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中国矿业大学
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摘要:岩石力学是高等院校土木工程和采矿等学科本科生的主修课程,有较强的理论性和实践性.岩石力学课程的教学效果直接影响着学生的学习积极性以及实践中应用岩石力学知识的能力.笔者结合文献资料和本身教学、科研实践,对有效地提高岩石力学课程教学效果的方法进行了研究和总结.希望为培养适用于土木工程和矿业工程发展的新型人才贡献一分力量....
摘要:矿业类高校具有明显的行业特色,工程地质学作为土木工程专业的重要专业基础课程为学好学习相关专业课程意义重大。本文结合矿业类高校的学科特点,探讨工程地质学的研究内容和主要任务,结合工程实例、研究成果和教学方法等方面进行探讨,对矿业类高校工程地质学教学改革作出贡献。...
[期刊论文] 郭志飚 王炯 蔡峰
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北大核心
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摘要:以我国最深的、破坏最严重的第三系软岩矿井(柳海矿)为研究对象,通过现场工程地质调查和室内试验,分析了第三系软岩的工程特点及破坏原因,提出第三系深部软岩支护对策为锚网索-桁架耦合支护技术,现场应用效果良好....
[期刊论文] 李国峰 陶志刚 王炯
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了更好地控制深部软岩巷道围岩大变形破坏问题,通过现场调查和理论分析,得出了兴安矿深部软岩巷道围岩大变形破坏的主要影响因素包括工程地质条件差、地应力水平高、水解作用和原支护不合理.基于这些影响因素,建立了包括围岩结构优化技术、耦合支护技术、底板控制技术、冒落控制技术为核心的深部工程稳定性一体化耦合控制技术.工程实践表明,在深部复杂的软岩巷道支护中,采用一体化耦合控制技术,能有效控制深部软岩巷道大变形破坏....
[期刊论文] 郭志飚 张跃林 王炯
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北大核心 CSTPCD
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摘要:在传统低预紧力锚杆支护下,受限于施工机具和工艺等因素,锚杆预紧力只能达到3~5t ,造成深部软岩巷道变形大、难支护。本文以兴安矿四水平空车线巷道为研究对象,分析了传统锚网索支护条件下巷道的变形破坏现象和特征,采用FLAC3D再现了在原低预紧力支护条件下巷道变形和破坏过程,得出了空车线巷道的破坏机理,即较低的预紧力无法限制围岩的变形,支护体随围岩整体移动,进而造成巷道失稳破坏,提出了基于高预紧力的锚网索耦合支护对策,现场应用取得了良好的效果。...
[期刊论文] 郝育喜 王炯 胡祥星
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北大核心 CSTPCD
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摘要:为研究红阳三矿深部采区冲击危险程度,结合采区实际地质和生产条件分析并确定了冲击地压影响因素,把采深、上覆7#煤层遗留煤柱作为关键影响因素.采用综合指数法,对采区划分的网格进行冲击危险指数计算.根据计算结果,该采区地质影响因素综合指数为0.65属于中等冲击危险;开采条件影响因素中最大冲击指数为0.83,为强冲击危险;并对采区进行了冲击危险区域划分,其中受关键因素和火成岩墙影响区域为强冲击危险区域....
[硕士论文] 王炯
大地测量学与测量工程 中国矿业大学 2016(学位年度)
摘要:固体充填开采沉陷控制技术是解决“三下”压煤开采问题的主要技术途径之一。本文结合固体充填开采在杨庄煤矿口子酒厂二分厂下开采的应用案例,通过实测数据、物理模拟及数值模拟相结合的研究方法,对固体充填开采岩层与地表移动规律及其变形控制效果进行综合分析,所取得的主要研究成果如下:
  1)针对实测数据,分析总结了杨庄煤矿固体充填开采地表及建筑物动、静态移动变形特征,并揭示了固体充填开采过程中地表移动下沉速度变化特征,确定了该条件下地表概率积分法各预计参数。
  2)采用相似材料模拟方法,对固体充填开采与全部垮落法开采岩层与地表的移动过程及特征进行了对比研究,揭示了不同开采方式下岩层与地表的移动变形特征和整个岩层与地表的移动演变过程。
  3)采用 FLAC3D数值模拟技术,模拟研究了固体充填开采覆岩与地表移动变形在不同充实率条件下的控制效果,并基于杨庄煤矿原型,模拟研究了不同地质情况对固体充填开采地表沉陷的控制效果,得到了不同松散层厚度、不同松散层与基岩层厚度比例、不同采深下固体充填开采地表移动变形控制效果的影响规律。
  4)基于上述研究成果,对杨庄煤矿口子酒厂二分厂下后续充填开采工作面进行了方案设计。
摘要:垮落带内含有的坚硬厚砂岩冒落性差,易在沿空留巷实体煤帮的支撑下形成三角板结构,随着上覆岩层的断裂和应力传递,造成沿空巷道采动压力影响剧烈.基于禾草沟二号煤矿1105工作面厚砂岩顶板设计10种不同间距切顶钻孔试验方案进行现场试验,并在相应区域对沿空侧采空区岩层垮落特征进行监测.试验表明,在未爆破区域和爆破区域,采空区顶板岩石垮落时间随炮孔间距的增大而增大,爆破区域沿空侧采空区垮落矸石充填满巷帮时间为非爆破区域的0.4倍,沿空巷道稳定速度更快.在未爆破区域和爆破区域中,沿空侧巷帮垮落矸石块度随切顶钻孔间距的增大而增大,未爆破区域垮落矸石块度最大为1.33m,爆破区域垮落矸石块度最大仅为0.36m.在设计方案中,巷道顶板压力与巷道顶底板位移均随切顶钻孔间距的增大而增大,相同间距钻孔,爆破区域巷道顶板压力与巷道顶底板位移均明显小于非爆破区域.根据试验结果,在设计方案中,钻孔间距400 mm、间隔爆破时,切顶效果较好,沿空侧采空区顶板冒落性好、接顶速度快、沿空巷道动压显现较弱....
