关键层耦合作用下露井联采边坡滑动深度分析

通过理论分析和相似材料模拟实验,提出了控制露井联采边坡稳定的"关键层"概念,研究了"关键硬岩层"与"关键弱层"耦合作用下的露井联采边坡变形破坏机理。建立工程力学模型,推导出了关键层耦合作用下露井联采边坡滑动深度的预计公式,以平朔矿区安家岭露天矿北端帮井工开采引起的边坡滑动为工程实例,对公式的适用性进行了验证,结果表明,预计结果与相似材料模拟实验结果、现场位移监测结果三者基本吻合。通过研究,实现了露井联采边坡潜在滑移深度的合理预计,为露井联采时空关系优化、边界参数合理确定、边坡变形监测与失稳治理等工作提供了依据。     

多因素作用下的露天矿边坡稳定性分析

边坡稳定性问题关系到我国露天矿的安全生产和企业发展,得到国家和社会的广泛重视。针对某露天矿边坡,在综合分析边坡的工程概况和地质条件基础上,结合边坡工程的具体特征,采用Slide数值分析软件,考虑了自重、降雨、地震以及多重因素的耦合作用4种工况,分析了露天矿边坡的稳定性。结果表明:露天矿的上盘边坡较稳定,下盘边坡易失稳破坏;在降雨、地震作用下,边坡安全系数降低明显,特别是降雨与地震耦合作用时,应及时采取排水、防震措施。     

《多因素耦合作用下煤矿事故复杂性机理及其风险度量研究》书评

正煤炭作为我国最可靠的一次能源,其战略地位短期内无可替代,在未来较长一段时期内,煤炭工业将一直是保障国民经济稳定发展的重要支柱产业,但煤矿安全事故频发早已成为我国经济社会发展过程中不容回避的问题。李新春教授等撰写的《多因素耦合作用下煤矿事故复杂性机理及其风险度量研究》(中国矿业大学出版社出版)一书针对诱发煤矿事故危险源的动态性、多变性、时空依托性、模糊性和隐蔽性等特点,研究了基于人、机、环境和管理四维一体的多因素耦合作用下煤矿事故复杂性机理;通过对煤矿事故结构的复     

多因素耦合作用下煤矿企业风险评价

煤矿是一个复杂的人、机、环、管系统,煤矿事故发生的原因往往不是单一因素的作用,而是多个因素之间的相互耦合作用而导致的。然而利用一些常规的方法很难对多个因素之间的相互耦合,相互作用进行风险评价。为了解决这个问题首先在多因素耦合作用的视角下来构建煤矿事故的致因模型,其次利用相互作用矩阵法来对煤矿企业进行风险评价,不仅可以定量地计算出每种影响因素对煤矿企业风险的作用,而且可以对煤矿企业整体的风险性定量评价。实践证明该方法对煤矿企业风险评价具有可行性。     

关于边坡浅层滑动的影响因素及研究

在前人研究基础上,以广东沿海地区浅层边坡现场调查、勘查、设计、治理为基础,根据工程实践、室内试验及室内资料整理分析,对其一般规律及形体特点、物理参数展开分析、归纳、研究。主要研究浅层滑坡稳定性的影响因素,通过实际的试验数据对其进行分析研究,揭示了边坡稳定安全系数影响因素,并通过对比的方法,得出影响边坡稳定性的主要因素。     

多场耦合作用下煤与瓦斯突出机理分析

为预防煤与瓦斯突出的发生,研究了煤体中裂隙的产生扩展及裂隙产生扩展时引起的振动、电磁辐射和渗流变化的机理,并从振动场、电磁场、应力场、渗流场的耦合角度对一起煤与瓦斯突出事故的发生原因进行了分析。结果表明:煤与瓦斯突出的发生过程是煤体裂隙产生并快速发展的结果,在裂隙的产生过程中必然产生相应的振动场和电磁场,而裂隙的产生扩展以及振动场、电磁场同时又将使煤体内的应力场和渗流场发生变化,这些场综合作用将使含瓦斯煤体裂隙快速扩展、贯通,最终形成大量的宏观裂隙致使含瓦斯煤体突发性失稳破坏,导致煤与瓦斯突出的发生,即振动场、电磁场、应力场、渗流场的综合作用最终导致了煤与瓦斯突出的发生。     

