金属矿山多矿柱承载与失稳破坏研究 被引量：19

1

作者 朱万成 董航宇 +3 位作者 刘溪鸽 牛雷雷 代风 关凯 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第4期1-27,共27页

金属矿空场法开采遗留了大量采空区,尤其是近地表的采空区群具有重大的安全隐患,是矿山安全的危险源之一。采空区的稳定性与矿柱的承载及失稳破坏密切相关,在采空区垮塌过程中,多个矿柱间的载荷传递效应可能诱发相邻矿柱的连锁性失稳破... 金属矿空场法开采遗留了大量采空区,尤其是近地表的采空区群具有重大的安全隐患,是矿山安全的危险源之一。采空区的稳定性与矿柱的承载及失稳破坏密切相关,在采空区垮塌过程中,多个矿柱间的载荷传递效应可能诱发相邻矿柱的连锁性失稳破坏,从而造成采空区群大规模失稳坍塌。因此对单矿柱稳定性研究方法、多矿柱载荷传递行为及失稳破坏机制等进行了归纳总结,相关研究成果表明:当前针对多矿柱载荷传递行为的相关研究较少,载荷传递机制尚不清楚,难以实现对多矿柱连锁性失稳破坏行为的预测;应该着眼于矿柱之间以及多矿柱与围岩体之间的相互作用,以便于深刻揭示多矿柱系统的承载与失稳破坏机制。介绍了多矿柱承载与失稳破坏机制方面的相关研究成果,可以为防控大规模空区群失稳灾害提供参考。 展开更多

关键词 采空区群 多矿柱 相互作用 载荷传递 失稳破坏

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动态扰动下顶板块体失稳冒落研究综述 被引量：2

2

作者 朱万成 代风 +3 位作者 任敏 关凯 牛雷雷 董航宇 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期1425-1440,共16页

巷道、采场等地下开挖空间周边围岩的次生结构面发育,岩体极易被切割成多个独立岩块,并在准静态地应力或外界动力扰动作用下发生滑动冒落.针对准静态条件下的顶板失稳冒落问题,研究的重点在于结构面的扩展分析以及块体系统的受力平衡条... 巷道、采场等地下开挖空间周边围岩的次生结构面发育,岩体极易被切割成多个独立岩块,并在准静态地应力或外界动力扰动作用下发生滑动冒落.针对准静态条件下的顶板失稳冒落问题,研究的重点在于结构面的扩展分析以及块体系统的受力平衡条件分析.对于动态扰动条件下的顶板岩块滑动失稳问题,不仅涉及到应力波促进下的裂隙扩展问题,还与块体系统中应力波的传播规律和应力波影响下岩块动态受力条件有关.本文分别从静态条件下与动态扰动条件下两个方面总结了顶板岩块稳定性相关研究.目前针对静态条件下的顶板块体稳定性研究已经形成了诸多较为成熟的理论体系;而对于动态扰动条件下的块体稳定性的研究主要还是集中于块体系统内部应力波传播过程的分析,忽略了对顶板岩体受扰过程中裂隙扩展和应力失衡的分析.因此,针对顶板岩块动态失稳问题的研究尚不能揭示冒落机理,而该研究的难点在于“揭示动态扰动诱发块体失稳的本质机理”.最后,介绍了课题组针对动态扰动下顶板块体滑动失稳问题开展的一系列实验与数值模拟研究,揭示了不同方向动态扰动作用诱发顶板块体滑动失稳的机理,为地下矿山冒顶灾害的防控提供一定的理论参考. 展开更多

关键词 地下工程 节理岩体 顶板冒落 关键块体 动态扰动 滑动失稳

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寒区露天矿板岩冻融力学特性及边坡稳定性研究

3

作者 周文汶 杨天鸿 +2 位作者 董鑫 张东亮 吕凯 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期143-150,共8页

