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基于有效锚固层厚度的近距离煤层下伏巷道支护技术数值模拟研究
1
作者 姚强岭 徐强 +2 位作者 何杰 李英虎 刘伟冬 《能源与环保》 2023年第11期1-6,共6页
针对近距离煤层下伏巷道围岩破碎、锚杆(索)支护控制难度大等问题,以任楼煤矿Ⅱ7_324S工作面回风巷为工程背景,通过理论分析和现场测试,计算了上覆7_2煤层开采后底板岩层破坏深度,分析了下伏7_324S回风巷顶板损伤特征及锚杆(索)可锚性... 针对近距离煤层下伏巷道围岩破碎、锚杆(索)支护控制难度大等问题,以任楼煤矿Ⅱ7_324S工作面回风巷为工程背景,通过理论分析和现场测试,计算了上覆7_2煤层开采后底板岩层破坏深度,分析了下伏7_324S回风巷顶板损伤特征及锚杆(索)可锚性。基于此,根据间隔层厚度对Ⅱ7_324S工作面回风巷进行了分区;基于顶板叠加梁支护理论,提出了Ⅱ7_324S工作面回风巷分区域锚杆(索)支护技术方案,并采用有效锚固层厚度指标,对各区域支护方案进行了校核,确定7_324S工作面回风巷各区域顶板处于有效锚固状态,并对其进行了数值模拟。结果表明,下伏煤巷分区域支护技术具备实际工程生产实践的可行性。 展开更多
关键词 近距离煤层 下伏巷道 分区支护 有效锚固
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钱营孜煤矿台阶工作面分阶段锚索式超前支护技术 被引量：1
2
作者 陈廷学 姚强岭 马镇涛 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第1期64-69,共6页
为了解决钱营孜煤矿W3211台阶工作面风巷的超前支护问题,实测围岩地质力学后,提出了分阶段主动式超前支护技术,设计了W3211风巷分阶段超前支护方案,替代了原有的单体液压支柱被动式超前支护技术。在保证巷道稳定性的同时极大的降低了工... 为了解决钱营孜煤矿W3211台阶工作面风巷的超前支护问题,实测围岩地质力学后,提出了分阶段主动式超前支护技术,设计了W3211风巷分阶段超前支护方案,替代了原有的单体液压支柱被动式超前支护技术。在保证巷道稳定性的同时极大的降低了工人的劳动强度。提高了工作面生产技术水平,改革了超前支护模式,为钱营孜煤矿32煤层类似条件工作面提供了有益参考。 展开更多
关键词 超前支护 数值模拟 巷道围岩控制效果
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基于深部含水煤样失稳特征的荷载梁式主控裂隙模型的试验研究
3
作者 陈笑予 姚强岭 +7 位作者 陈胜焱 山长昊 李英虎 徐强 于利强 夏泽 朱柳 落弘业 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期375-386,共12页
深部巷道周边的煤体在承受高地应力基础荷载的同时,往往还受到由远及近的采掘活动扰动,使其内部的裂隙损伤在近似于高应力逐级加卸载的应力路径下不断发育,若还处于水岩作用的影响下,承载性能将进一步劣化。通过对某矿深部煤样进行吸水... 深部巷道周边的煤体在承受高地应力基础荷载的同时,往往还受到由远及近的采掘活动扰动,使其内部的裂隙损伤在近似于高应力逐级加卸载的应力路径下不断发育,若还处于水岩作用的影响下,承载性能将进一步劣化。通过对某矿深部煤样进行吸水特性描述、波速信息对比、力学试验分析及声发射监测,总结了该矿深部含水煤样具有以下特征:吸水迅速、极易饱和、饱水后整体结构完整性增强,且主要以张开型主控裂隙的张拉破坏造成试件整体失稳。基于上述特征,结合吸水率、裂隙参数、系统尺寸等因素,优化建立了荷载梁式主控裂隙模型,阐述了深部含水煤样产生上述失稳特征的机制,并进行了敏感性分析、强度验证,验算结果较为贴合试验数据,可为深部高应力扰动富水巷道中的裂隙煤岩体进行类似的试验研究、理论建模及采掘设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 深部含水煤样 高应力逐级加卸载 张拉破坏 主控裂隙 荷载梁
