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采礦與巖層控制工程學報

采礦與巖層控制工程學報

北大核心

Journal of Mining and Strata Control Engineering
《采礦與巖層控制工程學報》介紹采礦工程、礦山巖體力學與巖層控制工程及交叉學科領域的新理論、新方法、新技術、新成果，為推動采礦工程、巖體力學與巖層控制工程學科的發展，加強國內國際間的學術交流、人才培養和現代化建設服務。
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  • 創刊時間：-
  • 國內刊號/CN：10-1638/TD
    國際刊號/ISSN：2096-7187
  • 發行周期：季刊
    郵發代號：-
  • 主管單位：國家煤礦安全監察局
    主辦單位：巖層控制 采礦 采礦工程 礦山巖體力學 征稿簡則 數值模擬 沖擊地壓 采動 關鍵層 煤炭開采
采礦與巖層控制工程學報-聯系信息
  • 主編：康紅普
  • 電話：010-84262728 84262912
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采礦與巖層控制工程學報 >2022年第1期

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共4384條結果
  • 摘要：采用塊體離散元方法UDEC,通過細觀參數校核及無支護狀態的宏觀物理-數值模型對比,建立了深部層狀圍巖巷道模型,分析了4種支護方式對深部巷道層狀圍巖體承載特性及變形破壞特征的影響.在塊體離散元巷道模型基礎上,為進一步研究深部矩形巷道層狀圍巖體承載能力,通過監測模型內部的應力、塑性區分布及頂底板和兩幫位移,對不同支護方式的壓力拱成拱特性進行了分析.研究結果表明:不同支護方式下深部巷道頂底板及兩幫圍巖均出現了應力集中區,采用錨桿+錨索+噴射混凝土+工字鋼支護后巷道表面收斂程度及圍巖的位移均最小,支護效果最明顯,對圍巖的控制效果最好.研究結果可為實際工程中的矩形巷道層狀圍巖穩定性控制提供參考.
  • 摘要：針對目前深井高地應力開采環境復雜、煤炭資源采出率低等問題,提出了巷內預制充填體切頂無煤柱開采技術,以山西某礦21214工作面運輸巷為研究對象,通過理論分析以及數值模擬仿真方法確定切頂參數、預制充填體合理寬度,并結合工程實例進行了可行性研究,按照設計的施工工藝和參數在21214工作面進行了實施.現場觀測結果表明,巷內預制充填體切頂無煤柱開采技術實踐效果顯著,巷道頂底板最大位移量為120 mm,實體煤幫位移量為145 mm,巷道圍巖變形量能夠得到很好地控制.
  • 摘要：以石泉煤業30108綜放工作面軌道巷沿空掘巷為背景,通過理論分析計算了最小煤柱寬度,并采用UDEC軟件對不同區域——鉆孔段、鉆孔延伸段(合稱鉆場內)、不布置鉆孔段內不同寬度(5～20 m)煤柱下的彈塑性區和垂直應力分布進行模擬,從而分析了不同條件下圍巖穩定性與煤柱承載能力.研究結果表明:①根據巖體極限平衡理論,煤柱最小寬度為8.94 m;②在數值模擬中,煤柱寬5,6 m時,3種煤柱內的大部分區域處于破壞狀態;煤柱寬10 m以上時,鉆場內煤柱頂底板剪切破壞區域相互貫通;在鉆場延伸段8,9 m的煤柱應力集中較10 m的明顯,在鉆場內7～9 m的煤柱邊緣拉伸破壞區域較10 m的大.綜合理論分析和數值模擬結果,建議煤柱寬度應選為10 m.現場實踐驗證了煤柱寬度的合理性,并取得了顯著的經濟效益.