[期刊论文] 郭志飚 张跃林 王炯
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北大核心 CSTPCD
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摘要:针对在复杂高应力场作用下,深部立体交叉巷道变形破坏严重、稳定性难以控制的问题,本文以鹤岗矿区兴安矿深部立体交叉巷道为研究对象,进行了工程地质条件和现场变形破坏特征的调查分析;结合工程实际利用FLAC3D进行了数值模拟,总结了巷道变形破坏的主要原因为:地应力高、多巷道开挖时相互扰动的作用;提出了优化巷道布局,并进行以锚网索+立体桁架耦合支护为主体的深部立体交叉巷道控制对策。工程应用结果表明,该方法能有效控制巷道变形,保证立体交叉巷道的整体稳定。...
[期刊论文] 何满潮 李国峰 王炯 蔡健
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:普通小面积冒落支护技术已经被掌握,但是大面积高冒落很难被控制.兴安矿四水平重车线巷道破坏严重,发生大面积高冒落,冒落区长度为150 m,最大冒高为8.6 m,被称为"一线天".通过对兴安矿四水平重车线高冒区支护现状进行现场调查和分析研究,发现其破坏原因主要有:(1)围岩强度低且层理发育;(2)原支护形式不合理;(3)水理作用;(4)巷道埋深大;(5)构造应力影响大.根据现场工程地质条件、岩石特性和破坏特点,通过室内试验,确定其软岩变形力学机制为高应力膨胀性软岩,并提出采用"双曲拱"柔层桁架支护技术进行支护,使巷道在空间上形成上下双硐室.工程应用效果表明,"双曲拱"柔层桁架支护技术是一种有效控制深部软岩巷道大面积高冒落的支护形式....
[期刊论文] 郭志飚 王炯 蔡峰 王福强
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:在复杂工程地质条件下,煤矿深部Y型大断面交岔点严重变形,牛鼻子部位破坏尤为严重.通过现场调查及理论研究,总结深部Y型大断面交岔点的典型破坏形式.研究表明深部高应力、牛鼻子部位两侧无约束分别支护是其破坏的主要原因,提出深部Y型大断面交岔点双控锚杆支护技术.将研究成果应用于夹河矿深部交岔点工程中,应用效果良好....
摘要:针对不同间距卸压钻孔设计5种试验方案,在禾草沟二号煤矿1 105工作面回风顺槽进行现场试验.沿空巷道内,随着卸压钻孔间距的增大,巷道顶板压力与巷道顶、底板位移差异较大,间距150 mm与间距400 mm卸压钻孔对应区域的顶、底板位移量分别为138 mm与193 mm.综合考虑卸压效果、施工难度等因素,确定200 mm为卸压钻孔的最优间距....
[期刊论文] 郭志飚 李乾 王炯
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:深部软岩工程复杂工程地质条件使原有的浅部工程的支护技术和方法不能满足实际工程需要.提出采用锚网索-桁架耦合技术进行深部软岩巷道支护.利用理论分析和数值模拟等手段分析锚网索-桁架耦合支护的技术原理和力学机制,分析该技术的关键和特点.将研究成果应用于我国最深的第三系软岩巷道支护工程实践,通过现场监测验证了支护方案的合理性....
