曙光煤业大巷保安煤柱留设数值模拟研究

通过实验室围岩物理力学基本参数测试、现场地应力测试、数值模拟和现场工业性实验等方法,对采动影响下的专用行人大巷的围岩应力、位移演化规律进行了研究。研究结果表明,行人大巷加强支护能有效控制巷道受1202,1206工作面回采而产生的围岩变形;在行人大巷与1203工作面之间设置卸压巷,能有效转移因工作面回采而产生的行人大巷周围围岩应力集中区;卸压巷与1203工作面之间留设55m的保安煤柱宽度,使行人大巷围岩变形增加量控制在10%之内,并较1206工作面多采出近0.23Mt煤炭资源,保证了行人大巷的安全稳定,实现了较佳经济效益。     

回采动压影响下深井巷道变形破坏规律数值模拟研究

为正确指导深井工作面回采巷道经济安全支护,通过FLAC3D数值模拟软件,对工作面回采巷道在支护状态和工作面回采动压影响下,巷道变形破坏机制和破坏规律进行了模拟研究。研究结果表明,受工作面回采动压影响,巷道变形量和变形速率明显增大,且距离工作面越近,变化趋势越快,巷道移近量超过1000mm。在距工作面40m,受周期来压影响移近速率相对减小,巷道两帮和顶底板移近速率最大均为工作面回采到距离监测点10m范围内。     

套筒致裂法测试地应力的原理与方法

为更加精准地获得煤矿井下地应力的大小和方位,提出了一种测试地应力的新方法。该方法采用具有高频自动存储测试压力并生成压力-时间曲线功能的JHDC-1型地应力测试仪,通过对某个测试孔实施2次加压致裂,能够获得精确的油压值及相应的致裂方程。采用弹性力学中的圆孔应力集中理论,详细地剖析了油压值与致裂压力之间的换算关系,给出了三孔致裂法测试地应力的基本原理。并详细的阐述现场测试方法与步骤。该测试方法适用于各种地质条件和井下环境的测试,尤其适合煤矿井下地应力测试的现场使用。     

断裂爆破在汾西矿业集团的试验和应用

定向断裂爆破是利用聚能药卷改变巷道周边眼的装药结构,利用聚能作用控制裂隙的方向和数量,因而能获得较好的爆破效果。本文主要介绍了定向断裂爆破的机理以及在汾西矿业集团所进行的爆破试验的方案、爆破参数和试验结果。同时对使用聚能药卷前后的爆破效果进行了对比,结果表明,定向断裂爆破可明显提高巷道的成型质量,降低材料消耗。     

提高深部岩石巷道爆破掘进效率的理论探讨与实践

对岩石巷道爆破理论进行了探讨。扼要介绍了淮南矿业集团3个矿(重点介绍潘三矿)深部岩巷掘进爆破试验情况。     

应用动光弹研究同段与微差爆破机理

应用ＷＺＤＤ－１型动光弹仪，作者成功记录了高聚合材料中相邻炮孔间应力波传播和裂纹扩展的动态过程，并研究了多排孔同时与微差起爆时炮孔之间裂缝贯穿的一般规律。     

静态破碎剂膨胀作用下试件裂纹扩展试验研究

采用高速摄像技术,进行了静态破碎剂作用下材料破坏的物理试验,研究了膨胀作用下含切槽孔模型材料的动态断裂力学行为,获得了裂纹扩展速度和裂纹扩展加速度的变化规律。研究结果表明:静态破碎剂作用下含两翼切槽孔试件产生两条基本成直线的裂纹,裂纹扩展速度和加速度的变化基本是呈现先增加后降低的趋势;裂纹扩展加速度最大值到达的时间早于裂纹扩展速度到达最大值的时间;裂纹的萌生、扩展到最后的失稳过程非常明显。研究结果可为静态破碎剂在实际工程中的应用提供理论指导。     

冲击荷载下层状砂岩变形破坏及其动态抗拉强度试验研究

针对层状砂岩的各向异性,探究了冲击荷载作用下层理角度对层状砂岩变形破坏的影响规律。加工制作了含软弱层理的砂岩标准试件,利用霍普金森杆试验系统进行了不同层理倾角下的砂岩动态巴西圆盘试验,并结合数字图像相关方法获得了圆盘试件变形场的演化云图。从破坏结果看,层理面与加载轴线之间的夹角对层状砂岩的变形破坏有显著影响。当软弱层理平行于加载轴线时,圆盘试件在加载端处首先产生应变集中,并随着冲击加载的作用迅速沿层理扩展,最终表现为从圆盘试件加载端向非加载端呈弧线形断裂的特征;当软弱层理垂直于加载方向时,圆盘试件中间首先形成多个应变集中区,表现为在加载轴线与软弱层理相交处萌生多个微裂纹,并在冲击加载的作用下微裂纹沿加载轴线不断相互贯通,最终形成径向扩展的宏观裂纹;当软弱层理面与加载方向成45°时,圆盘试件在加载端处首先沿层理方向形成显著的拉剪应变集中区,由于层理介质的抗拉强度和抗剪强度均低于砂岩基质体,因而表现为试件在拉、剪复合应力的共同作用下从加载端处产生多条沿层理面扩展的裂纹。从试验结果中还可以看出,在相同加载速率下,垂直层理试件的强度最高,水平层理试件的强度最低,倾斜层理试件的强度介于水平层理试件和垂直层理试件之间。随着加载速率的提高,不同层理方向的砂岩动态抗拉强度均呈线性增长的特征,但与无层理砂岩相比,含软弱层理砂岩的动态抗拉强度对加载速率的敏感程度较低。此外,层理角度对砂岩的开裂应变有较大影响,受剪应力的影响,倾斜层理砂岩的开裂应变高于垂直层理砂岩。     

基于单轴剪切破坏的岩石M–C准则参数反演分析

基于岩石单轴压缩试验中出现的不同剪切破坏形式,应用极限分析法推导出岩石单轴抗压强度与黏聚力及内摩擦角的关系式。结合矿区岩石单轴、三轴试验结果,验证以岩石M–C准则参数计算单轴抗压强度关系式的正确性,据此关系式获得的结果与试验结果差值在6%~10%之间。采用实例进行岩石黏聚力和内摩擦角的反演分析,以岩石实际单轴剪切破坏形式和试验结果为依据,两两结合联立计算得到岩石的黏聚力和内摩擦角。实例表明:基于单轴剪切破坏形式和单轴抗压强度值计算岩石黏聚力和内摩擦角的方法准确,具有实用价值,该关系式也揭示了岩石试样破坏类型与岩石力学参数间的内在关系。     

动焦散线在爆炸裂纹扩展试验研究中的应用

爆炸裂纹的动态扩展问题是爆炸力学研究的热点。本文建立了爆炸加载的动焦散线测试系统,解决了试验中的有效光学图片获取、精确同步控制等问题,为进一步定量分析爆炸裂纹扩展规律提供了一种新的有效实验方法。采用爆炸加载的透射式动焦散实验系统,初步研究了爆炸载荷下的裂纹起裂、发展和止裂的动态扩展行为,分析其破坏模式和动态应力强度因子、裂纹扩展速度的变化,并研究了爆炸裂纹穿过有机玻璃板的人工层理的规律。