循环荷载作用下含倾斜单裂隙砂岩力学响应特征及渗流演化规律

1

作者 唐劲舟 唐文豪 +4 位作者 杨科 赵延林 刘钦节 段敏克 谭哲 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期199-212,共14页

为了研究循环荷载对裂隙岩体力学破坏特征和渗流演化规律的影响,开展轴压和孔压低频多次循环加卸载条件下含倾斜粗糙单裂隙砂岩的应力-渗流耦合试验。结果表明:在应力的作用下,岩样沿预制裂隙面发生相对滑移,裂隙表面凸起在滑移过程中... 为了研究循环荷载对裂隙岩体力学破坏特征和渗流演化规律的影响,开展轴压和孔压低频多次循环加卸载条件下含倾斜粗糙单裂隙砂岩的应力-渗流耦合试验。结果表明:在应力的作用下,岩样沿预制裂隙面发生相对滑移,裂隙表面凸起在滑移过程中发生磨损、剪断,凸起的剪断和磨损会导致加载过程中应力的小幅跌落,也是导致流量在压缩过程中发生波动的主要原因;对于含倾斜单裂隙的试样,其强度主要取决岩块是否沿预制裂隙面产生滑移和孔压的大小;在轴压循环加卸载过程中,裂隙岩体随着循环次数的增加产生损伤劣化,试样抵抗变形的能力变弱,表现为弹性模量非线性下降,泊松比非线性上升;孔压循环加卸载会减短衰减蠕变段的时间,在稳定蠕变阶段会减小蠕变的应变率;循环加卸载过程中流量是一个动态演化的过程,在加载初期,因为裂隙在应力的作用下发生闭合,流量呈下降趋势,随后流量随着轴压的循环加载―卸载而减小―增大;基于灰度阈值分割方法可以将裂隙的连通域和接触域较好的分离开,连通域与整个裂隙面面积相比得到的裂隙连通率Ф,最终流量随分形维数D与裂隙连通率Ф的增大呈指数级增大。 展开更多

关键词 裂隙岩体 循环加卸载 力学特性 渗流 形貌表征

在线阅读 下载PDF 职称材料

过断层压气储能巷道围岩变形特征与支护优化

2

作者 刘钦节 陈强 +2 位作者 付强 吴犇牛 杨卿干 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期67-74,共8页

目的为解决断层附近储气巷道围岩变形不协调、在储气循环荷载作用下易发生损伤失稳的问题。方法采用FLAC3D建立数值模型,基于淮南潘一矿第一水平西翼轨道石门实际地质条件和原有支护方案,分别开展单一内压荷载作用和循环荷载作用下,储... 目的为解决断层附近储气巷道围岩变形不协调、在储气循环荷载作用下易发生损伤失稳的问题。方法采用FLAC3D建立数值模型,基于淮南潘一矿第一水平西翼轨道石门实际地质条件和原有支护方案,分别开展单一内压荷载作用和循环荷载作用下,储气巷道穿越Fe3正断层附近区域围岩变形破坏特征与支护方案优化模拟分析,针对该区域提出注浆加固方案,并通过数值模拟方法对注浆效果进行考察。结果随着内部储气上限压力的增大,储气库围岩变形加剧。尤其穿越破碎带区域,在循环荷载作用下,围岩累积损伤导致储气巷道极限承载能力大幅度降低,位移增加显著,成为潜在破坏区。注浆后巷道围岩顶底板及两帮位移量明显降低,对储气巷道围岩稳定性具有良好的控制作用。结论研究结果可指导破碎区域注浆加固提高储气巷道内压上限,为同类高压储气巷道的稳定性和安全性提供参考。 展开更多

关键词 地下储气库 断层构造 数值模拟 循环荷载 注浆加固

在线阅读 下载PDF 职称材料

安徽省关闭煤矿资源调查及其综合利用研究 被引量：1

3

作者 刘飞跃 陈澫赟 +3 位作者 杨科 段敏克 刘钦节 杨凌越 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-11,共11页