为了探究寒区板岩边坡在冻融条件下的力学参数劣化规律及其失稳机理,通过室内冻融循环力学试验,并基于广义Hoek-Brown强度准则计算岩体内聚力和内摩擦角随冻融循环次数的衰减规律,以此修正未考虑冻融损伤的白云鄂博南帮内聚力和内摩擦... 为了探究寒区板岩边坡在冻融条件下的力学参数劣化规律及其失稳机理,通过室内冻融循环力学试验,并基于广义Hoek-Brown强度准则计算岩体内聚力和内摩擦角随冻融循环次数的衰减规律,以此修正未考虑冻融损伤的白云鄂博南帮内聚力和内摩擦角块体模型,实现南帮岩体力学参数的时空演化表征,最后通过数值模拟分析白云鄂博铁矿主矿区南帮边坡在冻融效应下的循序破坏机理。结果表明:经20次冻融循环后,矽质板岩、云母化板岩、碳化板岩、断层岩内聚力降低率分别为21.64%、22.66%、28.09%、28.53%,内摩擦角降低率分别为12.76%、14.72%、19.37%、21.35%;在冻融效应下,南帮边坡稳定系数由1.19逐渐降至0.92,1650~1570 m区域剪应变逐渐增大,最终滑体于1570 m平台滑移剪出。 展开更多

关键词 板岩 边坡稳定性 冻融循环 广义Hoek-Brown准则 非均匀岩体力学参数

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动态扰动对应力松弛岩石变形行为影响的试验研究 被引量：8

4

作者 李帅 朱万成 +2 位作者 牛雷雷 李如飞 李少华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2795-2804,共10页

利用自主研发的岩石松弛-扰动试验装置,测试了岩石加载、松弛、动态扰动和扰动后4个阶段的轴向应力、轴向应变和声发射响应,观察到了岩石试样在动态扰动后应变增加、应力降低的现象,砂岩试样的这种特征比花岗岩明显。初步分析认为,产生... 利用自主研发的岩石松弛-扰动试验装置,测试了岩石加载、松弛、动态扰动和扰动后4个阶段的轴向应力、轴向应变和声发射响应,观察到了岩石试样在动态扰动后应变增加、应力降低的现象,砂岩试样的这种特征比花岗岩明显。初步分析认为,产生该现象的原因一方面由于松弛-扰动过程导致岩石内部出现不可逆的损伤,另一方面则是扰动去除后试样的残余变形。在初始压密和弹性阶段,砂岩试样的声发射撞击数少;在接近应变峰值阶段,撞击数骤增;在应力松弛阶段撞击数骤减;在动态扰动阶段,撞击数骤增。声发射是由于岩石损伤引起的,声发射数据反映了岩石的损伤是引起松弛试样在动态扰动后应变增加、应力降低的一个原因。另外,基于砂岩和花岗岩的准静态循环加、卸载试验,对砂岩、花岗岩在不同应变等级下的残余应变进行了定量化;砂岩的残余应变远高于花岗岩,这与砂岩试样在历经松弛-动态扰动后应变增加、应力降低较为明显的趋势相对应。同时,无论是松弛-动态扰动试验还是准静态循环加、卸载试验,岩石的残余变形都会随着卸荷初始应变的提高而增加。岩石的损伤与残余变形是密切相关的,两者的综合作用引起了动态扰动后岩石试样的应变增加、应力降低现象。 展开更多

关键词 岩石变形 应力松弛 动态扰动 声发射 残余变形

原文传递

岩石蠕变-冲击试验研究——现状与展望 被引量：12

5

作者 朱万成 牛雷雷 +1 位作者 李少华 李帅 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2019年第2期71-81,共11页

