压头角度对点载荷作用下煤岩体内的应力分布影响研究

1

作者 程豪杰 邱守强 +2 位作者 谭桠杰 翟英达 张玉江 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第3期1-5,11,共6页

为研究压头角度造成点载荷试验结果差异的原因,采用理论分析和数值模拟方法研究压头角度不同时点载荷作用下煤岩体内部的应力分布规律。研究发现:在不同角度压头作用下煤岩体内部均产生压应力和拉应力;在垂直和水平剖面上,垂直应力分别... 为研究压头角度造成点载荷试验结果差异的原因,采用理论分析和数值模拟方法研究压头角度不同时点载荷作用下煤岩体内部的应力分布规律。研究发现:在不同角度压头作用下煤岩体内部均产生压应力和拉应力;在垂直和水平剖面上,垂直应力分别呈现“倒置双峰形”和“圆环状”;加载点附近煤岩体受到各个方向的压应力作用,且随着与加载点距离的增大而减小,在加载点一定距离内受到垂直加载轴方向的水平拉应力和竖直拉应力,水平拉应力区呈圆球状。研究不同角度压头作用下煤岩体的应力状态,发现压头角度对应力分布形式影响较小,但在小角度压头作用下煤岩体内应力集中更加强烈,进而影响煤岩体试样破坏时应力值。 展开更多

关键词 点载荷 压头角度 应力分布 理论分析 数值模拟

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上分层煤柱下复采工作面矿压显现机理研究

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作者 董志秀 翟英达 郑哲 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第4期52-55,共4页

为了探究复采工作面在上分层煤柱下方推进过程中的矿压显现机理,针对虎峰煤业2#煤层上分层煤柱下综放复采工作面的强矿压显现特征,采用理论分析的方法研究了复采工作面顶煤应力变化规律,采用数值模拟的方法对影响顶煤应力变化规律的多... 为了探究复采工作面在上分层煤柱下方推进过程中的矿压显现机理,针对虎峰煤业2#煤层上分层煤柱下综放复采工作面的强矿压显现特征,采用理论分析的方法研究了复采工作面顶煤应力变化规律,采用数值模拟的方法对影响顶煤应力变化规律的多个因素进行研究。结果表明:煤柱集中应力影响作用下使下方煤层内的应力重新分布是工作面出现强矿压显现的根本原因,主要受垂直应力和水平应力的影响;发现复采工作面在较窄煤柱下方推进过程中,工作面上方顶煤应力变化规律可近似认为是工作面在较宽煤柱下方推进时的应力变化规律的一部分;煤柱宽度不影响顶煤应力的整体变化规律,但煤柱宽度越大,顶煤高应力区的范围也越大。煤层埋深越大,顶煤应力曲线峰值越高。煤的力学参数不同时,顶煤应力曲线的峰值大小及高应力区域的大小都会发生变化。 展开更多

关键词 复采工作面 煤柱 应力影响 矿压显现 应力集中

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面接触块体结构的力学特性研究 被引量：11

3

作者 翟英达 康立勋 朱德仁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期241-245,共5页

建立了面接触块体结构的力学模型,给出了结构中块体接触面上力的计算公式,研究了结构中挤压力的传递迹线及最大主应力的分布特点,并对该种结构的稳定性进行了深入研究,结果表明,结构中挤压力传递迹线和最大主应力分布曲线为拱形,结构稳... 建立了面接触块体结构的力学模型,给出了结构中块体接触面上力的计算公式,研究了结构中挤压力的传递迹线及最大主应力的分布特点,并对该种结构的稳定性进行了深入研究,结果表明,结构中挤压力传递迹线和最大主应力分布曲线为拱形,结构稳定性受结构两端所受挤压力和结构中的块体数量控制.此研究为解决老顶岩层破断后以面接触块体结构形式存在时的采场矿山压力问题奠定了基础. 展开更多

关键词 面接触 块体结构 力学模型 矿山压力

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回采巷道外错布置的理论与实践 被引量：18

4

作者 翟英达 李宝富 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第4期420-422,433,共4页

