不同应力路径及围压下煤岩损伤能量演化

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作者 马恒 刘晓东 +3 位作者 侯双荣 齐消寒 王品 刘阳 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期581-591,共11页

为研究煤岩体损伤演化过程中能量的转化机制,以王庄煤矿9105工作面原煤为研究对象,利用HC-SPT-100型高压三轴试验机、HC-U7型非金属超声波探测仪、4K科研相机等仪器,采用非接触式数字图像处理技术开展了不同应力路径及围压下三轴加载试... 为研究煤岩体损伤演化过程中能量的转化机制,以王庄煤矿9105工作面原煤为研究对象,利用HC-SPT-100型高压三轴试验机、HC-U7型非金属超声波探测仪、4K科研相机等仪器,采用非接触式数字图像处理技术开展了不同应力路径及围压下三轴加载试验.研究结果表明:(1)不同应力路径及围压下三轴加载过程中煤岩损伤能量演化可分为压密、弹性与脆性跌落3个阶段;(2)试件在不同加载路径与不同初始围压下各阶段能量值相差较大,表现为在同一初始围压下,常规三轴加载路径下试件的弹性能、耗散能、总能量均大于三轴循环加载路径下试件的弹性能、耗散能、总能量;(3)三轴加载过程中,不同加载路径下试件轴向应变从压密到破坏阶段表现为整体波动与局部集中→局部集中→局部集中→整体波动与局部集中的发展规律;(4)不同加载路径及围压下破坏阶段试件的应力集中不同,常规三轴加载路径下破坏阶段试件的应力集中在低围压下以新生应力集中为主、高围压下以继承应力集中为主,三轴循环加载路径下破坏阶段试件的应力集中在高、低围压下主要以继承应力集中为主. 展开更多

关键词 能量演化 三轴荷载 非接触数字图像处理 应力集中

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液氮冻融-微波注热急速冷热冲击下饱水煤力学及渗流特征研究

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作者 马恒 侯双荣 +3 位作者 齐消寒 王品 刘阳 王晓琪 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第6期828-837,共10页

为研究饱水、冻融与温度因素耦合作用下煤岩力学及渗流特征,以王庄煤矿9105工作面原煤为研究对象,采用非接触式数字图像处理技术开展液氮冻融与微波注热条件下煤岩三轴加载实验。研究结果表明:原始煤岩经液氮冻融、液氮饱水冻融、液氮... 为研究饱水、冻融与温度因素耦合作用下煤岩力学及渗流特征,以王庄煤矿9105工作面原煤为研究对象,采用非接触式数字图像处理技术开展液氮冻融与微波注热条件下煤岩三轴加载实验。研究结果表明:原始煤岩经液氮冻融、液氮饱水冻融、液氮饱水冻融不同温度处理后,煤岩抗压强度、弹性模量降低,泊松比升高,剪切应变值增大;原始煤岩在压密、弹性、屈服和破坏4阶段应力集中现象无明显变化,但经3种条件处理后,煤岩局部应力集中在破坏阶段出现明显扩增现象;相比于原始煤岩初始渗透率,经冻融处理后煤岩初始渗透率为1.44×10^(-3)μm^(2),增幅较小;经饱水冻融、饱水冻融后50℃、100℃温度处理,煤岩初始渗透率增幅较为明显;经饱水冻融后150℃温度处理后煤岩初始渗透率为7.40×10^(-3)μm^(2),增幅显著提高。研究结果可为深部低渗透煤层瓦斯增透提供指导,对提高井下瓦斯抽采效率具有参考意义。 展开更多

关键词 非接触式数字图像处理 三轴加载 液氮冻融 应力集中 初始渗透率

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基于图形测量技术的煤岩力学三轴试验研究 被引量：1

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作者 齐消寒 侯双荣 +3 位作者 马恒 王品 刘阳 张向明 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期739-749,共11页

为研究初始围压对煤岩力学特性的影响,以王庄煤矿9105工作面煤体为研究对象,通过HC-SPT-100型高压三轴试验机、HC-U7型非金属超声波探测仪、4K科研相机等仪器,利用数字图像测量技术开展不同初始围压下原煤试件加载试验,探究不同围压对... 为研究初始围压对煤岩力学特性的影响,以王庄煤矿9105工作面煤体为研究对象,通过HC-SPT-100型高压三轴试验机、HC-U7型非金属超声波探测仪、4K科研相机等仪器,利用数字图像测量技术开展不同初始围压下原煤试件加载试验,探究不同围压对煤体弹性模量、峰值应变、残余应力和破坏裂隙的影响规律,研究结果表明:弹性模量、峰值应变和残余应力随围压的增大而增大;随围压的增大各峰值应变增长速率不同,轴向峰值应变增长速率最快,体峰值应变增长速率次之,径向峰值应变增长速率最慢;不同围压加载破坏下煤体裂隙特征明显,主要以斜交裂隙为主;采用Jaeger法求得不同围压下煤岩体破坏临界强度值与试验值比较误差较小,符合Jaeger单结构面理论. 展开更多

关键词 三轴压缩 力学特性 数字图像测量 裂隙特征

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不同预制温度煤岩冻融损伤及渗流特性研究 被引量：4

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作者 齐消寒 刘阳 +3 位作者 杨雪松 朱同光 王品 侯双荣 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第4期474-486,共13页