在深部岩体工程中,爆破等开挖扰动是触发岩爆的关键性因素,然而岩爆通常是滞后于爆破扰动一段时间才发生,表现出明显的时滞性,这给岩爆的预测和预警带来了巨大的困难。岩石蠕变-冲击力学行为的研究是揭示滞后型岩爆的力学基础。因此,蠕... 在深部岩体工程中,爆破等开挖扰动是触发岩爆的关键性因素,然而岩爆通常是滞后于爆破扰动一段时间才发生,表现出明显的时滞性,这给岩爆的预测和预警带来了巨大的困难。岩石蠕变-冲击力学行为的研究是揭示滞后型岩爆的力学基础。因此,蠕变-冲击受力条件下岩石的力学特性研究具有重要的理论意义与工程应用价值。本文阐述了岩石蠕变-冲击力学特性研究的工程背景及意义,重点介绍了蠕变加载条件下岩石的力学特性、岩石蠕变-冲击试验研究的现状,并综述了蠕变-冲击载荷下岩石力学行为的研究进展。在此基础上,展望了岩石蠕变-冲击力学研究的未来发展趋势,其中包括试验设备的改进与试验方法、蠕变-冲击过程中岩石的损伤表征、岩石在蠕变-冲击条件下的本构关系、该试验研究对于岩体损伤与破坏预测预警的理论意义等方面,指出了未来岩石蠕变-冲击力学性能研究的方向。 展开更多

关键词 岩爆 动态扰动 蠕变-冲击试验 时滞性 岩石损伤

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岩石力学实验室信息管理系统的研发与应用 被引量：1

6

作者 朱万成 徐晓冬 +3 位作者 侯晨 邓君平 高楠 刘明 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第1期214-218,245,共6页

根据采矿工程专业岩石力学实验室的具体特点,提出一种以浏览器/服务器(B/S)为主、客户端/服务器(C/S)为辅实验室信息管理系统(LIMS)架构,开发一套集人员、设备、耗材、试样加工和财务等信息管理以及统计报表等功能于一体的专业实验室信... 根据采矿工程专业岩石力学实验室的具体特点,提出一种以浏览器/服务器(B/S)为主、客户端/服务器(C/S)为辅实验室信息管理系统(LIMS)架构,开发一套集人员、设备、耗材、试样加工和财务等信息管理以及统计报表等功能于一体的专业实验室信息管理系统,实现实验室人员信息以及设备和材料采购、入库、报销等全流程的云端化管理。该系统契合岩石力学实验室的专业需求、操作简单、运行稳定,实现了实验室信息管理的专业化、系统化,显著提高了实验室的工作效率,优化了管理流程,降低了管理成本;设备和试验项目得到有效管控,试验数据得以规范化管理,为科研工作提供了强有力支撑。该系统的研发和应用推进了岩石力学实验室的信息化建设,对加强实验室的精细化管理,提升实验室的管理服务水平。 展开更多

关键词 采矿工程 岩石力学实验室 实验室信息管理系统(LIMS) 云端化管理

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高水力梯度条件下颗粒堆积型多孔介质渗流规律试验研究 被引量：15

7

作者 杨斌 徐曾和 +2 位作者 杨天鸿 杨鑫 师文豪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期4017-4024,共8页

煤矿开采面临的水文地质条件越来越复杂,尤其是遭遇承压含水层的水压力越来越大,突水灾害发生时必然会带来高水力梯度引起的破碎岩体突水通道内高速非线性渗流问题。据此,研制高水力梯度(最大600)条件下堆积型多孔介质中高速非线性渗流... 煤矿开采面临的水文地质条件越来越复杂,尤其是遭遇承压含水层的水压力越来越大,突水灾害发生时必然会带来高水力梯度引起的破碎岩体突水通道内高速非线性渗流问题。据此,研制高水力梯度(最大600)条件下堆积型多孔介质中高速非线性渗流试验装置,采用堆积型钢球模拟破碎岩体,对粒径为1、2、3、4、5、6mm共6种光滑钢球分别开展了一维均质圆柱渗流试验。试验结果表明:对于由1～6mm钢球堆积而成的孔隙率为0.44～0.45的多孔介质,当水力梯度大于145时,通过分析水力梯度-平均流速(J-v)曲线和水力梯度-雷诺数(J-Re)关系曲线,将流动状态划分为3个模式:线性层流、非线性层流、紊流,并获得了从线性层流过渡到非线性层流的临界流速为0.23～0.78 cm/s、临界水力梯度为3～8;从层流到紊流转捩的临界流速为1.6～4.8 cm/s、临界水力梯度为90～145。从小粒径多孔介质到大粒径多孔介质的渗流过程中,临界流速越来越大,而临界水力梯度逐渐减小。渗透率与粒径的平方、非达西流影响系数与粒径的倒数均呈线性正相关,非达西流影响系数随着渗透率的增加呈指数减小。该研究对多孔介质非线性渗流的理论研究以及实际工程中高承压含水层突涌水问题有重要借鉴意义。 展开更多