  • 摘要：分析了煤層水力擴孔掏槽的防沖機理,研究表明水射流作用在煤巖體表面的內應力與射流壓力和噴嘴的直徑有關,高壓水通過極小射流孔后可形成強大動能對煤巖體表面形成沖擊破壞.采用旋轉射流器持續沖擊煤巖鉆孔表面,促使孔壁破壞深度不斷增加,同時利用水射流將切割下來的煤渣帶出孔外,可使應力集中區內形成體積遠大于原卸壓孔的巨型空洞,為礦山壓力釋放提供足夠的卸壓空間.開發了擴槽孔和排渣孔分離的雙孔布置掏槽技術,有效地解決了排渣、卡鉆問題,通過對現場3個測點的試驗研究表明,掏槽后的空洞大小可達到150 mm鉆孔的45～60倍,其有效卸壓半徑能達到4 m以上.該技術可顯著降低巷道沖擊致災隱患.
  • 摘要：為了研究采動影響下斷層活化規律,利用分布式光纖傳感技術對工作面推進過程中斷層面的應力狀態進行監測.采用物理相似模型模擬工作面從上、下盤向斷層推進的過程,制作2個巖性參數和斷層構造相同、推進方向相反的相似材料模型,模型中埋入垂直、傾斜傳感光纖,獲得了斷層面的應力變化、采場覆巖變形以及斷層相對滑移實驗數據.實驗結果表明,工作面從下盤向斷層推進時,引起斷層面的附加剪應力集中程度遠大于工作面上盤推進時,約為上盤推進時的2.2倍;斷層面上部巖層先于下部受到工作面采動影響;下盤推進先于上盤推進發生斷層活化失穩危險,斷層活化失穩危險性最高時工作面與斷層距離約為上盤推進時的1.8倍.利用分布式光纖傳感技術驗證了相比上盤推進,下盤推進時采動影響下斷層更易活化的理論推理.斷層區域工作面優先布置在上盤,有利于礦壓控制,保證安全高效開采.
  • 摘要：工作面周邊存在較大斷層時,一般采用留設斷層保護煤柱法,使覆巖移動不直接影響到斷層.為分析受正斷層影響的地表移動變形規律,通過工作面開采前后地表裂縫與房屋墻體裂縫損壞的現場調查,發現位于常規沉陷影響邊界之外至斷層露頭范圍內仍有平行于斷層走向的地表裂縫及墻體裂縫性損害;應用FLAC3D模擬研究了正斷層影響下的上盤煤層開采時地表沉陷特征及斷層帶應力變化特征.結果表明:受開采擾動影響的斷層帶附近原始構造應力得到釋放并產生一定變形,反映至地表為非對稱性的偏態下沉;建筑物下伏巖層有較大斷層時,應在邊界角法或沉陷預計法留設地面建筑保護煤柱的基礎上,考慮留設合理寬度的斷層安全煤柱;同時提出斷層帶周邊的應力變化可作為斷層受開采沉陷影響與否的判定依據.
  • 摘要：論述了煤炭開采與巖層控制研究中涉及到的不同空間尺度,從全球尺度到煤體中的納米級微孔隙.包括全球煤炭資源、煤田、礦區與井田、采掘鉆空間、巖石力學試驗、煤巖組分與結構、支護與加固材料組分及結構的尺度分布.介紹了不同尺度范圍內煤炭開采與巖層控制的主要研究內容及研究方法.指出煤炭開采與巖層控制研究的空間尺度集中分布在10-10～107之間,跨17個數量級.不同尺度研究的重點內容不同,研究方法也不同.巖層控制中的一些巖層結構只能出現在一定尺度內.巷道與采場頂板中形成的梁、拱、層、殼等結構的尺度一般為10-1～102m,遠離這些尺度,巖層結構無法形成.巖層控制研究中,有些問題,如軟巖遇水軟化和膨脹,煤層的滲透性等必須從微觀尺度開始研究;有些問題,如研究巷道和采場周圍應力場與位移場分布,一般只需了解煤巖層的宏觀物理力學性質即可;而還有些問題,如巖石的破裂,需從微觀到宏觀不同尺度進行研究.目前,從宏觀、細觀到微觀的多尺度研究方法已在煤炭開采與巖層控制研究中得到廣泛應用,不同尺度之間的相互聯系非常重要.