通过综合分析煤柱应力分布和破坏情况,探讨了回采巷道外错布置时巷道位置的选择原理;运用岩体极限平衡理论和逐步破坏理论,建立了上分层煤柱塑性区宽度计算方法,在此基础上提出了上分层煤柱最优宽度应大于2倍破裂区宽度且小于2倍塑性区... 通过综合分析煤柱应力分布和破坏情况,探讨了回采巷道外错布置时巷道位置的选择原理;运用岩体极限平衡理论和逐步破坏理论,建立了上分层煤柱塑性区宽度计算方法,在此基础上提出了上分层煤柱最优宽度应大于2倍破裂区宽度且小于2倍塑性区宽度的结论;在上分层煤柱尺寸优化设计之后,下分层巷道外错距离可由上分层煤柱尺寸及其破裂区宽度加以确定。上述理论在潞安矿业集团五阳矿,应用效果良好。 展开更多

关键词 分层开采 回采巷道 煤柱 外错布置

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块裂结构岩体中的三维应力传递 被引量：2

5

作者 翟英达 康立勋 朱德仁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期171-174,共4页

利用岩石力学中碎裂介质理论提出的方法,研究了应力在三维块裂介质中的传递规律.根据矿山地下开采中采场上方一定范围内岩石破断后可能形成的块体形状,把破断块体抽象成具有一定长、宽、高和破断角的规则块体,建立了采场上覆岩层三维块... 利用岩石力学中碎裂介质理论提出的方法,研究了应力在三维块裂介质中的传递规律.根据矿山地下开采中采场上方一定范围内岩石破断后可能形成的块体形状,把破断块体抽象成具有一定长、宽、高和破断角的规则块体,建立了采场上覆岩层三维块裂介质力学计算模型;借助应力计算理论,研究了自重应力在三维块裂介质模型中的传递规律,得到了相应的三维应力计算公式.块裂介质中块体自重产生的三维应力大小受计算位置上方岩块数量、岩块密度以及岩块的长、宽、高、破断角等几何参数的控制,同时还与块体的重力分解系数有关. 展开更多

关键词 块裂结构 岩体 三维 自重应力

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多裂隙围岩中锚固结构形成的力学机理 被引量：24

6

作者 翟英达 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1435-1439,共5页

把顶板锚固结构简化为均布荷载作用下两端固定支撑的梁,通过分析该固定支撑梁的力学平衡条件,确定了形成锚固结构所需锚杆预紧力与巷道顶压集度、顶板岩石物理力学参数、锚杆有效长度、布置间距之间的定量关系;把两帮锚固结构看作顶板... 把顶板锚固结构简化为均布荷载作用下两端固定支撑的梁,通过分析该固定支撑梁的力学平衡条件,确定了形成锚固结构所需锚杆预紧力与巷道顶压集度、顶板岩石物理力学参数、锚杆有效长度、布置间距之间的定量关系;把两帮锚固结构看作顶板锚固结构的支撑体,通过分析锚固结构的支撑能力与侧向压力的关系,建立了巷道两帮形成锚固结构所需锚杆预紧力与巷道顶压集度、两帮岩石的力学参数、锚杆有效长度、安装根数之间的定量关系。研究结论在大同矿区15号煤层巷道支护中得到应用,效果良好。 展开更多

关键词 多裂隙围岩 锚固结构 力学机理 锚杆 预紧力

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锚杆预紧力在巷道围岩中的力学效应 被引量：40

7

作者 翟英达 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期856-859,共4页

针对巷道围岩稳定性控制中的整体锚固结构,分析了预应力锚杆的力学作用机理.预应力锚杆施加于围岩之上的预紧力所产生的横向挤压作用,是围岩形成整体锚固结构的必要条件.基于固体力学中的Boussinnesq研究了单根预应力锚杆作用下围岩中... 针对巷道围岩稳定性控制中的整体锚固结构,分析了预应力锚杆的力学作用机理.预应力锚杆施加于围岩之上的预紧力所产生的横向挤压作用,是围岩形成整体锚固结构的必要条件.基于固体力学中的Boussinnesq研究了单根预应力锚杆作用下围岩中应力以及相应的横向挤压力的计算方法,建立了2根预应力锚杆共同作用下二者之间横向挤压力的理论计算公式.结果表明,2根锚杆之间的横向挤压力与锚杆预紧力成正比,与计算位置到锚杆安装位置的距离成反比;预紧力产生的横向挤压力在2根锚杆正中间位置最小;横向挤压力的大小除与围岩的泊松比有关外,还与锚杆安装密度、有效长度等有关.研究结果在塔山煤层巷道支护设计中得到应用. 展开更多