关键词 多孔介质 颗粒粒径 临界流速 水力梯度 非线性渗流

原文传递

极薄煤层冲击地压灾害监测预警云平台应用架构

8

作者 徐晓冬 朱万成 +5 位作者 李荟 高楠 宋清蔚 秦涛 景树柱 韩国平 《智能矿山》 2024年第9期68-77,共10页

以极薄煤层开采诱发灾害监测预警为研究对象,借助于5G、互联网+、云计算、人工智能、大数据等信息学技术,设计了包含数据层、服务层、应用层的极薄煤层开采诱发灾害监测预警云平台架构,研发了灾害预测预警核心功能群,包括综采工作面建... 以极薄煤层开采诱发灾害监测预警为研究对象,借助于5G、互联网+、云计算、人工智能、大数据等信息学技术,设计了包含数据层、服务层、应用层的极薄煤层开采诱发灾害监测预警云平台架构,研发了灾害预测预警核心功能群,包括综采工作面建模与三维可视化、监测数据获取与可视化查询、地质灾害算法库、多元数据融合的综采工作面灾害动态预测预警、综采工作面应力场动态反演、云边协同下监测数据动态挖掘、综采工作面警情多渠道发布等7个子系统,实现了多系统协同下,灾害的监测预警与云端可视化展示,为矿山的生产安全提供保障,助力传统灾害预警方法的信息化转型。 展开更多

关键词 应用架构 人工智能 云平台 云计算 大数据 算法库 监测预警 预测预警

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基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用 被引量：14

9

作者 杨天鸿 师文豪 +3 位作者 刘洪磊 杨斌 杨鑫 刘再斌 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期315-321,共7页

岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿"3·1"... 岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿"3·1"底板陷落柱突水数值模拟分析。结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程。进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质。 展开更多

关键词 非线性渗流 突水 非达西因子 Forchheimer方程 骆驼山煤矿

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气体吸附诱发煤强度劣化的力学模型与数值分析 被引量：13

10

作者 刘力源 朱万成 +1 位作者 魏晨慧 马小惠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1500-1508,共9页

在吸附性气体作用下,煤体将产生吸附应变,吸附应变通过使煤微观结构重新排列从而诱发煤损伤,并使其力学性质劣化。尽管大量试验证实了吸附性气体将会改变煤的力学特性,然而当前描述煤-气相互作用的力学模型并未将吸附诱发的损伤考虑其中... 在吸附性气体作用下,煤体将产生吸附应变,吸附应变通过使煤微观结构重新排列从而诱发煤损伤,并使其力学性质劣化。尽管大量试验证实了吸附性气体将会改变煤的力学特性,然而当前描述煤-气相互作用的力学模型并未将吸附诱发的损伤考虑其中,故也无法考虑气体吸附诱发煤强度劣化。基于此,建立一个考虑气体吸附损伤的双重孔隙介质力学模型,揭示气体吸附过程诱发的两个相互作用:一个是游离气体引起的常规弹性力学作用,一个是吸附气体诱发的内部膨胀应力,并在此基础上考虑两个力学作用所带来了煤的附加损伤。研究结果表明:气体吸附诱发煤基质产生细观损伤,以拉伸损伤为主,这使煤的力学性质劣化,表现为弹性模量和强度的降低。吸附能力越强的气体,诱发煤的微观结构改变越大,损伤越明显,甚至会诱发煤样呈现新的破坏形态。超临界CO-_2会诱发煤更大的损伤和强度劣化。 展开更多