  • 摘要：為研究大同礦區特厚煤層重復開采覆巖與地表沉陷問題,以塔山煤礦8103和8104工作面的地質采礦條件為工程背景,沿傾向主斷面建立了二維相似材料模型.反演分析了僅開采上覆侏羅系煤層時覆巖沉陷規律、兩煤層重復開采時覆巖沉陷規律、離層發育規律、煤柱群垮塌規律以及地表塌陷規律,揭示了該地質采礦條件下覆巖與地表沉陷機理.研究結果表明:采用刀柱式采煤法開采侏羅系煤層,上覆巖層未發生顯著的破壞和變形;在特厚煤層重復采動影響下,覆巖以一定的角度向上垮落和裂隙發育,當侏羅系煤層采空區受到下組煤開采擾動時,采空區中煤柱群受擾損傷,支撐能力降低,導致其上覆巖層沉陷加劇,在彎曲下沉帶上方形成新的導水裂縫帶,覆巖沉陷呈現"四帶"發育特征.結合實測數據,分析了工作面沿傾向方向地表移動變形規律,基于Origin 8.0平臺和概率積分法進行了二次開發,對傾向觀測線上山方向實測下沉數據進行了擬合求參,獲取了部分概率積分預測參數.研究結果可對大同礦區開采沉陷治理工程提供參考.
  • 摘要：針對土城煤礦運煤上山圍巖軟弱變形及控制困難的問題,通過現場調研、理論分析、數值模擬等研究手段,揭示軟巖巷道的變形破壞特征及破壞原因,認為圍巖強度低、自承載能力差、支護設計不合理、復雜應力環境及水力侵蝕作用是巷道失穩變形的主要原因.基于此,運用層次分析法建立評價指標體系,提出2種工程類比支護方案,采用FLAC3D模擬2種支護方案的支護效果,最終得出"錨桿索網+灌漿+U型鋼"支護方案能夠滿足頂板及兩幫對移近量的要求.后期現場監測結果表明:新優化方案對巷道圍巖整體變形的控制滿足預期,45d后收斂穩定,收斂速率小于0.5 mm/d,整體移近量低于70 mm,滿足巷道支護要求,支護效果良好.
  • 摘要：為防止在動壓影響下,潘二礦11123工作面開切眼下方部分底抽巷(承擔膠帶運輸任務)的變形失穩,11123工作面初次來壓后,在原錨網索支護基礎上,采用增加注漿錨索的方式對巷道進行補強加固,并用地質雷達測試巷道圍巖松動圈的厚度,以判斷支護方案的可行性.地質雷達探測結果表明:第1次測量(工作面推進50 m時)、第2次測量(工作面推進90 m時)、第3次測量(工作面推進150 m時),松動圈的厚度發育較為迅速;第4次(工作面推進200 m時)、第5次(工作面推進200 m時)和第3次測量相比,松動圈厚度趨于穩定;底抽巷所形成的松動圈厚度在1300 mm左右,屬于中小松動圈,加強支護效果可以滿足安全生產的要求.
  • 摘要：膨脹型軟巖巷道易變形破壞乃至冒頂,其關鍵問題是機理認識不清以及支護方案不當.以李家樓煤礦1202軌道巷為背景,采用室內試驗、現場實測、理論分析與數值模擬等方法研究了膨脹軟巖巷道的冒頂機理及其支護優化方法.研究結果表明:(1)1202軌道巷頂板2～4 m有泥巖,泥巖中黏土礦物含量高達70％,其中蒙脫石含量高達25％,因此泥巖極易遇水崩解;(2)膨脹軟巖巷道冒頂原因為:直接頂有軟弱夾層+強降雨與空氣潮濕+支護方式不合理,且支護參數較弱;(3)膨脹軟巖巷道的新型支護方式為:錨桿+金屬網+鋼筋梯子梁+錨索補強聯合支護,應提高其預緊力與錨固力,防止直接頂離層以及基本頂懸吊作用的拉力不夠.現場監測發現,隨著工作面的推進,巷道頂板總離層量最大為12 mm,圍巖穩定性較好.
