轴变论与围岩变形破坏的基本规律

目前采矿、地下工程稳定原理正在从经验的工程类比向科学理论发展;其发展的重要标志是从具体的地应力前提条件出发,分析围岩应力及其变形破坏规律。这就超越了搬用地面结构原理分析范围,进入运用科学理论认识稳定规律的阶段。 由于地应力和岩石的力学性质不同,因而岩石的变形破坏特征不同,维护巷道稳定的方法也就不同。     

“三软”不稳定煤层巷道围岩活动规律及其控制

为了解决某煤矿"三软"不稳定煤层巷道的支护难题,针对此类巷道围岩软弱、煤层厚度和倾角变化大、多次遭受动压影响的特点,从煤层厚度、煤层倾角、岩性和动压影响4个方面考虑,分析了此类巷道围岩的活动规律,并根据规律提出了非对称的棚-索耦合支护方法。     

重复采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定控制技术

为解决米村煤矿-150m泵房受上覆两侧煤柱工作面重复采动影响而产生的支护困难问题,基于FLAC2D数值模拟和现场实测,分析巷道围岩变形规律,提出了锚索加厚增稳围岩控制技术,并进行了现场工业性试验。研究结果表明:在上覆两侧工作面重复采动影响下,底板巷道围岩应力场和位移场表现出明显的非对称性,顶底围岩移近量大于两帮,右帮大于左帮,且巷道两帮深部围岩位移对上覆两侧采空区整体位移场表现出一定的敏感性;采用锚索加厚增稳技术可以充分发挥深部围岩的承载能力,突出围岩-支护承载拱结构的"厚而稳"特性,能够有效控制重复采动影响下巷道的非对称变形。     

三轴变轨迹等厚振动筛运动学仿真

为满足高效大功率筛分的需要,介绍一种三轴变椭圆轨迹等厚振动筛。建立其动力学方程并运用ADAMS与MatLab软件进行运动仿真分析,得出筛面上各点的振动情况和运动轨迹。结果表明,振动筛按照本文介绍的形式激振,可产生变椭圆的运动轨迹,有利于实现物料的等厚筛分。     

巷道围岩稳定条件初探

根据岩石长期强度特性和 Mohr-Coulomb强度理论 ,把岩石强度划分为摩擦强度和粘结强度两部分 ,进而应用巷道支护的限制与稳定作用原理 ,推导出了考虑摩擦强度时间效应与粘结强度时间效应存在差异的巷道支护阻力计算公式 ,并以典型条件分析了二者对巷道支阻力的影响关系     

深井围岩稳定力学分析

钻井是开发深部地热资源最直接的技术手段,但深部地层处于高温高压环境,其应力分布复杂.本文针对深井井壁围岩变形区分布开展了研究,对各变形区域的岩石力学进行了分析,在力学理论上为深部井壁稳定研究提供了指导.     

巷道围岩稳定条件初探

根据岩石长期强度特性和Mohr-Coulomb强度理论，把岩石强度划分为摩擦强度和粘结强度两部分，进而应用巷道支护的限制与稳定作用原理，推导出了考虑摩擦强度时间效应与粘结强度时间效应存在差异的巷道支护阻力计算公式，并以典型条件分析了二者对巷道支阻力的影响关系。     

三轴压缩下砂岩裂隙演化规律研究

基于恒定围压下砂岩的三轴压缩试验,得到不同围压下的应力应变曲线。认为压缩过程中的体积应变是由基体材料的弹性体积应变和裂隙体积应变组成,通过计算得到裂隙体积应变在压缩过程中各阶段随各应力、应变的变化关系,从而得到裂隙演化规律。     

