新集二矿巨厚砂岩顶板覆岩应力位移场数值模拟

采空区覆岩“三带”形成、发展与其应力位移分布密切相关.本文以新集二矿1煤210108工作面采空区巨厚砂岩顶板为研究对象,采用数值模拟方法分析采空区覆岩应力位移场分布,结果可为采空区覆岩破坏及“三带”分布分析提供依据.     

层状顶板破断机理数值研究

通过对国内一些煤矿的顶板事故原因调查分析,总结造成顶板事故原因,抽象出各种顶板事故岩层组合模型.应用大连力软公司的岩石破裂过程分析系统(RFPA2D),对不同组合的层状顶板的破断过程进行数值模拟研究.通过分析可知:导致顶板岩层破坏原因是拉、剪共同作用的结果.在剪应力的作用下,层状顶板整体跨落;在拉应力作用下,顶板岩层弯曲破坏;剪切力和拉应力共同作用下,层状顶板破坏为冒落拱形;层状顶板的冒落形态还与顶板软弱岩层厚度、软弱顶板中是否含有坚硬夹层、坚硬层状顶板中含有软弱夹层以及巷道的高跨比等情况有关.     

上行开采顶板不同区域巷道稳定性控制原理

以典型的上行开采为工程背景,采用现场实测、物理模拟和数值计算相结合的综合研究方法,对上行开采上覆岩层应力场、裂隙场进行了研究,并分析侧压系数、断面形状、围岩强度等因素对围岩稳定性影响,揭示了上行开采采动应力分区特征及裂隙呈分域特性的时空演化规律,得到了基于采动巷道围岩稳定性的上行开采顶板岩层区划和巷道布置,将覆岩划分5个破坏区,裂隙分为4个区;提出了"等效开挖"和"低效加固区"的概念,给出顶板巷道应根据侧压系数λ的大小和主应力方向选择合理断面形状是圆形或椭圆以及底板4.0～6.0m必要的加固深度,形成了上行开采顶板巷道稳定性控制原理:选择应力降低的Ⅱ区和Ⅲ区布置巷道、确定采后165d为顶板巷道开挖时机、优化巷道断面和减小低效加固区、提高围岩强度和支护结构稳定性以及分区强化控制,成功指导工程实践.     

主应力方向对隧道稳定性影响规律的研究

采用模型实验方法和数值模拟方法探究了马蹄形隧道在不同方向主应力作用下围岩从初始损伤到完全破坏的全过程,归纳分析马蹄形隧道在不同方向主应力作用下的破坏规律。数值模拟方法采用最大拉应变准则,计算出隧道周边各点的相当应力,与模型实验结果吻合较好。结果表明,马蹄形隧道裂纹的产生和扩展大致沿主应力方向,马蹄形隧道围岩的破坏模式随主应力方向而改变。破坏应力的最大值出现在主应力与隧道成60°左右时,破坏应力的最小值则出现在主应力与隧道成45°左右和90°左右时,且45°左右方向的破坏应力与90°左右方向的破坏应力基本相同。     

