不同单一裂隙倾角对岩体破坏特征的影响

为了探求不同裂隙倾角对岩体破坏特征的影响,针对相似模拟试件进行室内试验。通过试验研究了单轴压缩含有裂隙试件的岩石断裂和节理滑动行为。经测试的岩石模型具有与水平倾角为0°、30°、45°、60°、90°的持久单一裂隙。结果表明,在单轴条件压缩下,完整试件的强度高于存在裂隙的试件;预制裂隙倾角影响着裂隙的发育程度,通过试验结果将裂纹发育程度从大到小排列依次为:60°、45°、0°、30°、90°;不同预制裂隙倾角试件的单轴抗压强度曲线近似成倒U型,并且预制裂隙的倾角在30°与45°之间存在着对试件强度影响最大的角度。     

不同倾角岩体结构面在循环动力扰动下的力学特性

为了研究大型硐室或边坡中不同倾角岩体结构面在动力扰动下的变形特征和破坏机理,采用微控电液伺服疲劳试验机对不同倾角结构面岩石进行不同振幅的周期性动力扰动力学试验,实验结果表明:动力扰动下结构面岩石试件发生破坏时产生大量的沿着轴向发展的竖向裂纹,随后结构面岩石试件碎裂成相对较薄的片状或条状碎屑,在宏观上表现出沿着结构面倾向膨胀;每次加、卸载的应力应变曲线都会形成一条封闭的滞后环曲线,且该曲线总体呈现出疏—密—疏3个阶段的特征;在结构面岩体倾角一定时,滞后环曲线的面积及岩体的变形模量随着扰动应力幅值的增大而增大,表明扰动振幅增加使得扰动岩石在每个循环周期中内部积聚更多可消耗的能量,用于矿物颗粒之间的黏滑消耗以及原有微裂纹的增生和新裂纹的产生,导致岩石达到破坏所需的累积不可逆变形总量会降低,劣化试件的抗载性能;当扰动应力幅值一定时,滞后环曲线的变化幅度随着结构面岩体倾角的逐渐增大而增大,岩体的变形模量随之减小,岩石的阻尼比呈现先减小,然后稳定,再增大的趋势,反映了岩石中裂隙从初始变形(空隙压密)到等速变形(微破裂稳定发展)到加速变形(裂隙贯通)后整体破坏的过程;结构面岩石试件发生破坏的扰动应力...     

加固煤岩体用聚氨酯的研究

文中介绍了加固煤岩体用聚氨脂原料及配方,并叙述了在唐山矿回采工作面加固煤壁防止片帮及在工作面中加固老峒的应用实例。     

层面倾角对组合岩体破坏失稳的力学特性影响研究

具有层面倾角的组合岩体具有明显的倾角效应,其力学性质会随着层面倾角大小的变化而改变。为了探究层面倾角对组合岩体破坏失稳的力学特性影响,通过理论分析和室内实验相结合的方法,得到了单轴压缩下不同层面倾角岩石试样的RA值、应力-应变曲线、峰值强度以及弹性模量。结果表明：不同层面倾角组合岩体在加载初期主要发生剪切破坏,加载到后期贯通扩展为拉伸破坏;倾角15°试样主要发生剪切拉伸复合破坏,倾角25°试样主要发生剪切滑移破坏;峰值强度和弹性模量都随着层面倾角的逐渐增大而减小。     

倾角特厚煤层放顶煤开采

七台河矿业精煤集团铁东煤矿主采煤层6煤层,采用走向长壁沿底π型钢梁简易放顶煤采煤方法,技术关键为支架稳定性管理、放顶煤、煤尘防治,提高回收率等。     

基于界面模型的煤岩体冲击破坏特性研究

煤岩两体结构是煤岩体发生冲击破坏时的基本结构,采用RFPA数值软件探讨煤岩体中界面倾角与深部开采条件下围压对煤岩体冲击失稳破坏的影响。模拟结果表明:煤岩体的声发射能量特性与抗压强度呈现相同的变化规律,倾角越大,冲击破坏的危险性越低,界面滑移破坏的危险性越高;煤岩体在高地应力大倾角下抗压强度大小主要由围压来决定。煤岩体的破坏模型以45°倾角为界限,分为压剪破坏和界面滑移破坏2种,当α<45°时,煤岩体呈现压剪破坏特征;当α≥45°时,破坏模式转变为以煤岩交界面的滑移破坏为主。     