关键词 锚杆 预紧力 力学效应 应力

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砂岩破断面力学参数及摩擦特性研究 被引量：5

8

作者 翟英达 康立勋 《太原理工大学学报》 CAS 2003年第2期141-143,共3页

用粗糙度系数、壁面抗压强度和基本摩擦角作为描述破断面力学性质的参数 ,测定了细、中、粗 3种类型砂岩的相应参数值 ,从实验角度研究了砂岩张拉破断面在不同法向应力条件下具备的抗摩擦应力 ,总结出砂岩张拉破断面遵循的摩擦规律 。

关键词 力学参数 摩擦特性 破岩破断面 粗糙度系数 壁面抗压强度 基本摩擦角 煤矿开采

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采场上覆岩层下沉量计算的“模拟载荷”法 被引量：4

9

作者 翟英达 《太原理工大学学报》 CAS 2001年第1期12-14,共3页

利用“模拟载荷”法及无限大弹性地基板理论 ,分析了开采沉陷的力学机理 ,建立了煤层开采所导致的采空区上覆岩层下沉的下沉量计算基本公式 。

关键词 采矿 开采沉陷 模拟载荷 弹性地基板 上覆岩层

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防止岩溶陷落柱突水的煤柱合理尺寸研究 被引量：4

10

作者 翟英达 《太原理工大学学报》 CAS 2000年第2期197-199,共3页

根据岩溶陷落柱突水的力学机理 ,分析了防突煤柱合理尺寸计算的影响因素 ;利用岩石强度理论得到了防突煤柱保持稳定所要求的最小尺寸计算公式。

关键词 突水 防突煤柱 煤矿 合理尺寸 岩溶陷落柱突水

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原岩应力的边界元位移反分析确定方法 被引量：1

11

作者 翟英达 康景颢 郭胜亮 《山西矿业学院学报》 1997年第4期309-314,共6页

围岩位移量在岩石地下工程中比较容易测得，利用数值计算方法通过反分析的手段可以由位移反算出原岩应力，并通过边界元法阐述了原岩应力位移反分析法的原理。

关键词 原岩应力 反分析 边界元 岩石力学

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泥岩蠕变性质的研究 被引量：4

12

作者 翟英达 石兴 刘吉新 《山西矿业学院学报》 1995年第3期279-285,共7页

从试验入手,研究了李雅庄矿泥岩的蠕变性质及蠕变对其抗压强度的影响,并利用流变力学模型,建立了描述该泥岩的蠕变性质的蠕变方程。

关键词 蠕变方程 泥岩蠕变 矿山

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极近距离煤层回采巷道合理位置确定方法探讨 被引量：294

13

作者 张百胜 杨双锁 +1 位作者 康立勋 翟英达 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期97-101,共5页

运用数值模拟分析方法,研究煤柱支承压力在底板的分布规律。研究结果表明,煤柱底板的应力分布具有明显的非均匀分布特征,应力集中程度最高地方在煤柱下,向采空区发展则应力集中程度迅速降低;分析非均匀荷载状态下巷道易于变形和破坏的原... 运用数值模拟分析方法,研究煤柱支承压力在底板的分布规律。研究结果表明,煤柱底板的应力分布具有明显的非均匀分布特征,应力集中程度最高地方在煤柱下,向采空区发展则应力集中程度迅速降低;分析非均匀荷载状态下巷道易于变形和破坏的原因,得出在非均匀的荷载作用下,巷道支护体结构更易出现局部过载,产生局部破坏,最终可能导致支护体结构失稳。指出在布置下部煤层回采巷道中,除避开煤柱支承压力增高区外,还应考虑煤柱下底板应力分布状态非均匀性的影响,应力分布状态的非均匀分布特征可用应力改变率衡量。提出采用应力改变率确定极近距离下部煤层回采巷道的合理位置方法,并通过现场实践证明该方法可行。研究结果对类似条件下巷道合理布置具有一定指导意义。 展开更多