原文传递
宋新庄煤矿顶板密集钻孔切顶卸压护巷技术研究
4
作者 赵毅 解洪鑫 姚强岭 《煤炭工程》 北大核心 2023年第5期45-51,共7页
宋新庄煤矿110303工作面回风巷受110301工作面采动影响,巷道呈现大变形特征而无法满足正常生产需要。因此,在采区对翼110302工作面回采期间于运输巷顶板施工密集钻孔切顶卸压技术,进而优化110304回风巷采后侧向应力分布。结合工作面地... 宋新庄煤矿110303工作面回风巷受110301工作面采动影响,巷道呈现大变形特征而无法满足正常生产需要。因此,在采区对翼110302工作面回采期间于运输巷顶板施工密集钻孔切顶卸压技术,进而优化110304回风巷采后侧向应力分布。结合工作面地质条件,通过理论分析与FLAC3D数值模拟,确定了切顶高度、角度、孔间距等关键技术参数,研究了切顶前后巷道围岩应力演化规律,数值计算结果显示切顶后降低了巷道顶板与煤柱侧应力集中程度,煤柱内部垂直应力降低约36%,水平应力降低约11%,巷道位移量明显降低。通过工业性试验表明,切顶卸压后,110304回风巷顶板、帮部围岩内裂隙发育减少,两帮相对移进量为249 mm,顶底板相对移进量为237 mm,巷道变形得到有效控制,成功将110304回风巷保留下来。该技术可为宋新庄煤矿后续开采提供一定的技术参考。 展开更多
关键词 双巷掘进 采动应力 密集钻孔 切顶卸压 围岩控制 数值模拟
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富水煤层巷道顶板失稳机理与围岩控制技术 被引量：34
5
作者 姚强岭 李学华 瞿群迪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期12-17,共6页
为了研究煤层巷道粉砂质泥岩直接顶受基本顶裂隙水侵蚀后,巷道掘进过程中易于发生冒顶事故的原因,通过现场调研、取样、实验室试验和理论分析相结合的综合研究手段揭示出富水煤层巷道顶板失稳的机理在于:巷道开挖后产生的顶板裂隙形成... 为了研究煤层巷道粉砂质泥岩直接顶受基本顶裂隙水侵蚀后,巷道掘进过程中易于发生冒顶事故的原因,通过现场调研、取样、实验室试验和理论分析相结合的综合研究手段揭示出富水煤层巷道顶板失稳的机理在于:巷道开挖后产生的顶板裂隙形成了直接顶与基本顶含水层之间连通的通道,使得微结构裂隙发育和含有较高的亲水性矿物粉砂质泥岩吸水,其吸水后产生了较高的膨胀应力,并在三向受力状态下发生崩解、破坏,锚杆承载基础弱化和较高的膨胀应力引起了煤层巷道顶板失稳。同时针对富水煤层巷道顶板失稳机理,提出了通过减少顶板水运动对围岩的破坏、优化巷道断面和高预应力来实现该类巷道顶板的稳定。工程实践表明,采用半圆拱巷道、合理布置疏水孔以及高预应力锚带网索组合支护体系可确保对该类巷道顶板的有效控制。 展开更多
关键词 富水煤层巷道 失稳机理 围岩控制 粉砂质泥岩
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宁东侏罗系煤层顶板粗粒含水砂岩特性研究 被引量：11
6
作者 姚强岭 陈田 +1 位作者 李学华 王傲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期183-188,共6页
相似模拟实验研究一直是保水开采的主要实验手段之一,其中相似材料与岩石之间力学参数的相似度尤为关键。宁东煤田属于我国典型的生态脆弱矿区,该区域主采煤层为侏罗系煤层,其顶底板广泛分布着成岩程度低且富含黏土矿物的一类特殊砂岩,... 相似模拟实验研究一直是保水开采的主要实验手段之一,其中相似材料与岩石之间力学参数的相似度尤为关键。宁东煤田属于我国典型的生态脆弱矿区,该区域主采煤层为侏罗系煤层,其顶底板广泛分布着成岩程度低且富含黏土矿物的一类特殊砂岩,该层砂岩在采动、吸水-失水动态循环作用下呈现软岩力学特征。选取其中的一类含水砂岩为研究对象,通过分析该含水砂岩岩石成分和结构特征确定其为粗粒泥质长石砂岩,并分析认为其形成于快速堆积的沉积环境;利用X衍射仪定量分析其矿物组分,发现该含水砂岩主要由黏土矿物、石英和长石组成,其中黏土矿物富含蒙脱石、伊蒙混层及绿泥石等吸水易膨胀组分;利用MTS伺服控制试验机研究了该类砂岩三轴抗压强度及渗透特性,发现其具有明显的塑性破坏特征;且饱水含水砂岩渗透率有突变点存在,突变点后渗透率大致恒定直至试件破坏时渗透率增至最大值;进一步研究了含水率对该含水砂岩单轴压缩变形特征的影响规律,发现含水砂岩单轴抗压强度、弹性模量与含水率负线性相关。 展开更多