  • 摘要：為探究多次采動下巷道圍巖的變形演化規律,解決巷道圍巖大變形問題,以山西襄垣七一新發煤業5101工作面回風巷為工程背景,采用現場調研、數值模擬和工業性試驗相結合的方法,對多次采動期間巷道圍巖變形及塑性區演化規律進行研究,結果表明:隨著采動影響的加劇,巷道圍巖變形量增加且所占總變形量比重增加,并呈現明顯的非對稱變形;巷道圍巖塑性區破壞深度延伸,破壞面積加大且巷道右幫塑性破壞區擴展最為明顯,其塑性破壞規律大致呈:"巷道右肩角處→巷道右底角處→巷道右幫中部"的動態擴展過程.基于巷道圍巖變形特征及規律提出支護方案,現場工業性試驗結果表明,支護方案合理,巷道變形滿足工作面開采需要,研究結果可為類似地質條件下巷道圍巖控制提供借鑒.
  • 摘要：為定量描述上覆巖層中裂隙的產生及發育,利用數字圖像相關技術(DIC)在相似材料模型中進行了裂隙檢測.通過定量研究散斑圖案質量及DIC計算參數對檢測效果的影響,針對模型局部非均勻變形,提出了子區大小選擇的雙參數閾值法,確定了裂隙檢測所用的子區大小,并合理選擇子區間距.然后使用數碼相機采集1200 mm×1000 mm×50 mm(長×高×寬)的二維平面相似材料模型表面的散斑場,獲取模型目標圖像的應變場和位移場,得出了裂隙產生的位置、張開度和長度等定量特征,并與全站儀同步量測數據進行對照.試驗表明,采用子區邊長40像素和子區間距10像素的測試參數,得出了該模型3條裂隙的存在及其發育信息,驗證了雙參數閾值法的可靠性;隨著裂隙的逐漸發育,應變局部化帶由模糊到清晰,應變曲線分布特征由單峰到雙峰,位移曲線逐漸呈階梯狀分布,可從應變場局部化帶長度快速估計裂隙發育長度;DIC測量結果與全站儀測量結果的最大相對誤差為7.73％.DIC測量系統既能有效地檢測裂隙,又能達到較高測量精度.研究結果為進一步應用DIC研究相似材料模型變形提供了試驗基礎.
  • 摘要：關鍵層對采場覆巖運動起主要控制作用,其破斷對工作面礦壓顯現有較大影響.為了探測工作面頂板覆巖結構并判別覆巖運動中的關鍵層,基于隨鉆測振數據與巖石強度耦合關系,在山寨煤礦井下有代表性位置采用鉆孔取芯、鉆孔窺視、隨鉆測振3者相結合的方法,通過鉆孔窺視和巖樣力學試驗,得到巖石巖性及其強度的精準探測結果,并對鉆桿的振動能量與巖石強度進行擬合分析,建立了相關巖體結構識別模型,最終對覆巖中的關鍵層進行判別.結果表明:巖石靜、動彈性模量以及抗壓強度3種力學參數都分別與測振能量呈正相關關系,由此可應用KSPB軟件對煤層頂板覆巖進行關鍵層精準判別.