抚顺西露天矿开挖作用下边坡变形破坏滑动规律研究

为了研究露天煤矿边坡变形、破坏、滑动全过程,以抚顺西露天矿为研究对象,应用 CDEM 方法模拟 开挖条件下抚顺西露天矿南帮坡顶、坡中、坡底的变形、破坏、滑动规律,探讨开挖深度对南帮边坡的影响情况。结 果表明：变形阶段,边坡整体向下压密变形,积蓄变形量;满足破坏条件,进入破坏阶段,边坡顶部受拉,萌生拉张裂 纹,裂纹沿着弱层面扩展,坡顶和坡底裂纹逐渐连接,最终贯穿边坡模型;滑动阶段,裂纹上下贯通形成滑体轮廓, 滑体沿着裂纹面发生失稳滑动,最后在坡底剪出。随着开挖深度增加,南帮弱层出露越多,边坡的临空区域增多, 引发滑坡几率越高,当开挖深度达到标高为-164 m 后,南帮边坡出现大规模滑坡,且滑坡模式为滑移—剪切式,研 究成果为抚顺西露天矿边坡治理与防护提供数据参考。     

水和地震耦合作用下边坡稳定性变化规律

为了研究水、地震等因素对边坡稳定性的折减效应,基于极限平衡法推导了考虑水和地震等因素的稳定性计算方法,并对露天矿端帮边坡进行实例研究,得到了水对边坡稳定性的折减效应为6.35%,地震对边坡稳定性的折减效应为14.99%,水和地震耦合作用下对边坡稳定性的折减效应达到了17.52%。多因素对边坡稳定性的折减效应不是单因素影响幅度的简单叠加,影响因素越多,对边坡稳定系数的折减幅度越大。     

安家岭矿高陡边坡滑动破坏机理分析

本文以安家岭露天矿北端帮边坡为研究对象,根据实际工程情况和工程需要对其典型边坡进行滑坡破坏的稳定性分析和破坏演化机理研究.根据边坡滑动破坏前和破坏后的稳定性计算结果和仿真模拟的破坏规律分析结论,提出了相应的治理方案,并进行了治理后的边坡稳定性计算和数值模拟分析.由计算分析结果可以看出,按此方案治理后的边坡,稳定性安伞储备达到要求,边坡的破坏场得到控制,位移基本稳定,边坡整体稳定能够满足生活、生产的各种要求.     

固液耦合作用下某矿大滑坡机理研究

本文研究了泥化夹层水膜化形成的固液耦合效应的物理力学原理以及边坡开挖残余构造应力释放对岩体的作用机制。研究表明 ,乌拉嘎金矿软岩边坡罕见的破坏特征受控于残余构造应力释放及泥化夹层水膜化效应。机理性研究为软岩边坡稳定性分析及稳坡对策开辟新思路。     

露井联采耦合作用下黄土高台阶边坡稳定性研究

由于露天开采与井工开采相互作用,相互影响,形成1个复杂的动态耦合场,为解决露井联采耦合作用下黄土高台阶边坡的稳定性问题,以安家岭露天矿为工程背景,以Geo-Slope软件为平台,采用摩根斯坦-普瑞斯(Morgenstern-Price)法,针对典型剖面进行了稳定性分析与评价,得出边坡稳定系数小于安全储备系数的结论,据此提出相应的变形破坏防治措施和建议。     

多因素耦合诱发冲击地压作用机制

冲击地压是一种复杂的矿山动力失稳破坏现象,其诱因具有多样性和复杂性。鸡西矿区多个煤矿采深已达千米,冲击地压隐患日趋严重。针对鸡西矿区城山煤矿掘进巷道某次冲击地压事故,详细阐述了冲击地压的失稳破坏特征。在此基础上,分析地质构造、原岩应力状态及周边采场扰动等因素对冲击地压的影响,同时巷道掘进扰动及滞后作业产生的应变能积聚也是重要的诱发因素;并结合煤体的冲击倾向性鉴定及物理力学性质试验,分析了诱发冲击地压的内在因素。研究表明,此次冲击地压灾害是由多因素耦合作用诱发。综合考虑诱发因素的特点及城山煤矿实际情况,提出了防治城山煤矿冲击地压灾害的措施。     

考虑地应力作用的边坡滑动块体稳定分析

对于岩质边坡滑动块体的稳定分析,已经建立了比较完善的工程地质力学方法。1965年就提出岩体结构观点,运用赤平投影并创造性地提出实体比例投影作图方法分析边坡滑动块体的稳定性。本文在于进一步完善分析边坡滑动块体稳定性的工程地质力学方法,考虑岩     

露天矿高陡边坡蠕滑区滑动机理分析

针对安太堡露天矿东帮北部高陡边坡出现的蠕滑问题,简述了边坡的工程背景和滑坡现状,研究了蠕滑区滑坡的主要形成因素及滑动机理;通过滑坡前后边坡面的形态、后缘张拉裂缝以及剪出口的位置对滑移面进行预测;运用FLAC^3D建立了边坡三维地质模型,并进行边坡的变形破坏分析,结合极限平衡分析软件Geo-slope对边坡稳定性进行计算,开展边坡稳定性评价。研究结果表明：边坡变形破坏分为后缘切层滑动、坐落式顺层蠕滑、前缘底鼓滑动3个阶段;雨季降雨以及地下水是造成边坡滑坡的主要外在因素,边坡面顺倾、软弱夹层的存在是导致边坡蠕滑变形的内在因素;自然状态下边坡研究剖面1 180～1 240 m水平段边坡稳定性系数为1.02,蠕滑区边坡稳定性为存在一定风险,需在该区域开展具有针对性的专项治理措施。     