关键词 生态脆弱矿区 含水砂岩 相似模拟 保水开采
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基于有效锚固层厚度的煤系巷道顶板叠加梁支护理论及应用 被引量：12
7
作者 姚强岭 李英虎 +3 位作者 夏泽 李学华 王烜辉 晁宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期672-682,共11页
通过对巷道顶板岩梁的变形及破坏特征分析,确定了顶板岩层失稳的宏观过程;针对煤系巷道顶板沉积岩层的分层特征,建立了煤系巷道顶板叠加梁力学模型,基于其协调变形及共同承载特性,求解出了叠加梁中各分层岩梁等效承载应力、层间作用力... 通过对巷道顶板岩梁的变形及破坏特征分析,确定了顶板岩层失稳的宏观过程;针对煤系巷道顶板沉积岩层的分层特征,建立了煤系巷道顶板叠加梁力学模型,基于其协调变形及共同承载特性,求解出了叠加梁中各分层岩梁等效承载应力、层间作用力以及锚杆(索)支护强化参数,揭示了锚杆(索)对叠加梁结构的支护作用机理,即优化不同抗弯刚度的各层顶板的承载应力分配,充分发挥各岩层力学承载性能,控制顶板岩层的整体下沉,同时提高叠加梁的黏聚力及变形模量,间接强化整体锚固结构的承载强度。针对顶板叠加梁支护结构在巷道不同服务阶段的失稳条件,提出了煤系巷道顶板支护的“有效锚固”状态以及有效锚固层厚度理念,用于评价巷道支护中锚杆(索)对顶板实际的锚固能力,形成了煤系巷道顶板叠加梁支护理论。基于该支护理论,以皖北煤电集团任楼煤矿Ⅱ7_(3)24S工作面回风巷为工程背景,对其在近距离煤层、采空区下伏成巷条件下进行了顶板支护设计,根据层间距在>6,4~6以及2~4 m的3种不同范围,将该巷道进行了分区,通过对顶板叠加梁结构进行分析与有效锚固层厚度计算,分别确定了在不同巷道区域内采用锚杆与注浆锚索为主的支护技术参数,并结合现场工业性试验验证了该支护方案的合理性与有效性。 展开更多
关键词 叠加梁理论 煤系巷道 锚杆支护机理 “有效锚固”状态 有效锚固层厚度
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厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术与实践 被引量：24
8
作者 姚强岭 朱贵伟 +3 位作者 郑闯凯 李学华 王烜辉 徐强 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第1期1-11,共11页
我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层... 我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路:巷道掘进期间,基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估,并结合巷道地质条件设计锚杆(索)主动式超前支护技术参数;工作面回采期间,对试验巷道的矿压显现规律进行动态监测,对围岩松动圈发育程度进行量化分析,验证支护思路的技术可行性。工程应用结果表明:巷道顶板最大移近量为137 mm,两帮最大移近量为452 mm,锚索受力变化量最大为56 kN;主动式超前支护可显著提高围岩结构完整性。该主动式超前支护技术一方面确保了高庄煤矿3上705工作面回采期间安全,降低了工人劳动强度,并对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值;另一方面进一步完善与丰富了煤矿智能化开采技术内涵,利于实现煤炭资源的安全高效可持续开发。 展开更多