关键词 采矿工程 极近距离煤层 数值模拟 应力状态 巷道布置

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长壁开采上覆岩层损伤范围及上行开采的层间距分析 被引量：58

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作者 冯国瑞 闫永敢 +3 位作者 杨双锁 张百胜 翟英达 康立勋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1032-1036,共5页

针对长壁采空区上方岩层损伤影响范围及其遗弃煤层开采问题,用简化的平面力学模型,解析分析了煤层采出后长壁采空区上方岩层的损伤影响范围,并根据垂直方向上岩层的损伤影响程度按从大到小的顺序将采空区覆岩分为破损垮落带、损伤扰动... 针对长壁采空区上方岩层损伤影响范围及其遗弃煤层开采问题,用简化的平面力学模型,解析分析了煤层采出后长壁采空区上方岩层的损伤影响范围,并根据垂直方向上岩层的损伤影响程度按从大到小的顺序将采空区覆岩分为破损垮落带、损伤扰动带和无损变形带,获得了长壁采空区上方遗弃煤层上行开采的安全层间距计算公式.针对山西焦煤集团有限责任公司西山煤电集团公司白家庄煤矿8号煤层长壁采空区上方遗弃的6号煤层上行开采计算了其安全层间距. 展开更多

关键词 长壁采空区 上覆岩层 损伤范围 上行开采 安全层间距

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上行开采层间岩层控制的关键位置判定 被引量：44

15

作者 冯国瑞 闫旭 +2 位作者 王鲜霞 康立勋 翟英达 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A02期3721-3726,共6页

针对历史原因或复杂地质条件等导致曾经遗弃的可采煤层上行开采问题,提出上行开采的关键技术是岩层控制,而岩层控制的突破点在于其关键位置的确定。考虑到上行开采层间岩层关键层的结构最终演化为面接触块体结构,并且该结构中的块体强... 针对历史原因或复杂地质条件等导致曾经遗弃的可采煤层上行开采问题,提出上行开采的关键技术是岩层控制,而岩层控制的突破点在于其关键位置的确定。考虑到上行开采层间岩层关键层的结构最终演化为面接触块体结构,并且该结构中的块体强度高、刚度大,块体间摩擦面近似平面,结构面贯穿块体,结构的失稳源于块体沿着接触面的剪切滑移,故借鉴块体理论的思想,用矢量分析法建立上行开采层间岩层关键层结构中块体的参量矩阵并计算相应的判别矩阵,判定层间岩层关键层结构的可动块体,进而通过虚设切向"净滑动力"的方法探索上行开采层间岩层控制关键位置的具体判定方法,为上行开采层间岩层结构以及上行开采技术体系的进一步深入研究奠定理论基础。 展开更多

关键词 采矿工程 上行开采 层间岩层结构 控制 关键位置

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放顶煤工作面顶板岩层结构及顶板来压计算 被引量：28

16

作者 贾喜荣 翟英达 杨双锁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期366-370,共5页

基于“弹性板与铰接板结构”力学模型，把中厚煤层开采中采场矿压计算的分析方法推广到放顶煤工作面顶板来压计算中；针对顶板岩层的结构特征和开采技术条件，提出了完全承载层、过渡层和非承载层的基本判据；通过对典型实例的解算证实... 基于“弹性板与铰接板结构”力学模型，把中厚煤层开采中采场矿压计算的分析方法推广到放顶煤工作面顶板来压计算中；针对顶板岩层的结构特征和开采技术条件，提出了完全承载层、过渡层和非承载层的基本判据；通过对典型实例的解算证实，“弹性板与铰接板结构”力学模型在放顶煤工作面顶板来压计算中仍然是一种实用的计算方法． 展开更多

关键词 放顶煤开采 直接顶 顶板 岩层结构 顶板压力

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粉煤可压缩性与成型特性的研究 被引量：6

17

作者 赵玉兰 刘翼州 +6 位作者 韩晋民 吉登高 马永和 翟英达 赵贵福 秦成小 司利鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期203-206,共4页

