• 基于地音监测技术的多类型冲击地压前兆特征研究

    陆闯;王元杰;陈法兵;李岩;夏永学;刘宁

    针对煤矿多类型冲击地压地音监测预警问题,基于冲击地压启动理论和现场地音监测数据,分析了不同类型冲击地压的失稳启动机制,得出冲击地压发生前煤岩体应力变化主要分为持续加载型、动静加载型和循环加卸载型3种;结合实验室煤岩体全应力-应变曲线与声发射监测数据,对煤岩体试件破坏前发生3种类型应力变化的地音前兆特征进行了细化研究,并通过现场实测数据,对3种不同类型冲击地压失稳破坏前地音活动演化规律进行了分析。结果表明:现场冲击地压发生前地音活动演化规律与实验室煤岩体试件破坏前地音前兆特征具有一致性。因此,基于地音监测技术的多类型冲击地压前兆特征研究可以对相应类型冲击地压灾害的防控实现不同程度的指导作用,为煤矿现场防控冲击地压灾害提供一定的理论支撑。

    网络首发时间: 2022-11-21 16:23:26[查看摘要][在线阅读][下载 610K]
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  • 特厚煤层综放工作面煤-架受力演化特征及其承载机理

    郭星辰;郭军;冯国瑞;文晓泽;戚庭野;白锦文;高瑞;钱瑞鹏;朱林俊

    为了研究特厚煤层综放工作面煤-架结构及其承载机理,以塔山矿8216工作面为背景,根据煤体与支架的位置关系将其分为架前顶煤、架上顶煤和承载煤体,采用FLAC3D数值模拟软件分析了煤-架结构应力演化特征及煤体失稳破坏规律。结果表明:工作面超前支承压力峰值位于煤壁斜上方的架前顶煤中,顶煤破坏深度与超前支承压力峰值的超前距离基本相当,向控顶区侧呈“弧形”破坏形态。确定了煤-架结构对顶板来压承载能力的排序依次为架前顶煤>承载煤体>液压支架>架上顶煤。承载煤体在围岩应力拱和顶煤的保护下破坏深度始终保持在近煤壁侧3 m内,已破坏煤体应力基本不受推进距离与支架工作阻力变化的影响。架上顶煤在顶煤冒放前后承载特性不同,进而引起整个煤-架结构承载特性的改变。放煤前后煤壁破坏深度分别为3 m和2 m,顶煤破坏深度分别为7 m和12 m。架前顶煤的失稳是发生端面冒顶的主要原因,煤壁侧承载煤体的破坏是煤壁片帮的直接原因。在围岩应力拱的作用下,顶板以架前顶煤为轴做回转运动并伴随着顶板、支架及超前煤体应力的动态变化,但煤-架结构的承载特性不会改变。研究结果可为特厚煤层综放工作面矿压灾害防控提供有益参考。

    网络首发时间: 2022-11-21 16:07:14[查看摘要][在线阅读][下载 1264K]
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  • 不同养护温度下水泥基尾砂胶结充填体的力学特性及能量演化规律

    苏红艳;宋平新;何强

    养护温度能够对水泥基尾砂胶结充填体力学性能造成显著影响,在实验室开展了不同养护温度下的充填体单轴抗压试验,研究了养护温度对充填体应力-应变曲线及力学特性的影响规律,并揭示了充填体变形破坏各阶段的能量演化规律。结果表明:当养护温度范围为20~50℃时,充填体的峰值应力、初裂应力及弹性模量均随着养护温度的增加呈现先增大后减小的趋势,并且都在养护温度为30℃时达到最大值,说明充填体的养护温度存在临界值;充填体在峰值应力点处的总应变能及弹性应变能随着养护温度的增加均表现出先增大后减小的趋势,并且耗散能与总应变能随着轴向应变的增加呈现非线性递增规律;此外,在初始压密、线弹性变形及屈服破坏阶段,能量主要以弹性能的形式储存在充填体内部,而在峰后变形破坏阶段能量以耗散为主,并且养护温度会对能量指标水平产生影响;微观测试结果表明,充填体在高温养护环境下产生的自由水蒸发效应会导致充填体内部空隙结构更为明显,从而对充填体力学性能产生不利影响。

    网络首发时间: 2022-10-13 14:41:44[查看摘要][在线阅读][下载 534K]
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  • 层理发育型层状岩体承压力学性状演变规律试验研究