关键词 厚煤层沿空巷道 不规则工作面 主动式超前支护 锚索加固 围岩松动圈
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煤矿采动水资源开发与利用技术框架 被引量：2
9
作者 姚强岭 汤传金 +2 位作者 徐强 于利强 李学华 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第9期973-979,共7页
为实现西部生态脆弱矿区煤炭资源开采和地下水资源保护利用的动态平衡调控,以煤炭开采长期影响下水资源保护与利用为研究对象,在总结已有研究成果的基础上提出了采动水资源的概念:通过运动状态和空间位置关系划分采动水资源的类型,包括... 为实现西部生态脆弱矿区煤炭资源开采和地下水资源保护利用的动态平衡调控,以煤炭开采长期影响下水资源保护与利用为研究对象,在总结已有研究成果的基础上提出了采动水资源的概念:通过运动状态和空间位置关系划分采动水资源的类型,包括地表水系、含水层、运移水资源和汇集水资源;阐述了我国煤矿采动水资源开发技术原理,并进一步提出了通过开采“目标层”以充分利用采动水资源的技术设想;根据采动水资源的利用技术途径,将其划分为采动水资源-地表水/井下水/含水层水3种循环利用模式。采动水资源概念的提出和利用技术体系的建立,不仅有助于缓解煤水共采矛盾,也可为矿井采动水资源的开发与利用提供新的技术思路。 展开更多
关键词 煤水矛盾 采动水资源 储水空间 循环模式
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地下水库人工坝体强度损伤演化特征试验研究 被引量：20
10
作者 姚强岭 刘亚鹏 +3 位作者 陈田 李学华 杨书懿 段宏飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1111-1117,共7页
在我国西部生态脆弱矿区,地下水库储水技术已成为煤水资源共采技术的重要组成部分,其中人工坝体的稳定性是评价地下水库能否构建并长期安全使用的关键因素之一。为研究地下水库人工坝体在吸水-失水、采动及矿震等循环作用下强度变化规律... 在我国西部生态脆弱矿区,地下水库储水技术已成为煤水资源共采技术的重要组成部分,其中人工坝体的稳定性是评价地下水库能否构建并长期安全使用的关键因素之一。为研究地下水库人工坝体在吸水-失水、采动及矿震等循环作用下强度变化规律,以大柳塔矿地下水库人工坝体所使用的C30混凝土试样为例,开展了超声-回弹综合测强、循环加载和单轴压缩声发射试验研究。研究结果表明:超声-回弹综合测强公式可以对水作用下混凝土试样强度进行预测;循环加载影响下试样强度最大下降比例约17%,而水作用下的循环加载试样强度最小下降比例达26%;并结合声发射振铃计数研究了混凝土试样受载下的损伤演化特征。由此可知,循环加载(采动及矿震)和水(吸水-失水)共同作用下,对地下水库人工坝体稳定性影响较大。 展开更多
关键词 超声-回弹 循环加载 声发射 强度损伤
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泥岩顶板巷道围岩裂隙演化规律与冒顶机理分析 被引量：54
11
作者 李学华 梁顺 +2 位作者 姚强岭 瞿群迪 章磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期903-908,共6页
通过对某矿泥岩顶板巷道围岩变形进行监测,总结该类巷道变形破坏的一般规律;借助钻孔窥视的手段对不同含水条件下泥岩顶板围岩的裂隙演化规律和破裂特征进行分析,在此基础上,研究泥岩顶板巷道冒顶的机理。研究表明:围岩裂隙是由浅部向... 通过对某矿泥岩顶板巷道围岩变形进行监测,总结该类巷道变形破坏的一般规律;借助钻孔窥视的手段对不同含水条件下泥岩顶板围岩的裂隙演化规律和破裂特征进行分析,在此基础上,研究泥岩顶板巷道冒顶的机理。研究表明:围岩裂隙是由浅部向深部逐渐扩散的,裂隙发育存在饱和现象;有效控制围岩微裂隙区向裂隙发育区演化,避免裂隙发育区发展到锚固区之外是保证富水泥岩顶板巷道稳定的关键。据此建立了分顶、分区的围岩控制技术体系,包括高性能锚杆支护技术、预应力锚索强化技术以及注浆加固技术,并成功地应用于工程实践。 展开更多