提出了粉煤可压缩性定义，设计了粉煤侧限压缩实验方法．以晋城煤、古交煤和大同煤为对象，研究了外加压力、煤的变质程度、煤料含水量及粒度级配等因素对粉煤压缩率的影响．指出了粉煤可压缩性是影响其成型特性的主要因素之一，也是型... 提出了粉煤可压缩性定义，设计了粉煤侧限压缩实验方法．以晋城煤、古交煤和大同煤为对象，研究了外加压力、煤的变质程度、煤料含水量及粒度级配等因素对粉煤压缩率的影响．指出了粉煤可压缩性是影响其成型特性的主要因素之一，也是型煤生产中选择成型压力的重要依据．研究结果为型煤生产提供了理论基础． 展开更多

关键词 粉煤 可压缩性 成型特性 抗压强度 煤炭加工

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提高矿业工程类本科生弹性力学教学质量的途径

18

作者 翟英达 《太原理工大学高等教育研究》 1999年第4期23-26,共4页

弹性力学作为一门基础课，在理工科院校许多专业开设，我校矿业工程类的采矿工程、地下工程结构、工程地质等专业也都很重视这门课的教学。但是，由于该课程内容上存在一定难度，学生反映难学、压力大，课堂上能听懂老师讲课，课后做作... 弹性力学作为一门基础课，在理工科院校许多专业开设，我校矿业工程类的采矿工程、地下工程结构、工程地质等专业也都很重视这门课的教学。但是，由于该课程内容上存在一定难度，学生反映难学、压力大，课堂上能听懂老师讲课，课后做作业却感到无从下手。针对学生学习上的诸多困难及学习积极性低的状况，笔者对教学方法进行了多方面的探讨及改进，并取得了较好的效果。下面是本人对多年来弹性力学教学体会和经验的总结，供各位老师和同仁参考。 展开更多

关键词 矿业工程类 教学质量 弹性力学 教学效果 学生观念 思维方法

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煤体粘滑冲击的发生条件及动力学分析 被引量：5

19

作者 闫永敢 冯国瑞 +1 位作者 翟英达 康立勋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期19-21,共3页

为进一步研究冲击地压发生的机理,以煤体冲击作为研究对象,以粘滑导致冲击为切入点,运用弹性力学及弹性动力学理论,建立了煤体相对顶底板发生粘滑力学模型,根据此力学模型,研究了煤体粘滑发生的条件,建立了粘滑发生后煤体的动力学方程... 为进一步研究冲击地压发生的机理,以煤体冲击作为研究对象,以粘滑导致冲击为切入点,运用弹性力学及弹性动力学理论,建立了煤体相对顶底板发生粘滑力学模型,根据此力学模型,研究了煤体粘滑发生的条件,建立了粘滑发生后煤体的动力学方程。合理假定边界条件,采用试探法得到了动力学方程的解析解。应用动力学方程的解析解分析了粘滑发生后弹性区煤体的破坏条件及煤体冲击发生的条件。 展开更多

关键词 粘滑 煤体冲击 动力学方程 解析解

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大同矿区石炭二叠系岩体的工程分类实践

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作者 翟英达 《同煤科技》 2021年第2期1-4,F0002,共5页

岩石工程界普遍重视工程岩体的分类。煤炭井工开采作为岩石地下工程领域的特殊工程行业,会经常性面对开采中围岩的稳定性评判以及支护设计工作。为总结工程经验、发挥已有的设计与施工经验、进行行业技术交流,工程岩体分类已成为国际趋... 岩石工程界普遍重视工程岩体的分类。煤炭井工开采作为岩石地下工程领域的特殊工程行业,会经常性面对开采中围岩的稳定性评判以及支护设计工作。为总结工程经验、发挥已有的设计与施工经验、进行行业技术交流,工程岩体分类已成为国际趋势。工程岩体的RMR分类方案是国际岩石工程界普遍使用的岩石分类方法。利用该方法对大同矿区8个生产矿井的石炭二叠系岩层岩体进行了分类,分类结果在煤矿巷道围岩支护设计中起到了指导作用。 展开更多

关键词 石炭二叠系 井工开采 岩体 工程分类 RMR分类法

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