不稳定残余支承压力影响下沿空巷道围岩变形规律

由于采掘接替紧张,有的煤矿在上区段回采完毕后不待采空区顶板活动稳定即采取留小煤柱沿空掘巷。在不稳定残余支承压力影响下,巷道掘进期间即出现大变形,给巷道支护带来很大困难。对鲍店煤矿103下03工作面轨道顺槽不稳定残余支承压力影响下沿空掘巷的巷道表面位移、顶板离层和围岩深部位移的监测结果进行了分析,结果表明窄煤柱的变形没有导致悬臂梁的回转失稳,仍起到支撑悬臂梁的作用;窄煤柱塑性变形较大,导致回转岩块支撑点向实体煤壁移动,从而致使巷道实体帮变形加大;巷道上部老顶的稳定情况对巷道变形影响较大。     

三轴加载充填体围岩耦合体声发射特征研究

根据矿山开采状况设计了三种不同采场规格尺寸的充填体围岩耦合体模型,采用双轴试验机、拟真三轴装置结合声发射系统对耦合体进行了三轴加载下的破裂演化监测,研究了耦合体破裂过程声发射特征。结果表明：AE事件率和AE能量在塑性阶段前处于“平静期”,塑性阶段出现突增现象,突增现象可作为应力峰值附近宏观破裂预警;AE事件率峰值、AE能量峰值随着侧压增加推迟产生,耦合体稳定性随着侧压增加逐渐增强。AE事件率峰值、AE能量峰值随着规格尺寸的增加则与之相反;AE能量峰值随着侧压增加逐渐增大,随着规格尺寸增加逐渐减小。AE能量预警阶段突增值随着侧压增加逐渐降低,随着规格尺寸增加逐渐增大;Kaiser效应出现在耦合体应力峰值的70%～85%范围内,Kaiser效应点对耦合体塑性阶段宏观破裂具有一定的预警作用。研究结果有望为充填体与围岩作用机理研究提供参考。     

矿井围岩温度场分布规律

应用固体导热的理论,忽略一些次要因素的影响得到矿井围岩传热的数学模型。应用COMSOL Multiphysics模拟软件,计算得到矿井围岩温度场的分布规律,讨论了矿井通风时间、围岩导热系数、围岩径向位移、风流温度和原始岩温对矿井围岩温度场的影响。研究表明:影响围岩调热圈半径的主要因素是通风时间和围岩的导热系数。围岩调热圈半径随通风时间的增加及围岩导热系数的增加而增加。影响围岩温度梯度的主要因素是通风时间、风流温度和原始岩温。围岩温度梯度随通风时间的减少、风流温度的减小和原始岩温的增加而增加。     

三轴变椭圆轨迹等厚振动筛动力学研究

介绍了一种三轴变椭圆轨迹等厚振动筛。针对该振动筛,建立了其三自由度动力学模型、振动微分方程及筛箱任意点运动方程,在理论上证明了筛面变椭圆运动的正确性,为进一步研究和实际的产品设计提供了理论依据.     

高温三轴应力下石灰岩热膨胀特性演化规律

石灰岩作为地下工程中常见的岩层,其热力耦合作用下热变形在核废料深层封存、煤炭地下气化、地热资源开发等高温地下工程中至关重要。利用伺服控制多功能三轴试验系统,研究了高温三轴应力状态下石灰岩热膨胀的演化规律。试验结果表明：高温三轴应力下实时升温过程中,三轴应力压缩裂隙闭合和抑制矿物颗粒膨胀,随着温度的升高微裂隙伴随不断的开闭竞争关系,石灰岩热应变曲线呈阶梯状,并随着静水压力的增大,热应变大小及阶梯波动逐渐减小。热力耦合作用下,由于石灰岩固体骨架在温度作用下发生热破裂和软化,高温阶段三轴应力对热膨胀系数抑制作用增强。500℃升温过程中石灰岩热膨胀平均系数存在阈值压力,当静水压力不小于25 MPa时,热膨胀系数显著衰减。     

高温三轴应力下吉木萨尔油页岩渗透率演化规律

利用自主研制高温三轴渗流控制台研究了恒定500 m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度下吉木萨尔油页岩渗透特性的演化规律。     