【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价... 【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价值和经济效益。【方法】统计自2013年以来安徽省59座关闭煤矿基础信息和再利用现状,分析关闭煤矿分布特征、遗留资源与再利用潜力;构建安徽省关闭煤矿数据库与WebGIS云平台,实现关闭煤矿信息查询分析与可视化;以潘一矿与石台煤矿为例,分别介绍遗留瓦斯抽采与半地下抽水蓄能的关闭煤矿再利用方案。【结果和结论】结果表明:安徽省关闭煤矿主要集中分布在两淮矿区,部分关闭煤矿关闭时间较短、遗留资源丰富、产权隶属清晰,再利用潜力较大;潘一关闭煤矿综合使用封闭墙压管抽采、原抽采钻孔抽采和地面钻井抽采的立体化遗留瓦斯抽采技术,实施关闭煤矿采空区“排水-抽采-利用”的一体化工程,3年内累计抽采瓦斯量4 840万m^(3)、发电8 590万kW·h、直接经济效益5 120万元,同时保障了相邻矿井的安全生产;石台关闭煤矿拟建设半地下抽水蓄能电站,地下空间可提供有效库容30万m^(3)、装机容量35 MW。案例分析表明安徽省部分关闭煤矿资源再利用在技术经济上具有合理性,但仍需开展进一步深入研究。 展开更多

关键词 关闭煤矿 WebGIS云平台 瓦斯抽采 抽水蓄能 安徽省

在线阅读 下载PDF 职称材料

分层地应力方法在薄互层低渗油藏大型压裂设计中的应用 被引量：12

4

作者 刘钦节 闫相祯 杨秀娟 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期83-88,93,共7页

对薄互低渗油藏实施水力压裂改造时经常出现缝高难以控制、滤失过大、压后效果差等问题。针对薄互低渗油藏特有的地质特点,根据三维分层地应力方法原理利用声波、密度等常规测井资料获取了薄互低渗油藏地应力及裂缝连续分布剖面。用数... 对薄互低渗油藏实施水力压裂改造时经常出现缝高难以控制、滤失过大、压后效果差等问题。针对薄互低渗油藏特有的地质特点,根据三维分层地应力方法原理利用声波、密度等常规测井资料获取了薄互低渗油藏地应力及裂缝连续分布剖面。用数值方法研究了此类油藏压裂过程中地应力及天然裂缝分布特征对压裂缝形态的影响规律,结果发现地应力及天然裂缝对压裂缝的高度、长度及宽度都具有直接控制作用,基于此提出了突出地应力和裂缝作用的薄互低渗油藏大型压裂设计方法。对胜利油田某油区C1井的实际资料进行研究分析,并据此实施了大型压裂设计,效果较好。 展开更多

关键词 分层地应力 裂缝 薄互层 低渗透 大型压裂

在线阅读 下载PDF 职称材料

优化反分析方法在地应力与裂缝研究中的应用 被引量：13

5

作者 刘钦节 闫相祯 杨秀娟 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2009年第2期26-31,共6页

应用优化反分析方法建立了基于常规测井资料的地应力及裂缝分析模型,该模型可以利用声波、密度和自然伽马等资料求取井筒附近的岩石力学参数、地应力及裂缝参数的连续剖面,为钻井过程中保持井眼稳定、压裂设计等提供参考。以胜利油田纯... 应用优化反分析方法建立了基于常规测井资料的地应力及裂缝分析模型,该模型可以利用声波、密度和自然伽马等资料求取井筒附近的岩石力学参数、地应力及裂缝参数的连续剖面,为钻井过程中保持井眼稳定、压裂设计等提供参考。以胜利油田纯化油区几十口井的实际资料为例进行计算分析,获取了相应的地应力及裂缝分布规律,并首次回归拟合了该油区三向地应力随深度变化的关系曲线。大量试验结果和现场应用情况表明,该方法准确可靠,成本较低,适应性强。 展开更多

关键词 优化反分析 岩石应力 测井数据 裂缝

在线阅读 下载PDF 职称材料

新集矿区煤岩物理力学参数测试及其统计特征分析 被引量：5

6

作者 刘钦节 杨科 +1 位作者 华心祝 王志根 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第12期32-34,共3页