煤岩体化学加固作用的力学原理分析

煤岩体化学加固是防止井下回采工作面和巷道顶板冒落及煤壁片帮的有效措施。本从力学原理的角度分析了化学加固煤岩体对提高其稳定性的力学作用机理，指出化学加固对松软破碎煤岩体起到了网络骨架作用、粘结补强作用、充填压密作用和转变破坏机制作用。     

水分对煤岩体声波波速影响实验研究

水分对煤岩体声波传播波速有重要的影响,而煤样微观孔裂隙结构及所含胶结物又直接影响煤岩体的含水率。为此,利用SEM扫描电镜对煤样进行扫描,分析其微观孔裂隙结构及所含胶结物和吸水能力,然后通过对煤样在常温常压下吸水,测定不同吸水率条件下的声波波速,探寻煤岩体波速随水分不同的变化规律。研究结果表明:官地煤样有少量的微孔隙,并有微量的胶结物碎屑存在;马兰8#煤样表面特征无明显的孔隙、裂隙结构特征,却可以看到较多胶结物碎屑。马兰8#煤样的吸水率为2.49%,而官地煤样的吸水率仅为1.31%。随着吸水率的增大,煤样内纵横波波速有增大趋势。波速变化的机理主要受煤样含水量和煤样弹性模量变化两种作用的相互影响。     

浅析缓倾角断裂的控煤规律与找煤前景

福建龙永煤田内普遍发育缓倾角断裂，对煤系及其煤层影响极大。系统总结缓倾角断裂的主要类型、特征、形成机理及控煤规律，并对有希望的块段提出一些认识。     

大倾角放顶煤工作面放煤规律的研究

分析了对大倾角煤层放顶煤回采工艺中的顶煤放出规律，从实验室到现场实际应用，系统地研究了放顶煤的过程，从而得出实用规律。     

基于图像的煤岩界面识别技术研究

由于矿井的环境复杂、煤岩赋存条件不同,使得煤岩界面识别成为国际上的一大难题。文章从煤炭开采对煤岩界面识别的需求出发,简述了基于图像的煤岩界面识别技术的研究现状,并对各类方法的适应条件进行分析。提出将基于图像的三维建模方法和关注煤与岩石不同介电特性的方法相结合,对煤岩界面进行纵向可视化,从而更加高效地控制采煤机头的运动。最后,探讨了煤岩界面识别技术的潜在应用,并指出摄像头安装位置的重要性。     

大尺寸煤岩组合体水力裂缝越界形成缝网机理及试验研究

为了实现煤层气资源高效开采,针对我国煤层气储层"高储、低渗、成缝困难"的赋存特征,通过对裂纹尖端能量释放率、裂纹尖端应力场屈服区域数值分析以及煤岩组合体越界压裂试验,对煤岩组合体水压致裂过程中缝网形成机理及裂纹扩展特征进行研究。结果表明:同等应力条件下,煤体裂纹尖端塑性屈服区域明显大于砂质泥岩;裂纹在砂质泥岩中起裂瞬间释放的应变能可在煤体中产生约10.69~25.53倍当量裂纹面积或长度,有利于裂缝的延伸及多裂缝结构形成;通过数值分析可知,在达到近似临界煤岩拉破坏值时,砂质泥岩裂缝尖端在XX方位的最大集中应力值(7.05×10~5)约为煤体(1.98×10~5)的3.56倍;裂纹从坚硬砂质泥岩到软煤扩展试验过程中,形成了明显的复杂缝网结构;水力裂缝从覆岩到煤扩展过程中,在煤岩界面影响下出现贯穿、转向或偏转等现象,裂纹的转向或偏转导致裂纹形态复杂,有利于缝网结构的形成。     