高温三轴应力下煤体弹性模量的演化规律

利用自主研制的“600 ℃ 20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机”研究了500 m原岩应力状态下室温至600 ℃升温过程中大尺寸（200 mm×400 mm）晋城无烟煤和兴隆庄气煤弹性模量随温度的演化规律,对比分析了无烟煤和气煤弹性模量变化规律的异同,讨论了弹性模量突变临界温度和热解产气对煤体弹性模量的影响。结果表明：煤的弹性模量随温度升高变化过程可以分为3个阶段,即中低温平稳降低阶段、中高温剧烈降低阶段和高温缓慢降低阶段;煤体热解产气对弹性模量变化产生重要影响,随着温度升高,无烟煤弹性模量与热解产气速率呈明显的负指数关系;围压、温度和热解共同影响煤体弹性模量,在围压保持不变的条件下,温度和热解产气是影响弹性模量的主要因素弹性模量在不同温度阶段呈现出不同的变化特征;煤的弹性模量随温度的变化规律较砂岩复杂,但同样存在弹性模量突变临界温度点,只是不同煤阶的煤体临界温度出现较大差异。     

围岩稳定的地质因素探讨

围岩稳定的地质因素探讨《梅田科技》１９９３年刊登局生产处官振光高级工程师的标题文章。文章分析了梅田矿区的顶板事故，认为，防治顶板，在大力推行改革的同时，分析研究客观存在的地质因素是十分重要的。梅田矿区的岩煤性变化较大，地质构造较复杂，在断层带附近及紧...     

地下洞室群围岩稳定分析

本文介绍了大型地下洞室群围岩稳定分析的基本方法，包括洞室群开挖的有限元分析、锚固支护的数值模拟以及洞室群围岩破坏区的评价指标。运用面向对象的思想，开发了一套地下洞室群有限元分析结果的可视化系统，为地下洞室围岩稳定分析的结果整理、方案评价以及大型地下结构有限元分析软件的最终形成提供了有力手段。     

地下洞室群围岩稳定分析

本文介绍了大型地下洞室群围岩稳定分析的基本方法,包括洞室群开挖的有限元分析、锚固支护的数值模拟以及洞室群围岩破坏区的评价指标。运用面向对象的思想,开发了一套地下洞室群有限元分析结果的可视化系统,为地下洞室围岩稳定分析的结果整理、方案评价以及大型地下结构有限元分析软件的最终形成提供了有力手段。     

真三轴应力条件下钻孔围岩稳定性及塑性区特性

为探究中间主应力对预制孔岩石力学性质的影响,基于自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统",进行了等b等σ3试验。试验结果表明:主应力方向、中间主应力对岩石变形和强度特性均有较大影响。裂纹特征应力值随中主应力系数b的增加呈现先增大后减小的趋势;裂纹主要在垂直孔轴线方向发育并首先在较小的主应力方向发生破坏。几种条件下试样的强度均随中主应力系数的增大而先增大后减小。其中,最大主应力平行于孔轴线时强度最高,稳定性最好;在中主应力系数b较小时,中间主应力平行于孔轴线时强度最低,而b较大时孔轴线沿最小主应力时强度最低。基于广义平面应变理论,分析了中间主应力对孔周围塑性区的影响。     

三轴压缩下巷道围岩蠕变参数分析及寿命预测研究

为了研究不同围压作用下巷道围岩的蠕变力学特性，采用RLJW-2000流变仪开展了砂岩单轴压缩蠕变和围压为2 MPa、4 MPa、6 MPa和8 MPa的三轴压缩蠕变试验，引入一个带有长期强度和时间阈值的黏塑性损伤元件，与Burgers模型串联构建三维蠕变模型，分析了不同围压下岩石的蠕变参数演化规律。结果表明：蠕变作用下砂岩长期强度约为峰值强度的72%;建立的三维蠕变模型可以精准地描述不同围压下砂岩三轴蠕变全过程。最后，根据进入加速蠕变的应变阈值和损伤变量演化特征提出了蠕变寿命预测方法，预测结果具有较高的准确度。