoscopic simulation experiment is developed, which has never appeared in underground pressure research in China. The present mold specification is 3 - 6 m×2. 0 m ×1. 5 m. 展开更多
关键词 simulation experiment large scale stereoscopic mold model support supportsurrounding rock relationship displacement test
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