  • 摘要：綜采工作面煤層走向復雜,采用"一刀切"的開采方法會加速滾輪截齒的磨損,同時開采效率也大幅降低,對煤巖的精準識別是解決此類問題、實現智能開采的關鍵.將基于回歸方程的深度學習目標檢測算法YOLOv2與線性成像模型相結合并通過該算法對井下采集煤巖圖像進行了智能識別與定位,同時與Faster R-CNN,SSD對煤巖圖像的識別結果進行了對比.結果顯示,YOLOv2對煤巖的識別精度達到了78％,檢測速度達到了63 frame/s,與Faster R-CNN,SSD相比精度高出7.7％,4.7％,而檢測速度高出763％,40％;在礦井測量坐標系中YOLOv2標定的煤層邊界框角點的計算坐標與實測坐標相比相對誤差在3.0％～4.5％之間,相對誤差較小,不會對采煤效率產生影響.研究結果表明,YOLOv2可以對煤巖進行準確快速的識別.
  • 摘要：為探索掘進機振動特性的可靠分析方法,針對掘進機回轉臺因長期承受較大多變應力-應變而發生斷裂的情況,研究了掘進機回轉臺的振動特性分析方法.將井下實測數據與仿真模型相結合,通過有限元軟件,采用軟件建模與實際載荷輸入結合的方法,對掘進機回轉臺的振動特性進行分析.首先完成其在截割過程中的受力分析,通過Pro/E與ADAMS建立掘進機回轉臺有限元模型,并對掘進機在巷道掘進過程中的載荷數據進行采集,將數據進行選取、處理與組合建立仿真載荷并將其導入模型,得到最接近實際工況的有限元模型;然后通過ADAMS進行振動模態分析,求解了掘進機回轉臺的前6階固有頻率、振型及振動響應的功率譜密度,同時開展了掘進機回轉臺的模態試驗并進行對比.結果表明,該分析方法與試驗結果在振型與各階頻率上均保持一致,平均偏差僅為11.83％,最小偏差僅為2.41％,并分析了出現偏差的原因,證明其可以對掘進機回轉臺結構修改與動力特性改善提供參考.
  • 摘要：《采礦與巖層控制工程學報》前身為《煤礦開采》,創刊于1991年,由煤炭科學研究總院主辦。重點報道采礦工程、礦山巖體力學與巖層控制工程及交叉學科應用基礎研究、技術開發及工程實踐成果,介紹該領域中的新理論、新方法、新技術,為推動采礦工程、礦山巖體力學與巖層控制工程學科的發展、加強國內外的學術交流、人才培養服務。讀者對象為國內外采礦工程領域科技工作者。
  • 摘要：首先,介紹了地應力對采礦工程荷載作用方式的特殊性,闡述了地應力控制采礦開挖過程和巖層穩定性的力學機理.地應力是采礦開挖前就存在于地層中的天然應力,采礦開挖出現自由空間并引起地應力向自由空間釋放,形成"等效釋放荷載",它作用在開挖自由空間的邊界上,而不是采礦外邊界上."等效釋放荷載"帶動周圍巖體變形、位移和應力集中,導致圍巖和巖層失穩、破壞.這與傳統力學理論"外邊界加載模式"有本質區別.若將地應力直接加在采礦外邊界上,將得出"采礦外邊界位移最大、開挖周邊位移最小"等一系列錯誤結果.為此,必須根據采礦設計的開挖形態,將地應力轉換成"等效釋放荷載"進行計算和分析,才能得到正確的結果.同時,必須認識到地下采礦是多步開挖過程,也就是多次"等效釋放荷載"加載過程.巖體是非線性材料,荷載的力學效應具有加載途徑性.優化開采布局、開采順序等可以優化"等效釋放荷載"加載途徑和力學效應,實現更好的巖層控制效應.最后,提出了地下采礦圍巖穩定性與巖層控制的基本原理和方法,指出:支護的根本目的是保護、改善和提高巖體的強度,必須改變把圍巖當成一種被動的荷載加以支撐的傳統認識;充分發揮圍巖自身強度達到采礦工程穩定,是巖石力學最基本的原理.在深部高地應力條件下,為了控制巖層變形和移動,維持采礦工程的穩定,上述原理的指導尤其重要.