关键词 泥岩顶板 裂隙演化 裂隙饱和 控制体系 非均匀
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高水平应力跨采巷道围岩稳定性模拟研究 被引量：61
12
作者 李学华 姚强岭 +3 位作者 张农 王东禹 郑西贵 丁效雷 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2008年第4期420-425,共6页
某矿地应力测试结果表明，水平应力是垂直应力的2．46～2．72倍．受高水平应力、采动、支护等综合因素影响，该矿底板巷道变形严重，巷道返修2～3次仍难以满足生产要求，影响了矿井的正常生产秩序．针对该矿底板巷道工程地质特点，通过... 某矿地应力测试结果表明，水平应力是垂直应力的2．46～2．72倍．受高水平应力、采动、支护等综合因素影响，该矿底板巷道变形严重，巷道返修2～3次仍难以满足生产要求，影响了矿井的正常生产秩序．针对该矿底板巷道工程地质特点，通过数值模拟手段研究了高水平应力条件下底板巷道在采动过程中围岩位移场与应力场分布的形态，得出该类巷道肩角处是首先发生破坏的弱结构部位，即影响围岩稳定性的关键部位．因此提高弱结构部位的强度，从而使支护与围岩共同作用形成有效承栽结构，是治理高水平应力跨采巷道的主要技术途径．结合受上部煤层开采影响中三石门工程，提出了在关键部位采取非均匀支护技术体系并进行了现场实践．结果表明，该技术有效控制了巷道围岩变形量，为矿井的安全生产创造了条件，取得良好技术经济效益． 展开更多
关键词 跨采巷道 高水平应力 非均匀支护
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煤层底板突水水量预测及注浆改造技术 被引量：21
13
作者 曹胜根 李国富 +1 位作者 姚强岭 王福海 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期312-318,共7页
以基岩裂隙水运移的基本理论Chezy定律为基础,建立承压水正常涌水量的数学模型,提出利用Lagrangian法计算涌水量,应用Bernoulli能量方程计算矿井突水量的公式。计算结果表明,计算突水量与实际突水量的相对误差仅1.04%。针对焦作矿区大... 以基岩裂隙水运移的基本理论Chezy定律为基础,建立承压水正常涌水量的数学模型,提出利用Lagrangian法计算涌水量,应用Bernoulli能量方程计算矿井突水量的公式。计算结果表明,计算突水量与实际突水量的相对误差仅1.04%。针对焦作矿区大部分矿井煤层底板发生突水的实际情况,提出采用底板含水层注浆改造,防止底板突水事故。注浆孔位置主要决定于裂隙的发育程度、裂隙的走向,而注浆孔间距取决于浆液的扩散半径。最后,分析注浆压力和注浆量等注浆参数,并研制高压止水器,可解决注浆钻孔提前出水止水的难题。 展开更多
关键词 采矿工程 煤层底板突水 注浆 矿井涌水量 注浆参数
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煤矿深部超大断面硐室群围岩连锁失稳控制研究进展 被引量：7
14
作者 谭云亮 范德源 +4 位作者 刘学生 张俊文 宁建国 姚强岭 付小敏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期180-199,共20页