通过对新集矿区石盒子组主采煤层顶、底板上千个试件进行室内试验测试,获取了该矿区典型岩性的密度、弹性模量、泊松比及抗压、抗拉强度等物理力学参数。并利用数理统计方法对测试参数进行回归拟合,得到了各主要参数的分布概型及最优估... 通过对新集矿区石盒子组主采煤层顶、底板上千个试件进行室内试验测试,获取了该矿区典型岩性的密度、弹性模量、泊松比及抗压、抗拉强度等物理力学参数。并利用数理统计方法对测试参数进行回归拟合,得到了各主要参数的分布概型及最优估计参数。 展开更多

关键词 试验测试 统计特征 物理力学参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

朱仙庄矿10煤地质力学评估及其回采巷道分类支护 被引量：2

7

作者 刘钦节 杨科 +1 位作者 史厚桃 陶睿 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期114-120,共7页

为有效解决深部煤炭开采过程中回采巷道围岩失稳严重、变形破坏剧烈等问题,利用室内试验测试、围岩结构观测、地应力原位测量及现场监测等手段,分析得出巷道围岩地质力学属性和原岩应力分布特征,并结合矿井生产技术条件对巷道围岩进行... 为有效解决深部煤炭开采过程中回采巷道围岩失稳严重、变形破坏剧烈等问题,利用室内试验测试、围岩结构观测、地应力原位测量及现场监测等手段,分析得出巷道围岩地质力学属性和原岩应力分布特征,并结合矿井生产技术条件对巷道围岩进行地质力学评估和稳定性分类。以淮北朱仙庄煤矿10煤的Ⅱ1053工作面为工程背景,构建基于地质力学评估的巷道分类控制支护体系,并对该工作面回采巷道支护参数进行优化设计。用FLAC3D数值模拟和井下监测等技术方法,对掘进及回采期间巷道围岩应力、位移、锚杆受力及塑性区分布特征等进行分析。结果表明,将试验测试和现场数据资料相结合,以地质力学评估为基础的巷道分类支护技术明显优于以往经验设计法,能有效保障回采工作面的安全快速推进。 展开更多

关键词 地质力学评估 分类支护 回采巷道 地应力测量 现场监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

朱仙庄煤矿南翼地应力原位测试及其最优化反分析 被引量：2

8

作者 刘钦节 杨科 +1 位作者 史厚桃 陶睿 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期30-34,共5页

地应力在软岩或深部煤矿设计、施工与安全生产中具有重要作用。采用空心包体应变计法对朱仙庄煤矿南翼II、III 水平进行了地应力原位测试，获得了该矿地应力大小及主要方位；以此作为约束条件，基于多目标约束的最优化方法利用ANSYS 软... 地应力在软岩或深部煤矿设计、施工与安全生产中具有重要作用。采用空心包体应变计法对朱仙庄煤矿南翼II、III 水平进行了地应力原位测试，获得了该矿地应力大小及主要方位；以此作为约束条件，基于多目标约束的最优化方法利用ANSYS 软件建立了朱仙庄煤矿南翼地应力最优化反分析模型，反演得出了最优边界条件，并用数值分析了该区域地应力分布特征和变化规律。结果表明：朱仙庄煤矿南翼地应力以水平构造应力为主，且具有明显的方向性，最大主应力值变化范围是20~25 MPa，方位则分布在N 60°E 和N 75°E 之间，其水平地应力非均匀系数为1.1~1.8。 展开更多

关键词 朱仙庄煤矿 地应力 原位测试 最优化反分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

软岩巷道围岩破坏特征的中间主应力效应研究 被引量：1

9

作者 刘钦节 付强 +2 位作者 倪惠宁 池小楼 魏祯 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第1期200-205,共6页