顶板岩层诱发冲击的冲能原理及其应用研究

针对顶板岩层对煤体冲击的影响作用机理,采用实验室物理模拟试验、UDEC 4.0离散元数值模拟试验、理论分析和工程实践验证这4种方法进行了研究,提出了煤岩冲击破坏和顶板岩层诱发冲击的冲能原理以及冲击破坏判别准则,并在工程实践中进行了应用和验证.根据煤岩冲击破坏动能试验和煤岩破坏的应力-应变曲线能量演化规律分析结果,具有冲击倾向性的煤岩样在载荷作用下破坏时将产生强烈震动和脆性冲击型破坏,破碎的煤块具有一定的初始动能并以一定的初速度脱离煤体,把这些煤岩样冲击破坏时碎块冲出的动能定义为该煤岩样的冲能,即冲出的能量,从而建立了煤岩冲击破坏的"冲能原理"和"冲能判别准则".通过岩板断裂震动物理模拟试验和数值模拟试验研究,得到顶板断裂过程中可产生强烈震动冲击载荷、致使煤岩破坏时的冲能、冲击危险性升高的研究结果;顶板断裂震动持续时间与顶板厚度呈线性关系,对煤体的震动损伤与顶板厚度呈乘幂关系,从极限悬顶长度的一半开始,煤体的冲击危险性显著升高,顶板岩层释放的能量与岩层强度呈对数关系;岩层运动产生的动能和释放的总能量分别与顶板厚度呈指数和乘幂关系.将顶板岩层诱发冲击矿压的机理分为处于稳定态岩层的"稳态诱冲机理"和处于运动态岩层的"动态诱冲机理"2种类型,岩层的"稳态诱冲机理"是指当顶板岩层不发生大规模破断或滑移垮落时,由岩层内部储存的弹性能的突然释放而导致的煤体冲击机理,稳态诱冲机理研究确定了影响煤岩破坏的2个重要初始参量--煤体的应力基数P.和能量基数U.,应力基数决定了破坏的条件,能量基数决定了破坏时释放能量的大小."动态诱冲机理"是指由顶板岩层发生大规模破断或滑移垮落产生的强烈震动和释放的大量冲击能等动载荷导致的煤体冲击破坏机理,分析了顶板岩层断裂和滑移的震动特性,坚硬厚层项板岩层在诱冲方面的作用主要表现在以较高频率的冲击载荷方式对煤体造成损伤;稳态岩层和动态岩层在诱发煤体冲击的时候都以动态的形式释放能量并参与到煤体破坏时的冲能当中,在满足冲能判别准则的情况下均可诱发冲击矿压,由此形成"顶板岩层诱发冲击矿压的冲能原理".基于岩体介质中能量传播规律和岩层影响冲击危险性的不同程度,提出了岩层影响下的煤体冲击危险"诱冲关键层"判别准则和诱冲关键层的判断方法,按照传播至煤体能量的大小给出了岩层的诱冲系数点Kb=E'k/Er0.和对应的能量值,用来表征岩层诱发冲击矿压的可能性大小.2个具有冲击危险的煤矿通过控制顶板岩层和控制煤体以降低"岩层-煤体"系统冲能进行冲击矿压防治的工程实践验证了本文关于"项板岩层诱发冲击矿压的冲能原理"研究结果的实用性与可靠性.     

特厚煤层综放开采导水裂隙带高度的数值模拟

以抚顺老虎台矿开采工程实践为例,针对特厚煤层的开采特点,应用立体弹塑性数值模拟方法,对综放条件下特厚煤层上覆岩体破坏规律、应力分布特点以及应力场演变规律、上覆岩体移动与变形规律及上覆岩层导水裂隙带高度的演变特性及发展规律进行了研究,所得研究结果可直接应用于老虎台矿的安全生产.     

利用应力解除法测量显德旺煤矿地应力

在实测地应力的基础上 ,对测量结果进行了分析。结果表明 :显德汪煤矿垂直应力近似等于上覆岩层的自重应力 ,最大主应力为北东方向 ,且为近水平压应力。研究结果与华北地区地应力场总体变化规律相类似     

长壁工作面覆岩采动“横三区”光纤光栅检测与表征

在传统矿山压力理论的基础上,用光纤Bragg光栅(FBG)传感器研究长壁工作面上覆岩层变形的"横三区"结构特征.在3 000mm×1 150mm×200mm的平面应力模型上模拟上覆岩层变形和运动,在模型中埋入9个光纤Bragg光栅传感器,几何相似比为1∶200.结果表明:FBG检测曲线反映出了采动覆岩变形和运动过程,曲线出现"三台阶"变化,其分别对应了覆岩破断前的离层发展、岩层破断与回转运动过程;建立了工作面裂隙带岩层"横三区"的光纤传感表征,其存在稳定区、扰动区、峰值区和恢复区.试验实现了上覆岩层运动及采动"横三区"的光纤光栅传感实时检测.     

采煤面顶板覆岩破坏模拟试验研究

采煤工作面开采过程中"两带"高度值是指导矿井防水煤柱留设、保证矿井安全生产的重要参数,试验以内蒙古某矿3-1煤层首采面为地质模型,通过模拟其开采过程,运用并行电法系统,确定"两带"高度值及其变化特征。同时在给定边界条件和初始条件下,运用数值模拟方法,获得顶板应力变化分布图。综合分析模拟试验结果,判定该工作面回采过程中垮落带高度为40m,导水裂缝带最大高度为80m。根据不同时间电阻率分布图和垂向应力分布云图,可清晰分辨出煤层顶板覆岩破坏的过程和规律,可为煤矿安全生产提供参考。     