煤矿深部超大断面硐室群因其围岩应力集中程度高、破坏影响范围大,特别是在复杂动载扰动下易发生连锁破坏失稳现象,其安全和稳定已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一。围绕煤矿深部超大断面硐室群围岩连锁失稳控制开展研究,针对... 煤矿深部超大断面硐室群因其围岩应力集中程度高、破坏影响范围大,特别是在复杂动载扰动下易发生连锁破坏失稳现象,其安全和稳定已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一。围绕煤矿深部超大断面硐室群围岩连锁失稳控制开展研究,针对现有煤矿硐室仅以断面尺寸划分的不足,综合硐室失稳临界埋深、断面面积、围岩综合抗压强度和围岩综合完整性系数等影响因素,提出了基于模糊综合聚类分析的煤矿硐室地质力学等效分类方法,实现了对煤矿深部超大断面硐室的有效判识;通过室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,考虑密实性系数构建了适于动静组合加载条件的岩石蠕变损伤本构关系,建立了深部复杂应力环境下硐室群围岩连锁失稳机理与能量判据,揭示了深部动静组合载荷下超大断面硐室群围岩变形破坏演化规律;提出了深部硐室群围岩协同支护机理,研发了新型高强超塑吸能支护材料及新型高强拉压耦合锚索,基于长期安全稳定性,构建了深部硐室群围岩递进式加固技术及分步设计方法;研发了超大断面硐室群围岩长时变形失稳监测预警平台,给出了围岩综合预警方法及阈值。在新巨龙煤矿煤矸分选硐室群,硐室断面最大收缩率约6.2%,松动圈发育范围1.0~1.5 m,保证了井下煤矸分选系统的空间安全利用。 展开更多
关键词 深部 超大断面硐室群 等效分类 连锁失稳机理 协同控制 监测预警
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含水率对泥质粉砂岩强度损伤及声发射特征影响的研究 被引量：18
15
作者 方杰 姚强岭 +2 位作者 王伟男 汤传金 王光 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期412-419,共8页
煤系沉积岩体原生及采动裂隙为水-岩作用提供了渗流通道,且受其组分和胶结类型等因素的影响,水作用下煤系沉积岩体力学性质改变显著。采用X射线衍射仪、无损浸水试验装置和煤岩力学性质测试系统,分析了泥质粉砂岩矿物组分,测试了其含水... 煤系沉积岩体原生及采动裂隙为水-岩作用提供了渗流通道,且受其组分和胶结类型等因素的影响,水作用下煤系沉积岩体力学性质改变显著。采用X射线衍射仪、无损浸水试验装置和煤岩力学性质测试系统,分析了泥质粉砂岩矿物组分,测试了其含水率随时间变化规律,并探讨了含水率影响下泥质粉砂岩强度损伤演化特征。研究结果表明:泥质粉砂岩中高岭石、伊利石和绿泥石等黏土矿物占矿物成分的62%;根据岩样含水率随浸水时间的变化趋势,将其划分为快速增长(0~25 h)、缓慢增长(25~85 h)及恒定(85 h~)3个阶段;由干燥到饱和,岩样的单轴抗压强度降低了47.72%,弹性模量降低了18.36%;随着含水率的增加,岩样破坏形式由剪切破坏逐渐向拉张破坏转化;应力、累计AE计数与时间变化关系曲线能阐明裂隙扩展的各个阶段,其中,裂隙不稳定扩展阶段和峰后阶段声发射活跃;除含水率1.6%的岩样外,声发射定位结果与岩样实际破坏迹线大致相符;加载初期,岩样内部在中心位置产生剪切裂隙并扩展,裂隙和能量逐渐向外围扩散,后期产生拉剪复合裂隙。研究成果对于煤矿地下水库坝体设计、富水巷道顶板岩层控制等工程中涉及的水岩作用问题研究提供了有益参考。 展开更多
关键词 水-岩作用 泥质粉砂岩 裂隙 含水率 声发射
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煤矿地下水库煤柱坝体宽度设计 被引量：32
16
作者 姚强岭 郝琪 +2 位作者 陈翔宇 周保精 方杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期890-898,共9页