    张浩;伍永平;解盘石

    层理发育型直接顶岩层结构非连续性导致承压力学性状复杂,作为“支架-围岩”系统中关键性中间媒介,其性状会直接影响围岩控制效果。为保证该类工作面安全生产,亟需探究层理发育型层状岩体承压力学性状演变规律。采用不同向加压力学试验及理论分析法,系统研究不同形式加压环境层理发育型层状直接顶原型试样压力传递、形变破坏演变规律及层间效应与其破坏响应机制,结果表明:层理发育型层状岩体轴向承压时纵向裂隙会在层面处间断或偏折,局部迹线呈梯阶状,层面处多会发育出小尺度径向裂隙,点、侧压下层状样体均发生由层间效应主导的片层式破坏,破坏状态与承压角正向相关,承压会沿层面偏转后穿层向下迁移,且会发生重复性压降,扩容形变呈跳跃阶段式变化,依次为缓增长、线性增长及陡向急增,层间效应作用方式与层理发育型层状岩体结构密切相关,多分层灰白色直接顶主要为偏转压力散播路径,而大层间距黑色直接顶为异化传压路径、影响结构稳定及破坏状态。

    网络首发时间: 2022-09-26 16:26:51[查看摘要][在线阅读][下载 485K]
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  • 岩样破裂过程声发射参数特征与时频特性分析

    杨丽荣;黎嘉骏;江川;黄祥海

    岩样破裂声发射信号中包含破裂关键时频信息,探究信号参数与岩样破裂前兆特征之间的关系对岩石工程灾害的预测具有现实意义。传统的伪维格纳分布(PseudoWigner-Ville Distribution,PWVD)算法能够通过对信号加窗来突出信号的局部特征,但是试验采集的信号一般是实值,直接运用PWVD进行时频分析可能会出现虚假频谱的情况。针对该问题,提出了一种基于Hilbert变换(HilbertTransform,HT)的HPWVD时频分析方法对声发射信号展开时频研究。首先通过单轴压缩试验采集到钨岩、砂岩的破裂声发射信号;然后运用参数分析法对2种岩样累计振铃计数及累计能量的分布特征展开分析,并由此划分破裂阶段及确定破裂阶段临界点;最后运用HPWVD算法获取临界点前后的声发射信号的时频特征。研究结果表明,运用HPWVD算法对信号进行时频分析能够很好地消除虚假频谱的现象,并能准确获取临界点前后的时频信息,即岩样在破裂前的能量会在新的频段内重新分布与聚集,为岩样破裂预测提供了依据。

    网络首发时间: 2022-09-26 13:20:26[查看摘要][在线阅读][下载 2960K]
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  • 基于ANP-MEA模型的智能化开采工作面适应性评价研究

    张科学;闫星辰;何满潮;陈学习;孙健东;李东;王晓玲;亢磊;杨海江;朱俊傲;吴永伟

    为了更好的解决煤矿智能化开采工作面适应性评价模型中关联性和模糊性等问题,提出从地质条件、开采技术条件、关键技术条件以及管理保障条件等4个一级影响因素及相对应的16个二级影响因素,构造煤矿智能化开采工作面适应性评价指标体系,建立了煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型。将煤矿智能化开采工作面适应性评价等级划分为I级(好)、II级(较好)、III级(一般)和IV级(差)共4个等级。采用网络层次分析法(ANP)研究影响因素之间的相互联系,并使用YAANP软件计算煤矿智能化开采工作面适应性影响因素的权重。为了有效降低减少个人因素对影响因素评价评分的影响,将网络层次分析法(ANP)与物元可拓模型相结合,对煤矿智能化开采工作面适应性影响因素进行评价,计算出各个影响因素的关联度及综合关联度,再由综合关联度对煤矿智能化开采工作面适应性进行等级评定。应用煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型对陕西黄陵1号煤矿的810智能化工作面进行实例分析,通过计算得出该煤矿智能化开采工作面适应性综合关联度为K_1=0.06,K_2=-0.05,K_3=-0.61,K_4=-0.77,对比评价标准分析得出煤矿智能化开采工作面适应性评价等级为Ⅰ级(好),分析结果与现场实际情况相符合,说明建立的煤矿智能化开采工作面适应性ANP网络模型具有一定的可行性与科学性。

    网络首发时间: 2022-08-31 16:06:09[查看摘要][在线阅读][下载 921K]
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