  • 摘要：城山煤礦一采區3B煤層右0巷頂板為復合頂板巖層,為解決其巷道頂板易離層冒頂問題,提出新型巷道復合頂板全錨索一次支護方案.采用彈塑性基本理論分析了錨索加固機理,指出高預應力全錨索可大幅提高支護結構的早期支護強度與剛度,有效控制復合頂板的離層和下沉,高預應力為復合頂板巖層提供了法向約束應力,明顯改善了頂板巖層應力狀態.針對右0巷頂板巖層巖性及分層狀況,運用數值模擬和現場實測的分析方法綜合評價了巷道復合頂板全錨索一次支護效果,分析了掘進、回采期間頂板下沉及錨索承載規律,掘進期間頂板最大下沉量為34 mm,回采期間頂板最大下沉量為63 mm.現場試驗表明:全錨索一次支護對控制深部復合頂板變形效果十分顯著,可為深部復合頂板巷道支護提供參考.
  • 摘要：為探究工作面推進過程中不同水壓對煤層底板應力變形與破壞特征的影響,以山西義棠煤業10號煤層為背景,基于流-固耦合理論,根據實際地質條件借助ABAQUS商業有限元軟件建立有限元模型.從煤層底板變形量、最大拉應力空間分布以及煤層底板塑性變形區3個角度進行分析.結果表明:當工作面推進至一定距離后,底板變形隨著水壓的升高而增大;不同水壓下煤層最大拉應力、底板塑性區具有一定的相似性,都呈"近似勺形"分布;最大拉應力沿工作面走向先減小后增大,且隨水壓的提升向煤層底板更深處延伸;實測數據顯示:義棠煤業10號井工作面底板最大破壞深度為14.64 m,與模擬結果相差不大.研究結果有望對承壓水上煤層底板變形破壞機理進行一定程度的補充.
  • 摘要：針對沿空留巷頂板卸壓效果難以保障、圍巖控制效果差等問題,以龍灘礦沿空留巷為工程背景,通過對沿空留巷頂板變形規律進行全過程監測,揭示了沿空留巷采動影響期間的頂板突變式變形規律,獲取了頂板發生突變式變形的關鍵時機.結果表明:在切頂爆破卸壓條件下,測站處沿空留巷頂板最大下沉量雖然在工程允許范圍內,但都出現了2次明顯的突變現象,主要是由超前支承壓力的影響和留巷區域頂板懸頂結構失穩導致.據此,形成了分階段復合支護切頂技術,以對抗2次頂板變形突變,第1階段采用增效錨固切頂長錨索,第2階段采用切頂支柱與半封閉式小型框式切頂支架.工程監測結果表明,復合支護切頂卸壓效果良好,留巷圍巖可較好的保持穩定.
  • 摘要：為探究側向采動應力分布規律,運用彈塑性力學理論建立煤巖體側向采動力學分析模型,同時引入Weibull分布函數,得到煤巖體側向采動應力方程和破壞深度方程.以顧橋1126(1)工作面為背景,解出煤體側向采動應力、應力集中系數和塑性破壞深度,并研究各因素對采動應力分布的影響,指導沿空巷道支護設計.研究結果表明:①煤體強度、界面強度、支護強度和煤厚影響煤體穩定性,煤體穩定性增高時,采動影響范圍和塑性破壞深度減小,應力集中系數增大;②原巖應力和懸臂梁長度決定煤體原始受力,隨煤體受力的增加,塑性破壞深度、采動應力和采動影響范圍均增加.根據沿空巷道圍巖狀態,提出高預緊力全長錨固錨桿+錨索+鋼帶+金屬網的非對稱錨網索密集支護方案.現場實測表明:1126(1)回風巷的支護效果良好,可滿足回采巷道安全生產的預期要求.