地下水库储水技术已成为西部矿区实现煤炭高效开采与水资源保护并重的重要途径之一,而煤柱坝体的稳定性是地下水库设计中极其重要的部分,对地下水库稳定性起决定性作用。煤柱坝体既要保证煤炭安全开采,也要保障地下水库安全运行。地下... 地下水库储水技术已成为西部矿区实现煤炭高效开采与水资源保护并重的重要途径之一,而煤柱坝体的稳定性是地下水库设计中极其重要的部分,对地下水库稳定性起决定性作用。煤柱坝体既要保证煤炭安全开采,也要保障地下水库安全运行。地下水库煤柱坝体的稳定不仅与埋深、采动应力、地质构造等工程地质条件有关,也与水作用下的弱化作用密切相关。为研究煤矿地下水库煤柱坝体在水作用下强度弱化规律,选取西部矿区麻地梁矿5煤为研究对象,开展煤样无损浸水试验和不同含水率及反复浸水条件下单轴压缩试验。研究得到:不同含水率的煤样在0～20 h内,含水率快速增长; 20 h之后,含水率增长变缓,在20～70 h,含水率慢速增长;在70～140 h,煤样含水率增长接近稳定;煤样含水率随着浸水时间的增加而增加,但增幅逐渐减少,最终趋于稳定;随着含水率(浸水次数)的增多,煤样单轴抗压强度逐渐降低,峰值应变逐渐增大,弹性模量逐渐降低。相较于干燥煤样,初次饱水煤样、浸水3次煤样单轴抗压强度分别降低了27.1%,50.0%,弹性模量分别降低34.6%,58.5%。结合实验室试验结果,运用弹塑性力学理论探讨了煤柱坝体在不同含水率下破坏区、塑性区宽度,开展了考虑覆岩压力、水压力以及水的弱化作用下煤柱坝体宽度设计研究,并结合麻地梁矿的工程地质条件,对其地下水库坝体的宽度进行了设计。同时,进一步分析了煤柱坝体宽度的影响因素,得到含水率、埋深、煤层采厚均对煤柱坝体宽度有很大影响。 展开更多
关键词 地下水库 煤柱坝体 含水率 生态脆弱矿区 保水采煤
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营造互动式课堂氛围的方法 被引量：10
17
作者 郑西贵 李学华 +1 位作者 万志军 姚强岭 《高教探索》 CSSCI 北大核心 2016年第S1期74-75,共2页
课堂氛围在教学中占有重要地位,和谐、互动的课堂氛围能使学生不仅对教学内容易于理解,而且对所学内容记忆长久。尤其是,通过成功营造互动式教学氛围会使教学活动的开展更加轻松、容易,使学生能够轻松全面地吸收理解所教授的知识。本文... 课堂氛围在教学中占有重要地位,和谐、互动的课堂氛围能使学生不仅对教学内容易于理解,而且对所学内容记忆长久。尤其是,通过成功营造互动式教学氛围会使教学活动的开展更加轻松、容易,使学生能够轻松全面地吸收理解所教授的知识。本文主要介绍了营造、渲染互动教学氛围的方法:保证出勤、巧关手机、惊堂肃场、善用课件、巧问善答、分清主角、知任善用、衔接和谐、诙谐幽默等。 展开更多
关键词 互动式教学 课堂氛围 教学方法 高等教育
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采动敏感型底板巷道支护技术研究 被引量：7
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作者 杨宏敏 杨吉平 +1 位作者 丁效雷 姚强岭 《煤炭工程》 北大核心 2007年第10期35-37,共3页
某煤矿底板巷道受上覆煤层开采影响时,变形失稳严重,支护困难。在矿区地应力场、围岩力学性能测试的基础上,对巷道失稳状况进行了调查,实测了巷道围岩变形的基本规律,分析了巷道失稳的机制,提出了基于采动敏感型巷道的控制围岩稳定的支... 某煤矿底板巷道受上覆煤层开采影响时,变形失稳严重,支护困难。在矿区地应力场、围岩力学性能测试的基础上,对巷道失稳状况进行了调查,实测了巷道围岩变形的基本规律,分析了巷道失稳的机制,提出了基于采动敏感型巷道的控制围岩稳定的支护机理;同时针对工程实践,提出高强度预应力锚杆为基础,巷道关键部位加强支护及二次注浆加固技术方案,并在现场进行了工业性试验。实践表明,提出的支护对策可有效的控制巷道围岩稳定,具有广阔的推广应用前景。 展开更多
关键词 采动敏感 支护 变形局部化 失稳机制 非均称
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含水率影响下砂质泥岩直剪特性及声发射特征 被引量：13
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作者 姚强岭 王伟男 +2 位作者 杨书懿 方杰 周保精 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2910-2922,共13页