[期刊论文] 郭志飚 王炯 邓小卫 陈炼
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北大核心 CSTPCD
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摘要:为了研究深部软岩巷道围岩因吸水软化和强度降低而造成巷道变形破坏严重的主要原因,以鹤岗矿区南山煤矿深部软岩巷道为工程背景,通过对现场巷道典型围岩取样,进行了岩石室内吸水和强度软化实验,试验结果表明:南山矿深部砂岩吸水量随时间的变化分为急速增长阶段、非线性减速增长阶段、等速增长3个阶段;强度软化随吸水时间变化也分为3个阶段,即强度迅速衰减阶段、减速衰减阶段和强度稳定阶段,拟合曲线表明深部砂岩强度衰减与吸水时间呈指数关系....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:冲击地压发生强度、危害程度及频次呈急剧增加趋势,现有支护材料无法满足冲击力作用下巷道防护的要求,基于负泊松比材料的特殊力学特性,结合井下巷道冲击大变形控制的需求,研发了具有负泊松比效应新型高恒阻大变形锚索.采用室内力学实验和现场爆破模拟冲击试验相结合的方法,对新型锚索的防冲力学特性进行了研究,结果表明恒阻锚索能够在静力拉伸作用下产生滑移拉伸变形的同时保持350 kN左右的恒定阻力,多次落锤冲击动力作用下,能够通过保持恒定阻力并产生拉伸变形来吸收冲击能量.以沈阳红阳三矿1213回风联络巷为工程背景,提出了现场采用爆破形式模拟冲击地压的现场防冲方案,试验表明高恒阻大变形锚索在爆炸冲击力作用下可以产生瞬间滑移变形,从而吸收爆炸产生的冲击能量,并具有保持恒定阻力的特殊力学性能;通过现场对比试验可知,在相同当量爆破冲击能量作用下,普通锚索试验段完全崩垮,恒阻锚索试验段整体稳定,验证了恒阻大变形锚索比普通锚索具有更好的抗冲击力学性能....
[期刊论文] 何满潮 郭鹏飞 王炯 王浩
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对浅埋薄煤层沿空留巷在工作面回采后垮落带内项板不易垮落、沿空巷道动压显现剧烈的关键问题,通过关键理论分析、数值模拟、现场工程地质条件分析等手段,对浅埋深、薄煤层、破碎顶板条件下的切顶成巷技术开展研究,并在该条件下的禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场应用.通过数值模拟,对比分析了切顶不充分和切顶充分时沿空巷道围岩应力分布及巷道围岩位移,结果表明:切顶充分时,采空区顶板对沿空巷道顶板动压影响大大减弱,巷道围岩变形较小,能够保证留巷效果.根据禾草沟二号煤矿浅埋、破碎顶板开采顶板运动模式和矿压显现特征,确定了切缝角度和恒阻锚索支护等关键参数,为浅埋、破碎顶板切顶卸压自动成巷的成功应用奠定基础,提出了切顶卸压自动成巷的预裂爆破参数设计、自动成巷支护技术;通过对禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽留巷的工程地质条件分析,运用切顶成巷技术原理进行了留巷设计,并应用到现场,取得较好的应用效果....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:为在切顶卸压沿空留巷中获得巷道顶板预裂炮孔的最优间距,基于双向聚能拉张爆破技术,采用以LS-DYNA动力分析软件为基础的数值模拟和现场试验对巷道顶板定向预裂进行研究,优化炮孔间距.数值模拟结果表明,当炮孔间距为400 mm时,应力波叠加后产生有效的拉应力;当炮孔间距为500 mm时,应力波叠加后也能够产生有效的拉应力,该拉应力大于孔壁围岩的抗拉强度,能够使孔壁围岩沿聚能方向形成裂缝,且利于炮孔间裂纹的扩展;随着炮孔间距进一步的增大,当炮孔间距为600 mm爆破时,由于间距过大,应力波无法有效叠加,不能产生连续裂缝.现场试验表明,间距为400和500 mm的炮孔间隔爆破时,未爆破孔自炮孔孔底至孔口产生连续有效裂缝,裂缝长度达2.4 m,相邻炮孔间沿炮孔中心线均能够形成连续有效的切缝面,能够有效控制沿空巷道顶底板位移及沿空巷道顶板压力.综合分析,在3种不同炮孔间距的试验方案中,确定间隔爆破、500 mm的炮孔间距为同一地质条件下3种试验设计中的最优方案....
摘要:以某隧道工程为背景,运用FLAC程序模拟了原始应力场和开挖、支护过程,获得了支护设计参数下的围岩应力分布、位移分布和破坏区分布,说明了该支护方案的有效性....
摘要:为了更好地控制和预测深部高应力岩爆、冲击地压和滑坡等动力工程地质灾害,基于负泊松比(Negative Poisson's ratio,NPR)材料或结构在抗冲击、抗剪切及吸收能量等方面的优异性能,研发具有NPR结构的新型恒阻大变形锚杆/索,首次在岩石力学领域提出NPR支护的概念与力学行为的科学问题.基于NPR结构的解流变力学模型和解析模型,从理论上验证NPR锚杆/索和NPR岩体相统一的理想弹塑性本构关系,并形成相应的NPR支护技术体系.通过静态拉伸试验、井下防冲抗爆试验和滑坡监测试验,验证NPR锚杆/索本构关系的理论模型的正确性,有效地实现了露天及地下开采中的大变形控制与预测....
摘要:在工程力学静力学和动力学的教学过程中,经常遇到一些抽象难理解的定理或定义,可以应用门的转动清楚的加以解释。由于每个教室都有门可以充当教师的授课道具,教师可以通过这种方式将复杂的知识变得生动易懂。该文从工程力学教学实例出发,阐述门的转动在教学过程中应用的方法和成果。运用此法后不仅提高了教学效率,还激发了学生的学习热情。...
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