关键词 膨胀应力 局部应变 全局应变 吸附损伤 强度

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北山隧道式大跨度地下四季滑雪场围岩稳定性研究 被引量：4

11

作者 高源 杨天鸿 +1 位作者 辛全明 刘飞跃 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第3期109-115,共7页

针对吉林市北山人防工程改建的四季越野滑雪场工程地质复杂,服务年限较长,大跨度硐室(暴露面积可达2000 m^2以上)稳定性的问题,进行岩体结构的精细化勘查,采用室内岩石力学试验、孔内波速测试分析,基于摄影测量法结合基于孔内雷达和孔... 针对吉林市北山人防工程改建的四季越野滑雪场工程地质复杂,服务年限较长,大跨度硐室(暴露面积可达2000 m^2以上)稳定性的问题,进行岩体结构的精细化勘查,采用室内岩石力学试验、孔内波速测试分析,基于摄影测量法结合基于孔内雷达和孔内电视的结构面调查等多手段协同测试隧道硐室围岩的表面节理、破碎带、松动圈空间分布等,对围岩质量进行精准分类、分级、分区,确定力学参数,研究围岩稳定性。对大断面硐室进行数值模拟分析计算,圈定其顶板拉应力区,给出加固方案。本研究对同类隧道扩改建工程具有参考意义。 展开更多

关键词 精细化勘查 大跨度硐室 岩体质量评价 工程岩体分区 围岩稳定性研究

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基于岩芯图像深度学习的矿山岩体质量精细化评价 被引量：25

12

作者 刘飞跃 刘一汉 +4 位作者 杨天鸿 信俊昌 张鹏海 董鑫 张海涛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期968-974,F0002,共8页

矿山工程为了获取准确的资源储量而进行的地质钻探往往会获取大量的岩芯图像,从中提取岩体结构信息进行岩体质量评价具有现实的工程意义。目前人工对钻孔岩芯进行岩石质量指标RQD的编录方法效率低下且受主观因素影响,为此首先使用Mask-R... 矿山工程为了获取准确的资源储量而进行的地质钻探往往会获取大量的岩芯图像,从中提取岩体结构信息进行岩体质量评价具有现实的工程意义。目前人工对钻孔岩芯进行岩石质量指标RQD的编录方法效率低下且受主观因素影响,为此首先使用Mask-RCNN深度学习实例分割网络从钻孔岩芯图像中自动识别出单排岩芯,进而从单排岩芯中识别出长度大于等于10 cm的岩芯段,进行RQD的计算;然后结合钻孔信息与地质模型,使用普通克里金插值得到可表征RQD非均匀性的块体模型,实现对岩体质量的精细化评价。乌山铜钼矿的应用结果表明深度学习方法可以准确地从岩芯图像中计算出RQD,同时地质统计学的使用可以有效地对岩体质量进行精细化表征,提出的方法在矿山工程中具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 深度学习 岩芯图像 钻孔编录 RQD 岩体质量评价 地质统计学

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中生代砂岩细观结构对强度和能量耗散的影响 被引量：8

13

作者 赵永川 刘洪磊 +4 位作者 杨天鸿 徐涛 李杨 侯宪港 秦涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期452-459,共8页