三轴作用下岩柱-充填体试件耦合作用机理研究

通过对全岩柱试件、岩柱-充填体试件、中空岩柱试件3种不同类型试件进行三轴压缩试验,分析不同类型试件的应力-应变响应特征。结果表明:1)岩柱-充填体试件可达到全岩柱试件强度的69%~79%,更远大于中空岩柱试件的强度;2)岩柱-充填体试件的残余强度均大于全岩柱试件,增幅为16%~56%,对比中空岩柱残余强度增幅更多;3)相较于岩石的全应力-应变曲线,岩柱-充填体试件的全应力-应变曲线在试件破坏后仍有一段回升趋势,证明岩柱-充填体作为一个系统,相互影响,共同参与支护作用,并分析了系统的耦合作用机理。最后利用RFPA数值模拟岩柱-充填体系统在三轴应力下细观裂隙的萌生、扩展至宏观贯通的破坏过程,佐证了岩柱-充填体系统耦合作用机理的正确性。     

多因素耦合条件下煤层井壁稳定性分析模型研究

针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻井液滤液侵入等多因素耦合条件,建立基于应力-渗流耦合的煤层井壁稳定性数值分析模型,采用弹性-应变软化-塑性模型表征煤岩的力学行为,更加准确地计算井周煤岩损伤破坏区域的尺寸与形状。研究结果表明,在井壁封堵良好的条件下,提高泥浆密度有利于稳定井壁,反之将加剧煤层井壁坍塌失稳。     

边坡控制中锚杆作用机理分析研究

锚杆与混凝土网格梁形成的组合结构在边坡支护中的主要作用是提高岩土体强度、刚度、防滑和抗倒能力，以提高岩土体的整体性，保证边坡稳定。采用这种支护结构形式，在边坡稳定性验算时应考虑加固区强度的提高。     

多场耦合作用下煤层气解吸特性实验研究

利用自主研发的煤层气吸附解吸特性模拟实验装置,通过室内实验,模拟了煤层气在漫长的地质年代集聚形成和卸压开采过程,得到了不同受载方式下煤样的解吸量、解吸速度与解吸时间变化关系,揭示了一些新的规律。     

动静载荷耦合作用下PDC刀具的失效机理

运用应力波理论分析了冲击-静压切削模式下PDC刀具的破损机理,得出了冲击应力波的幅值、入射角（刀具侵入角）、刀-岩接触间隙,以及在接触面上的多次透、反射造成加载-卸载-再加载的循环,对破岩效果和PDC刀具破坏有很大影响.在自行研制的动静态多功能岩石破碎试验台上,以砂浆块和花岗岩为试验对象进行了冲击-静压切削破岩试验.结果表明：在硬岩破碎中,PDC刀具的破坏模式主要是轴向崩裂、冲击压碎和径向崩裂3种;施加一定的静压可使刃面与岩面充分接触,有利于应力波的传播,从而提高破岩效果和PDC刀具的使用寿命.     

安太堡露天矿边坡蠕滑区滑动机理与稳定性分析

针对安太堡露天矿西北帮边坡出现的蠕滑现象,介绍了边坡的工程背景和滑坡现状,结合位移监测数据,研究了边坡蠕滑区滑坡的主要形成因素和滑动机理,简述了蠕滑边坡的失稳预测方法。结果表明：露天矿边坡蠕滑区滑坡机理为前缘沿红黏土顺层持续蠕滑,后缘产生大量拉裂带,中部阻滑段最终被剪断导致边坡产生陡倾切层滑动;持续的强降雨是造成边坡滑坡的主要外在因素,不利的地形与地貌和地质特征与构造是导致边坡蠕滑变形的内在因素;可以通过判定边坡后缘拉裂带的裂缝深度对边坡失稳进行预测。运用基于有限单元法的MIDAS-GTS软件构建了边坡蠕滑区三维地质模型,采用强度折减法计算了边坡稳定系数,并进行了边坡的变形破坏分析和稳定性评价。结果表明：边坡天然状态下稳定系数为1.06,整个边坡蠕滑区处于临界破坏状态;边坡蠕滑区位移自上而下逐渐减小,坡顶最大位移达到0.43 m,位移变化最显著的区域分布于红黏土层,说明其发生了蠕滑变形,并形成了剪切破坏带,与坡顶拉裂带有贯通的趋势,滑坡的可能性较大,应该采取必要的工程防治措施。