浅埋薄基岩工作面覆岩活动规律三维物理相似模拟研究（研究生论坛）

针对浅埋采场在开采活动中经常出现矿压显现剧烈、顶板和地表台阶下沉等问题,以神东矿区为背景,采用三维物理模拟试验研究浅埋深薄基岩工作面覆岩活动规律。模型试验尺寸为长×宽×高=1050mm×2000mm×1130mm,几何相似比为1:100,容重相似比为1:1.67,时间相似比为1:10,应力比为1:1.67。监测模型地表位移变化和顶板位移变化规律。结果表明：浅埋薄基岩煤层开采过程中,上覆岩层只出现冒落带和裂隙带,煤层直接顶随采随冒,基本顶初次来压步距为40m,周期来压步距为20m;上覆岩层及松散层出现台阶下沉现象,裂缝贯通地表,切眼和停采线附近出现溃沙现象,地表形成塌陷坑;上覆岩层运动以垂直运动为主,随着工作面向前推进,顶板位移增加;靠近煤柱的上覆岩层出现搭桥结构,靠近煤柱的上覆岩层位移变化量较小,而远离煤柱的测点上覆岩层位移变化量较大;地表位移变化和上覆岩层位移变化整体上具有正相关性,但地表位移变化幅度较小、具有滞后性,且受到溃沙现象的影响,切眼和停采线附近地表形成塌陷坑且地表位移变化量增大。     

"石"与"木"

本文围绕“永恒”这一中心，就欧洲的“石艺术”和中国的“木艺术”进行了比较．作了随想式的阐发，并对“石艺术”，“木艺术”的产生原由和文化蕴涵提出点滴看法。     

关于"坳""拗","心""芯"的使用及其它

在我们的日常编辑工作中,经常遇到有些作者在来稿中将"坳"与"拗","心"与"芯"混用的情况,如"黄骅坳陷"或"济阳拗陷","取心井"或"取芯井","岩心分析"或"岩心驱替实验"等.     

“兴”与“移情”之比较

发源于古希腊罗马文明的西方文化与发源于黄河流域的东方文化是当今世界两大主流文化 ,两种文化瑰丽无比而又各具特色。笔者从两种文化中各拈出一个具有代表性的美学范畴—“兴”与“移情” ,来追寻两种文化的异同。     

“延迟退休”与“提前退休”

近期"延迟退休"的话题备受关注,但人们却忽视了比较突出的"提前退休"问题。"提前退休"如何界定?"提前退休"的现状如何?"提前退休"对养老保险制度有什么影响?本文对此进行了讨论,并提出了抑制"提前退休"的政策建议。     

“高技术“与“高情感“的融合——当代高技派建筑创作思想与设计手法追寻

高技派建筑在20世纪50年代，其注意力主要集中在高新技术的采用与构件的装配化、标准化方面；20世纪70年代则以强调和表现现代工业技术为主要特征；20世纪90年代，在现代信息社会可持续发展的设计理念下开始蜕变，转向改变自身以适应信息时代高技术与高情感相融合的要求，以及更加注重建筑与自然环境、城市文脉、生态环保及人类的感情需要等高情感环节上，而成为建筑未来的主要发展方向之一。     

“为”与“搞”之比较

古代汉语"为"字与现代汉语"搞"字有许多相似点与不同处,可比性极强。从共时和历时的角度对它们进行比较分析是必要和可行的。语义方面,二者均为泛义动词,但各有侧重;语法方面,都主要作动词,但在造句功能和相对位次上存有差异;语用方面,在语体色彩和语言风格上表现不同。     

都市的"动"与"静"

都市是由 动 和 静 两部分因素组成的一种次序状态 .两者之间的协调关系对都市里的人们起着潜在的影响 .通过分析街道景观设计中这种构成关系 ,尝试把人们的生活、工作、娱乐活动融入到都市的环境中 .     

论“历史”和“创造历史”

人类社会进入了二十一世纪,改革开放以来,在新的历史条件下,中国社会发生了广泛而深刻的变化,充分认识和准确把握我国社会已经和正在发生的变化,必须根据实践不断进行新的探索,对“历史”和“创造历史”,越来越醒目地凸显出来,唤起人们的关注和研究,从而引发出哲学深层次的思考。本文就历史的自然过程、形式逻辑及方法、要素、界定、质疑、特征、规律和实践的检验,进行一些理论上的论证与探析,试图从中得出结论,请教于理论界同仁。     

树立"以生为本"、"以师立校"的理念

大众化的高等教育,应树立新的教育观、管理观.高校应树立"以生为本"、"以师立校"的理念,确立学生的主体地位和教师的主导地位,发挥教师的积极性、主动性、创造性,引导学生自主选择、自我教育、自我提高,以适应社会需要和学生、教师与学校的长远发展.