对取自东北部和西部侏罗白垩系煤矿中粒砂岩进行镜下观察,对比其矿物颗粒,胶结成分和结晶程度上的异同点,进行了三轴压缩试验和循环加载声发射试验,分析东北部和西部砂岩的强度和能量耗散特征,并用Kaiser效应和加卸载响应比理论研究了... 对取自东北部和西部侏罗白垩系煤矿中粒砂岩进行镜下观察,对比其矿物颗粒,胶结成分和结晶程度上的异同点,进行了三轴压缩试验和循环加载声发射试验,分析东北部和西部砂岩的强度和能量耗散特征,并用Kaiser效应和加卸载响应比理论研究了循环加载中的声发射规律。试验表明:以钙质胶结为主的东北部砂岩在Mohr-Coulomb准则下承载能力高于以钙泥质胶结为主的西部砂岩,随着压力的增大,耗散能所占比例呈现迅速降低、稳定、缓慢升高的趋势,且同等应力水平下东北部砂岩耗散能低于西部砂岩,Kaiser效应往往出现在低应力的弹性阶段,且在东北部砂岩中出现的频率和持续阶段要高于西部砂岩,加卸载响应比则出现急剧降低、缓慢平稳下降的趋势,在强度峰值点达到最小值,且东北部砂岩的加卸载响应比低于西部砂岩。东北部和西部砂岩的胶结物中泥质含量和重结晶成岩程度是产生上述力学性质和能量耗散特征差异的根本原因。 展开更多

关键词 细观结构 能量耗散 声发射 KAISER效应 加卸载响应比

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固废基充填胶凝材料配比分步优化及其水化胶结机理 被引量：19

14

作者 朱庚杰 朱万成 +1 位作者 齐兆军 侯晨 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期1304-1315,共12页

充填体强度对安全高效采矿至关重要,而胶凝材料是获得高强度充填体的关键.本文以工业固废为原料,首先借助D-optimal设计方法通过建立强度回归模型和因素影响分析得到矿渣激发剂最佳配比,然后通过矿渣掺量优化试验获得最佳矿渣掺量,进而... 充填体强度对安全高效采矿至关重要,而胶凝材料是获得高强度充填体的关键.本文以工业固废为原料,首先借助D-optimal设计方法通过建立强度回归模型和因素影响分析得到矿渣激发剂最佳配比,然后通过矿渣掺量优化试验获得最佳矿渣掺量,进而获得胶凝材料完整配比;并以水泥为参照,借助X射线衍射仪和扫描电镜从水化产物和充填体微观结构揭示充填体强度形成机制.结果表明:(1)激发剂各组分对矿渣敏感顺序为:氢氧化钠﹥熟石灰﹥脱硫石膏﹥硫酸钠,且相互之间存在不同程度的交互作用;(2)在最佳质量配比(矿渣85.00%,熟石灰8.03%,硫酸钠3.96%,脱硫石膏1.85%,氢氧化钠1.16%)下,可获得超过单一水泥3.5倍的早期(1~3 d)强度和2倍的后期(7~28 d)强度;(3)高强度充填体的形成主要与水化产物钙矾石(AFt)和C–S–H有关,钙矾石在早期快速成核与生长,形成有效物理填充作用是形成较高早期强度的主要原因,后期强度则得益于不断累积的C–S–H的包裹黏结作用,使充填体结构进一步致密化.使用该固废基胶凝材料有助于矿山安全采矿;工业固废质量占比86.85%,协同解决了尾砂、矿渣、脱硫石膏等固废;D-optimal设计方法可用于激发剂等多物料混合物的配比设计和因素作用分析. 展开更多

关键词 尾砂胶结充填 胶凝材料 D-optimal混料设计方法 水化 抗压强度

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双粗糙结构面剪切试验与数值模拟研究 被引量：7

15

作者 刘溪鸽 朱万成 +1 位作者 周靖人 关凯 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A02期3831-3840,共10页