  • 摘要：為解決三山島金礦西南翼巷道變形大、頂板淋水、隱伏空區等工程問題,采用理論分析、現場試驗和數值模擬等手段,基于地質雷達對裂隙空區進行掃描,對海底巷道周邊存在空區條件下的巷道支護進行分析,提出噴錨穿一體化支護技術.研究結果表明:結合化學元素分析、地質雷達掃描、鉆孔技術可以準確探明裂隙空區具體位置;噴錨穿一體化支護技術使得巷道頂板實際下沉量相比原模擬支護方案減小15.41 mm,兩幫變形量減小15.36 mm,巷道圍巖穩定性明顯得到改善;此外,為保證現場施工達到預期效果,對現場施工技術提出具體技術要求,并進行現場周邊位移的實地監測,實現了對巷道變形的有效控制.研究結果可為礦山其他類似區域提供參考.
  • 摘要：為了提高堅硬頂板的預裂卸壓效果,開發了孔內磨砂射流軸線切頂壓裂防沖新技術,即施工完頂板鉆孔后,在預設位置操作鉆桿勻速前進/后退,同時,采用磨砂射流系統對鉆孔孔壁進行定向切割,使孔壁形成一定深度的軸線裂縫,再采用封隔器封孔后壓裂,在高壓水的作用下,人造裂縫沿著預設方向定向擴展,從而達到精準切頂卸壓的目的.現場切縫試驗表明,在射流壓力為50 MPa,切縫速度為0.1 m/min的條件下,孔內切縫半徑可達300～500 mm.通過切縫后壓裂試驗表明,預制裂縫具有較好的導向作用,裂縫擴展主要沿著預制裂縫深度方向,試驗泵壓為40 MPa,壓裂時間為20 min,裂縫擴展距離可達22 m以上.該技術可提高水力壓裂裂縫方向的可控性,使裂縫沿著最佳切頂方向擴展,從而提高卸壓效果.
  • 摘要：為研究脆性巖石邊緣裂紋擴展規律,以自制的類巖石材料試件為研究對象,采用單軸加載、聲發射監測及FRACOD數值模擬相結合的方法,對預制邊緣裂紋的起裂、擴展及聲發射特征進行了研究.試驗結果表明:隨著預制邊緣裂紋寬度的增加,試件的起裂強度、單軸抗壓強度逐漸減小,I型拉伸裂紋出現的時間越來越早,剪切裂紋出現的時間越來越晚;試件的破壞形式不因預制邊緣裂紋寬度不同而改變,最終以拉伸破壞為主.聲發射監測中,裂紋起裂和試件整體破壞時聲發射具有階梯狀波動、能量高的特點;邊緣裂紋寬度越大,第1次出現能量峰值時間越早;I型破壞產生在線彈性階段,大多數剪切與次生裂紋產生在峰值強度附近,其能量水平遠大于拉伸裂紋起裂點能量值.數值模擬試驗過程中,隨著裂紋寬度增加,裂紋起裂角度越趨近于加載方向,裂紋數目增多,總位移由4.7 mm降低到1.07 mm,最大拉應力由58.2 MPa減小到26.8 MPa,試件的破壞形式與力學試驗相同.
  • 摘要：巖體與光纖之間的耦合性是決定分布式光纖感測巖體變形準確性的關鍵因素.通過巖層變形光纖響應特性的力學分析,結合運動學方法,提出了光纖-巖體的耦合性判據,并建立了巖層變形光纖監測模型.通過水平埋設在物理相似模型內部的傳感光纖,監測不同開挖狀態下關鍵層的結構性變形,并借助數字圖像相關技術(DIC)對關鍵層撓度分布進行實時跟蹤監測,綜合分析覆巖變形特征及演化規律,并將2者監測結果進行對比分析.結果表明:當巖層變形較小時,巖體-光纖耦合性系數在0.9～1.0內,光纖應變計算的巖層撓度與DIC測量的實際巖層撓度基本一致,最大相對誤差為8.9％;當巖層變形較大時,巖體-光纖耦合性系數呈斷層式直線下降,直至巖層發生破斷,裂縫處巖體-光纖發生脫離,光纖-巖體接觸度與光纖-巖層耦合系數k值均為0;通過光纖監測數據反演,獲得采動覆巖的變形范圍及特征,從而反映出光纖沿線巖層移動變形的位置及程度.研究成果為分布式光纖傳感技術應用于模型及現場覆巖變形監測提供了參考.