剪切破坏是煤矿开采中岩石破坏的主要类型之一。开采扰动引起顶板覆岩结构与完整性遭到破坏,致使含水层以层间径流向垂向径流转变,水-岩作用下岩石剪切破坏特征将发生显著改变。为研究水作用下岩石剪切破坏特征演化规律,以神东矿区乌兰... 剪切破坏是煤矿开采中岩石破坏的主要类型之一。开采扰动引起顶板覆岩结构与完整性遭到破坏,致使含水层以层间径流向垂向径流转变,水-岩作用下岩石剪切破坏特征将发生显著改变。为研究水作用下岩石剪切破坏特征演化规律,以神东矿区乌兰木伦煤矿3-1煤顶板砂质泥岩为研究对象,通过薄片显微鉴定试验得到了其组分及微结构特征;结合无损浸水试验装置测试了其含水率随时间变化规律,确定了砂质泥岩含水率状态,为研究含水率影响下砂质泥岩直剪特性演化规律提供了可能;利用自制的岩石直剪试验系统,并结合声发射监测结果,探讨了含水率影响下砂质泥岩直剪变形破坏规律、强度损伤及声发射特征。结果表明:砂质泥岩具有水平层理构造,其中的粉砂质碎屑质量分数为40%,泥质质量分数为60%,黏土矿物主要为高岭石和伊蒙混层,占整体矿物成分的75%;根据岩样含水率随浸水时间变化规律,将其划分为快速增长(0~18 h)、缓慢增长(18~42 h)和稳定(42 h~)3个阶段;随着含水率增加,岩样抗剪强度、黏聚力和内摩擦角分别呈指数、负指数和线性降低;由干燥到饱和,黏聚力和内摩擦角分别下降77.9%和33.3%;随着含水率增加,岩样声发射累计计数逐渐减小,破坏后宏观主裂隙平整度降低;峰值破坏阶段低含水率岩样产生大尺度张拉裂隙,高含水率岩样产生小尺度张拉裂隙。 展开更多
关键词 水-岩作用 直剪 MOHR-COULOMB准则 声发射 显微特征
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孔洞式三叉裂隙砂岩裂纹扩展特征颗粒流分析 被引量：10
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作者 李学华 牛志军 +2 位作者 姚强岭 王伟男 于利强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3735-3747,共13页
为研究节理和孔洞对岩体的力学特性影响规律,通过完整砂岩和含预制单裂隙砂岩试样室内单轴压缩试验和颗粒流程序PFC2D模拟试验,对试样的弹性模量和峰值强度等相关参数以及最终破坏模式进行对比分析,最终选取了一组合理的细观参数,并采... 为研究节理和孔洞对岩体的力学特性影响规律,通过完整砂岩和含预制单裂隙砂岩试样室内单轴压缩试验和颗粒流程序PFC2D模拟试验,对试样的弹性模量和峰值强度等相关参数以及最终破坏模式进行对比分析,最终选取了一组合理的细观参数,并采用该组细观参数对孔洞式三叉裂隙试样进行单轴压缩模拟试验。研究结果表明:随着裂隙倾角α、裂隙倾角β、孔洞直径d和裂隙长度2a的改变,孔洞式三叉裂隙试样的峰值强度和峰值应变呈非线性变化,且它们均显著低于完整试样,其中裂隙长度2a对试样的峰值强度影响最大。孔洞式三叉裂隙试样在加载过程中发生拉伸和剪切破坏,且主要以拉伸破坏为主;翼形裂纹一般萌生在预制三叉裂隙的外尖端或距其外尖端一定位置和预制三叉裂隙与孔洞交接处附近位置,次生裂纹一般萌生在翼形裂纹扩展过程中的某个位置或试样的边界部位;裂隙倾角α主要影响试样的破坏程度,裂隙倾角β主要影响裂纹的扩展模式,孔洞直径d主要影响次生裂纹的萌生位置,裂隙长度2a主要影响翼形裂纹的萌生位置;通过对孔洞式三叉裂隙试样裂纹扩展机制探讨,裂隙试样在初始裂纹萌生阶段,应力集中区一般产生在预制三叉裂隙尖端附近和孔洞边缘,并且伴随在试样内部产生声发射事件,最后随着应力的不断增加和应力场的不断演化,微裂纹逐渐汇集形成的宏观裂纹不断扩展最终导致了试样的失稳和破坏。 展开更多
关键词 孔洞式三叉裂隙 裂纹扩展 颗粒流程序 节理 孔洞 单轴压缩
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