为了研究压剪状态下结构面间的相互作用与破坏机制,分别采用物理试验及数值模拟方法,对双粗糙结构面的剪切特性进行研究。采用3D打印技术生成可以定量化的PLA材料结构面模具,通过混凝土浇筑PLA模具制得人造结构面。研究发现,通过该方法... 为了研究压剪状态下结构面间的相互作用与破坏机制,分别采用物理试验及数值模拟方法,对双粗糙结构面的剪切特性进行研究。采用3D打印技术生成可以定量化的PLA材料结构面模具,通过混凝土浇筑PLA模具制得人造结构面。研究发现,通过该方法制作的人造结构面的粗糙度远低于原始结构面,故其粗糙度需在剪切试验前重新测定。双结构面剪切试验结果表明,由于中间夹层岩石的破坏,整体的剪切强度要低于其中任何一条结构面单独剪切的抗剪强度,甚至低于单光滑结构面的剪切强度。同时,采用宏观概化模型策略用PFC^(2D)建立双结构面剪切的颗粒流数值模型,数值模拟结果表明,结构面的粗糙形态引起的应力集中造成了中间夹层岩石破坏,并最终导致了整体剪切强度降低,其中结构面间距对整体强度的影响并不明显。 展开更多

关键词 岩石力学 双结构面 剪切试验 数值模拟 粗糙度 剪切强度

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废弃巷道扩建弹药洞库的设计和数值模拟

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作者 王祥钦 朱万成 +1 位作者 刘洪磊 邓文学 《地下空间与工程学报》 2025年第2期572-580,共9页

为达到将废弃矿井的地下空间进行军事利用的目标,本文借助Flac3D软件模拟并研究废弃矿井旧巷道扩建弹药洞库在稳定性上的可行性。根据废弃矿山的巷道分布情况,结合弹药洞库的埋藏深度、安全相邻距离以及具体的断面参数等定量指标,确定了... 为达到将废弃矿井的地下空间进行军事利用的目标,本文借助Flac3D软件模拟并研究废弃矿井旧巷道扩建弹药洞库在稳定性上的可行性。根据废弃矿山的巷道分布情况,结合弹药洞库的埋藏深度、安全相邻距离以及具体的断面参数等定量指标,确定了8座弹药洞库的具体布置。随后,在三维建模后模拟了某采区经历包括开拓、回采、充填3个过程在内的开采全过程后的废弃状态下的围岩稳定性,确定了某采区在稳定性上扩建弹药洞库的可行性。最后,通过再一次对弹药洞库的精细化建模后模拟并分析了扩建的8座弹药洞库的稳定性,结果表明:地表仅有小范围的拉应力集中但并未破坏,绝大部分地下巷道都具有很好的稳定性,局部的破坏主要集中在巷道的拱顶和底板;以该断面参数扩建的8座弹药洞库基本上可以保证整体稳定。 展开更多

关键词 废弃矿井 弹药洞库 开采全过程模拟 巷道扩建

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山西省老空水害类型及主要特征分析 被引量：18

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作者 侯宪港 杨天鸿 +2 位作者 李振拴 孙亚军 靳月灿 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1009-1018,共10页

针对山西省煤矿老空层数多、面积广、积水量大,老空水害事故易发多发的现实背景,在总结45起典型老空水害案例的基础上,系统研究了山西省老空水害空间分布、事故特点、老空水害类型与防治对策。结果表明:超层越界与盲目采掘是老空水害事... 针对山西省煤矿老空层数多、面积广、积水量大,老空水害事故易发多发的现实背景,在总结45起典型老空水害案例的基础上,系统研究了山西省老空水害空间分布、事故特点、老空水害类型与防治对策。结果表明:超层越界与盲目采掘是老空水害事故的重要诱因,其透水地点、老空相对位置和老空类型分别以掘进工作面、同层、老巷为主,空间分布上"大分散、小集中";以采掘区域与老空相对位置关系为依据可将老空水害划分为同层老空积水型、顶板老空积水型、底板老空积水型和防水隔离设施型等4大类,基于积水老空类型和导水通道形成机理可进一步划分为12个亚类,提出了各类老空水害的水文地质结构模式,并给出了相应的防治对策。在查明积水老空的前提下,浸水和重复采动下煤柱流变损伤及失稳、底板变形破坏、防水隔离设施与围岩稳定性、层间主关键层稳定性等是老空水害防治的关键问题。 展开更多

关键词 煤矿 老空水害 类型划分 水文地质结构 导水通道

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