为探究温度对煤岩冻融损伤及渗流特性的影响规律,采用煤岩三轴伺服实验系统对煤样进行加温、加温液氮冻融、加温饱水液氮冻融3种预处理方法开展煤岩细观损伤演化及力学、渗流特征实验。研究结果表明:预热温度越高结构损伤越严重,同一温... 为探究温度对煤岩冻融损伤及渗流特性的影响规律,采用煤岩三轴伺服实验系统对煤样进行加温、加温液氮冻融、加温饱水液氮冻融3种预处理方法开展煤岩细观损伤演化及力学、渗流特征实验。研究结果表明:预热温度越高结构损伤越严重,同一温度下饱水液氮冻融煤样的损伤大于液氮冻融煤样和仅加温煤样,损伤程度与波速呈负相关,与端面损伤合维数呈正相关;不同预处理方法下,三轴抗压强度大的煤样,破坏前变形程度小;3种预处理方法都会导致煤样内部孔裂隙增多易破碎,形成裂隙网络,煤样增透效果为加温饱水液氮冻融大于仅加温和加温液氮冻融。因此,工程实践中可探索使用预热-注水-注液氮冻融的技术实现煤层高效增透,提高瓦斯抽采效果。 展开更多

关键词 液氮冻融 三轴加载 细观损伤 渗流 增透

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采动岩体瓦斯渗流规律 被引量：8

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作者 马占国 赵国贞 +2 位作者 龚鹏 耿敏敏 范金泉 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第4期497-500,共4页

为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,基于煤岩介质力学性质及变形破裂过程的渗透特性,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,模拟研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。研究结果表... 为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,基于煤岩介质力学性质及变形破裂过程的渗透特性,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,模拟研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。研究结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12 m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大量次生裂隙,增加了煤体的渗透性,覆岩横向离层裂隙和竖向破断裂隙的动态发育变化,为实现煤与瓦斯的共采创造条件。工业性试验验证了受采动影响下推进距离和工作面瓦斯抽放量间呈非线性关系,为进一步理解采动影响下煤与瓦斯共采提供了理论基础和科学依据。 展开更多

关键词 采动岩体 瓦斯渗流 瓦斯抽放 相似模拟 数值计算 介质力学 共采 渗透性

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露天转地下开采地表沉降安全性分析 被引量：13

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作者 张钦礼 罗怡波 柯愈贤 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期3441-3445,共5页

为了最大限度地开采地下资源和保证地表建(构)筑物的安全,基于某矿山露天转地下充填法开采的工程实例,运用MIDAS/GTS建立三维模型,对"三下"开采地表的沉降和移动进行数值模拟研究,并将模拟结果与安全要求进行对比分析。研究... 为了最大限度地开采地下资源和保证地表建(构)筑物的安全,基于某矿山露天转地下充填法开采的工程实例,运用MIDAS/GTS建立三维模型,对"三下"开采地表的沉降和移动进行数值模拟研究,并将模拟结果与安全要求进行对比分析。研究结果表明:露天转地下开采影响范围内最大变形值即地表倾斜i、曲率K及水平变形ε最大值分别为0.640 mm/m,0.012×10 3/m和0.503 mm/m,均远低于工程范围内建(构)筑物保护等级相对应的允许变形值;模拟沉降计算的地表变形值与实际值基本吻合,从而验证了该方法的准确性,为我国同类矿山地表沉降预测和安全分析具有参考价值。 展开更多

关键词 地下开采 地表沉降 地表变形

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潘二矿上保护层开采保护效果及参数考察研究 被引量：6

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作者 李青松 王兆丰 +2 位作者 陈向军 覃木广 贺智勇 《煤炭工程》 北大核心 2007年第5期46-48,共3页

文章借助一般的保护层开采理论及原理来分析潘二矿所采取的上保护层开采区域防突措施的保护效果及相关参数考察,从而论证其防突效果的可行性,保证了强突出煤层的安全生产,对相似矿井瓦斯综合治理具有一定的指导作用。

关键词 保护层开采 突出 保护效果

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煤层注水研究与应用 被引量：12

8

作者 李井坤 龚邦军 赵明勇 《煤炭技术》 CAS 2006年第6期125-127,共3页

治理采煤工作面瓦斯涌出和降低煤尘是保证煤矿安全生产的重要因素之一,通过对大兴矿N2-703采煤工作面进行煤层注水后全尘以及瓦斯涌出特征进行的综合分析研究,阐述应用煤层注水这一措施处理煤尘和瓦斯的效果。

关键词 采煤工作面 煤层注水 治理 瓦斯 煤尘

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JYB-5×1.40运输绞车安全制动装置的改进 被引量：2

9

作者 张永春 王化东 张海荣 《煤矿机械》 北大核心 2007年第7期131-132,共2页

通过对JYB-5×1.40运输绞车安全制动装置的改进,使以往该型号绞车存在的安全制动力矩小,安全制动闸空行程时间长且制动搬杆易回弹等问题得到了充分的解决,提高了该设备在煤矿井下运输作业过程中的安全性。

关键词 运输绞车 安全制动装置 改进

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坪湖矿煤与瓦斯突出原因分析 被引量：1

10

作者 李向荣 朱丰玲 罗凯 《江西煤炭科技》 2005年第4期11-12,共2页

分析了坪湖煤矿历年来发生的煤与瓦斯突出事故的原因,有利于今后坪湖矿采取针对性的措施防治煤与瓦斯突出。

关键词 煤与瓦斯突出 原因 分析

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采用套管法防止抽放钻孔堵孔效果分析

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作者 边俊国 《阳煤科技》 2002年第4期18-23,共6页

通过三矿裕公井相邻两个综采工作面瓦斯抽放效果及瓦斯抽放产生的安全经济效益的对比分析，说明对于泥岩堵孔严重的工作面，钻孔下套管是提高邻近层瓦斯抽出率确保通风安全的主要预防措施，并探讨了下套管的技术要求。

关键词 套管 抽放 钻孔堵孔

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