  • 摘要：液壓支架適應性分析是評價液壓支架設計選型和現場生產管理操作是否科學合理的重要研究內容,目前現場人員在分析與評價支架適應性的問題時考慮現場生產操作管理因素較少,導致對支架支護能力認識存在一定不足.基于多起現場切頂壓架事故調查研究成果,提出評價液壓支架適應性的有效支護能力概念及相應的分析與定性評價方法,提出支架有效支護能力評價涵蓋的支架有效支護強度、有效初撐力和有效讓壓能力等3項子指標的計算方法及評判標準,并以神東榆家梁煤礦44305工作面支架的實際應用工況為實例進行了分析與評價,結果表明:支架有效支護能力能夠定性反映現場生產操作管理對液壓支架適應性的影響,可作為客觀評價液壓支架適應性,指導支架設計選型與現場操作管理的有效指標.
  • 摘要：液壓支架跟機與乳化液泵供液系統協同控制是工作面綜采設備智能化的重要體現,根據液壓支架群組跟機時順序動作對乳化液泵供液流量的多變性和時效性要求,設計了工作面供液系統與液壓支架協同自適應控制模型.以適應液壓支架動作的穩壓供液原理為研究思路,根據多泵+變頻供液系統的流量調節特點,提出了交疊關系的供液與液壓支架協同動作控制邏輯.基于機制主義人工智能理論和多響應優化滿意度函數法,設計供液系統與液壓支架的協同自適應控制模型及其智能生成機制.應用Matlab與AMESim聯合仿真進行驗證,取得了預期效果.
  • 摘要：采煤誘發的地裂縫是煤礦區最為常見的一種土地破壞形式,也是礦區土地復墾、生態環境修復所直面的一種災害類型.準確掌握其發育規律、特征并對其進行預測是采煤沉陷治理的基礎.以羊場灣煤礦為研究區,采用無人機航拍、野外調查和理論分析的方法對地表裂縫發育規律、特征及其與采礦地質條件的關系進行了歸納分析.結果表明:裂縫發育程度會隨著開采深度的增加逐漸減弱,當開采深度大于350 m時平行開切眼裂縫幾乎不再發育,平行巷道裂縫則以"環帶"的形式發育;當開采深度大于550 m時,裂縫發育特征不再明顯.地表裂縫發育范圍可以簡化為2個半橢圓和1個矩形的組合形狀,并能通過地表移動變形參數和煤層埋深計算出地表裂縫發育范圍.地表裂縫最大發育寬度隨著采深采厚比的增加呈負指數形態減小.經擬合處理,得到了地表裂縫最大發育寬度預測公式.
  • 摘要：《采礦與巖層控制工程學報》前身為《煤礦開采》,創刊于1991年,由煤炭科學研究總院主辦。重點報道采礦工程、礦山巖體力學與巖層控制工程及交叉學科應用基礎研究、技術開發及工程實踐成果,介紹該領域中的新理論、新方法、新技術,為推動采礦工程、礦山巖體力學與巖層控制工程學科的發展、加強國內外的學術交流、人才培養服務。讀者對象為國內外采礦工程領域科技工作者。

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    • 語言：中文
    • 熱門主題：煤炭科學研究總院
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    采礦與巖層控制工程學報的收錄情況

    • ? 北大核心期刊（2008版）
    • ? 北大核心期刊（2011版）
    • ? 北大核心期刊（2014版）
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    • ? 日本科學技術振興機構數據庫
    • ? 中國科技核心期刊

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