组合方式对煤岩组合体力学特性和破坏特征影响的试验研究

为探讨组合方式对煤岩组合体力学特性和破坏特征的影响,利用MTS815岩石力学试验系统,分别对岩-煤-岩(YMY)、岩-煤(YM)及煤-岩(MY)3种组合方式试件进行了单轴压缩和三轴压缩试验研究。试验结果表明,组合体试件破坏主要集中在其煤体部分,而与组合和加载接触方式无关;煤体部分损伤发展和破坏程度的加剧,在一定程度上会诱导岩体出现损伤和发生破坏。单轴加载条件下,3种组合方式均表现为以煤体部分拉张破坏为主的破坏特征,YMY组合的平均抗压强度为40.03 MPa,分别是YM和MY组合方式对应平均值的1.80和1.53倍;三轴加载条件下,均表现为以煤体部分剪切破坏为主的破坏特征;随围压压力增加,各组合方式三轴抗压强度平均值逐渐趋近。     

基于神经网络和Dempster-Shafter信息融合的煤岩界面预测

针对煤岩界面识别精度无法满足采煤机自动调度的情况，提出采用神经网络融合工作面的三边信息，使用D－S证据理论再将此信息和不断获得的煤岩界面识别信息进行二次融合，从而实现在线融合和在线预测，不断提高预测精度，仿真结果显示：该方法不仅对地质条件好的工作面有效，而且对断层也有一定的适应性；同时，具有优良的容错性。     

煤－岩组合体冲击倾向性三维数值试验分析

运用FLAC3D对河南某矿的煤－岩组合体冲击倾向性进行三维数值试验研究,分别通过改变煤－岩体高度比例（1∶1、1∶2、2∶1）和夹角（0、30°、45°）来进行模拟,分析煤－岩体不同的组合模式对冲击倾向性的影响。三维数值试验结果表明：岩石高度所占比例越大,煤－岩体的冲击能量指数越大,弹性能量指数越大,冲击倾向性也就增强;煤岩夹角越大,煤－岩体的冲击能量指数越小,弹性能量指数也越小,冲击倾向性也就减弱。     

基于ANFIS的多信息融合煤岩识别方法研究

将采煤机滚筒截割振动特性作为煤岩识别的标识之一,利用自适应模糊神经网络推理系统(ANFIS)将采煤机的工作状态信息进行融合,建立了多信息融合的煤岩识别模型,并利用模拟实验中采集的数据完成煤岩分界识别的实验研究,结果表明利用该方法实现采煤机的煤岩识别是可行的,并为实现采煤机姿态的自动控制提供依据。     

单轴压缩下不同煤岩组合体峰前、峰后变形能变化规律研究

为探讨不同煤岩组合形式、不同组合单元对组合体峰前、峰后变形能影响,分别对不同比例条件下的组合体进行单轴压缩实验。结果表明,细砂岩-粗砂岩-煤组合体比细砂岩-煤-粗砂岩组合体峰前、峰后变形能变化大;组合单元满足一定高度比例下,组合体峰积聚变形能或峰后消耗的变形能存在最大值。同一类型不同比例的组合体,在粗砂岩、细砂岩所占高度比相等,并在20%、25%、33%、40%、50%、60%间变化。各对应高度比下组合单元煤所占高度比相等条件下,细砂岩-煤-粗砂岩组合体,细砂岩所占高度比是决定组合体峰前积聚变形能的主要因素,峰后消耗的变形能受细砂岩、粗砂岩所占高度比交替影响;细砂岩-粗砂岩-煤组合体,峰前积聚变形能受细砂岩、粗砂岩所占高度比交替影响,粗砂岩所占高度比是决定组合体峰后消耗变形能的主要因素。该结果为峻德煤矿井下开采设计及开采过程中的冲击地压防治研究提供了参考。