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真三轴应力条件下破断煤体力学响应及渗流特性试验研究
被引量:
2
1
作者
刘玉冰
王恩元
+1 位作者
张东明
李铭辉
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期105-113,共9页
为探究煤炭深部开采过程中破断区域煤体的力学及渗流特性,利用多功能真三轴流固耦合试验系统,结合计算机断层扫描(CT)技术分析破断煤体破坏后的内部裂隙分布情况,获得不同中间主应力下破断煤体的强度特征、渗透率演化及破坏模式。研究...
为探究煤炭深部开采过程中破断区域煤体的力学及渗流特性,利用多功能真三轴流固耦合试验系统,结合计算机断层扫描(CT)技术分析破断煤体破坏后的内部裂隙分布情况,获得不同中间主应力下破断煤体的强度特征、渗透率演化及破坏模式。研究结果表明:真三轴应力条件下破断煤体呈现出脆-延性破坏特征,随着中间主应力的增大,峰值强度呈现先增大后减小的变化趋势;破断煤体的渗透率在临近破坏前并未出现大幅增长,在进入峰后阶段总体呈下降趋势,且在峰前阶段变化更为明显;破断煤体破坏后的裂隙形式以剪切裂隙为主,宏观剪切破裂面呈现非对称分布特征。应根据现场煤层破断区域构造应力和裂隙结构的变化,调整煤层破断区域瓦斯抽采或破碎煤岩巷道注浆加固方案,保障深部煤炭安全开采。
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关键词
真三轴应力
破断煤体
力学响应
渗流特性
动力灾害
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职称材料
综放开采冒落顶煤体堆积状态与放出率定量化研究
2
作者
闫少宏
申宇鹏
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期656-667,共12页
影响顶煤体冒落后堆积状态与放出率的主要因素有顶煤体厚度、采煤机割煤高度、顶煤体破断角、顶煤体滞后垮落距离、直接顶垮落与堆积特性。通过对比分析得出,顶煤、直接顶不同组合条件下,顶煤体冒落堆积状态的差异性是造成厚硬顶煤放出...
影响顶煤体冒落后堆积状态与放出率的主要因素有顶煤体厚度、采煤机割煤高度、顶煤体破断角、顶煤体滞后垮落距离、直接顶垮落与堆积特性。通过对比分析得出,顶煤、直接顶不同组合条件下,顶煤体冒落堆积状态的差异性是造成厚硬顶煤放出率低的根本原因。基于中硬、硬煤的顶煤破断角<90°条件下顶煤体的冒落特性,将其运动轨迹简化为圆周运动和自由落体运动,建立顶煤体冒落堆积计算模型,得出冒落顶煤在支架后方形成“四边形堆积”或“三角形堆积”状态。通过理论推导得出两种堆积状态的具体参数公式,并提出顶煤放出率的量化计算公式。研究表明:顶煤体冒落堆积轮廓由影响顶煤体冒落堆积的5个因素决定,顶煤放出率由其冒落堆积轮廓决定。由此可得,影响顶煤冒落堆积的5个因素与顶煤放出率定量关系为顶煤放出率与顶煤体破断角呈对数增大规律、与顶煤体滞后垮落距离呈指数减小规律、与顶煤厚度呈指数减小规律、与采煤机割煤高度呈指数增大规律、与矸石的充填角度呈指数增大规律、与自然安息角呈指数减小规律。这些研究成果不仅可以定量计算出工作面顶煤的放出率,为不同开采条件下厚硬顶煤的放出率研究提供预测模型,也可为厚硬顶煤弱化方案选取及效果评价提供理论指导。
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关键词
综放开采
堆积状态
放出率
顶
煤体
破
断
角
滞后垮落
原文传递
题名
真三轴应力条件下破断煤体力学响应及渗流特性试验研究
被引量:
2
1
作者
刘玉冰
王恩元
张东明
李铭辉
机构
中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室
中国矿业大学安全工程学院
重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
深圳大学深地科学与绿色能源研究院
出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期105-113,共9页
基金
国家自然科学基金青年基金资助(52104231)
中国博士后科学基金面上项目资助(2020M681775)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2021QN1088)。
文摘
为探究煤炭深部开采过程中破断区域煤体的力学及渗流特性,利用多功能真三轴流固耦合试验系统,结合计算机断层扫描(CT)技术分析破断煤体破坏后的内部裂隙分布情况,获得不同中间主应力下破断煤体的强度特征、渗透率演化及破坏模式。研究结果表明:真三轴应力条件下破断煤体呈现出脆-延性破坏特征,随着中间主应力的增大,峰值强度呈现先增大后减小的变化趋势;破断煤体的渗透率在临近破坏前并未出现大幅增长,在进入峰后阶段总体呈下降趋势,且在峰前阶段变化更为明显;破断煤体破坏后的裂隙形式以剪切裂隙为主,宏观剪切破裂面呈现非对称分布特征。应根据现场煤层破断区域构造应力和裂隙结构的变化,调整煤层破断区域瓦斯抽采或破碎煤岩巷道注浆加固方案,保障深部煤炭安全开采。
关键词
真三轴应力
破断煤体
力学响应
渗流特性
动力灾害
Keywords
true triaxial stress
broken coal
mechanical response
seepage characteristic
dynamic disaster
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
TU45 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
综放开采冒落顶煤体堆积状态与放出率定量化研究
2
作者
闫少宏
申宇鹏
机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第4期656-667,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC0604501)。
文摘
影响顶煤体冒落后堆积状态与放出率的主要因素有顶煤体厚度、采煤机割煤高度、顶煤体破断角、顶煤体滞后垮落距离、直接顶垮落与堆积特性。通过对比分析得出,顶煤、直接顶不同组合条件下,顶煤体冒落堆积状态的差异性是造成厚硬顶煤放出率低的根本原因。基于中硬、硬煤的顶煤破断角<90°条件下顶煤体的冒落特性,将其运动轨迹简化为圆周运动和自由落体运动,建立顶煤体冒落堆积计算模型,得出冒落顶煤在支架后方形成“四边形堆积”或“三角形堆积”状态。通过理论推导得出两种堆积状态的具体参数公式,并提出顶煤放出率的量化计算公式。研究表明:顶煤体冒落堆积轮廓由影响顶煤体冒落堆积的5个因素决定,顶煤放出率由其冒落堆积轮廓决定。由此可得,影响顶煤冒落堆积的5个因素与顶煤放出率定量关系为顶煤放出率与顶煤体破断角呈对数增大规律、与顶煤体滞后垮落距离呈指数减小规律、与顶煤厚度呈指数减小规律、与采煤机割煤高度呈指数增大规律、与矸石的充填角度呈指数增大规律、与自然安息角呈指数减小规律。这些研究成果不仅可以定量计算出工作面顶煤的放出率,为不同开采条件下厚硬顶煤的放出率研究提供预测模型,也可为厚硬顶煤弱化方案选取及效果评价提供理论指导。
关键词
综放开采
堆积状态
放出率
顶
煤体
破
断
角
滞后垮落
Keywords
long-wall with top-coal caving
piled state of falling top coal
drawing ratio
breaking angle of top coal
lagging collapse
分类号
TD823 [矿业工程—煤矿开采]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
真三轴应力条件下破断煤体力学响应及渗流特性试验研究
刘玉冰
王恩元
张东明
李铭辉
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
2
综放开采冒落顶煤体堆积状态与放出率定量化研究
闫少宏
申宇鹏
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
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