为了研究中间主应力对软岩巷道围岩变形的影响机制,以淮北矿区朱仙庄矿Ⅱ1053工作面软岩运输巷为工程背景,在地应力原位测试的基础上,采用FLAC3D软件构建了不同中间主应力条件的数值计算模型,开展了软岩巷道围岩破坏特征的中间主应力效... 为了研究中间主应力对软岩巷道围岩变形的影响机制,以淮北矿区朱仙庄矿Ⅱ1053工作面软岩运输巷为工程背景,在地应力原位测试的基础上,采用FLAC3D软件构建了不同中间主应力条件的数值计算模型,开展了软岩巷道围岩破坏特征的中间主应力效应研究。结果表明:中间主应力的改变,使巷道开挖后的应力分布、表面位移与塑性区发育情况都呈现一定的阶段性特征,表现出明显的"区间效应"。现场监测数据及钻孔窥视表明,该模型能反映现场实际情况。 展开更多

关键词 中间主应力 数值模拟 地应力原位测试 塑性区分布 区间效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

关于提高采矿工程专业课程教学质量的思考 被引量：1

10

作者 刘钦节 王文 《黑龙江科技信息》 2012年第36期201-201,共1页

采矿工程专业的毕业生基础理论要求高、专业实践性强。如何全方面调动学生学习积极性、培养良好的自主学习动机,全面提高采矿工程专业课程教学质量具有非常重要的意义。笔者首先根据近几年的教学科研实践,总结分析了当前采矿工程专业课... 采矿工程专业的毕业生基础理论要求高、专业实践性强。如何全方面调动学生学习积极性、培养良好的自主学习动机,全面提高采矿工程专业课程教学质量具有非常重要的意义。笔者首先根据近几年的教学科研实践,总结分析了当前采矿工程专业课程教学方面的一些问题,然后有针对性地提出了一些可行性建议,为采矿工程专业课程的教学研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 采矿工程 教学质量 现代教学手段

在线阅读 下载PDF 职称材料

“光盘行动”如何做到可持续——安徽理工大学“光盘行动”调查报告 被引量：3

11

作者 刘钦节 高海陆 陈国仕 《科技视界》 2014年第2期29-29,190,共2页

本文对安徽理工大学在校大学生践行"光盘行动"情况进行调查,结果显示:推广"光盘行动"对治理大学生"舌尖上的浪费"现象具有一定的效果,但仍存在一些问题。本文认为应将理念宣传和可行性措施相结合,才能使&... 本文对安徽理工大学在校大学生践行"光盘行动"情况进行调查,结果显示:推广"光盘行动"对治理大学生"舌尖上的浪费"现象具有一定的效果,但仍存在一些问题。本文认为应将理念宣传和可行性措施相结合,才能使"光盘行动"常态化和持续化。 展开更多

关键词 光盘行动 浪费 可行性建议 可持续

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于虚拟矿井建设的采矿工程学科实验教学方法探讨 被引量：2

12

作者 刘钦节 杨科 《科教导刊》 2014年第11S期93-94,共2页

实验教学在培养学生实践动手能力和创新思维训练等方面具有重要意义。本文针对安徽理工大学采矿工程学科现有实验条件及实验教学现状,总结分析了实验教学过程中的一些问题与不足,探讨了一种基于虚拟矿井建设的采矿工程学科实验教学方法... 实验教学在培养学生实践动手能力和创新思维训练等方面具有重要意义。本文针对安徽理工大学采矿工程学科现有实验条件及实验教学现状,总结分析了实验教学过程中的一些问题与不足,探讨了一种基于虚拟矿井建设的采矿工程学科实验教学方法。该方法通过构建兴趣驱动的游戏般的实验环境,使互动媒体实验教学与课堂理论教学相统一,挖掘学生的自主性、探索性和创新性,循序渐进地培养具有实践能力强、素质高、创新型的高素质人才,可为相关专业实验教学体系改革提供重要借鉴。 展开更多

关键词 实验教学 虚拟矿井 采矿工程

在线阅读 下载PDF 职称材料

山西白家庄废弃矿山地下旅游资源开发设计方案研究 被引量：4

13

作者 刘钦节 韩运 +1 位作者 杨科 董志勇 《山西煤炭》 2021年第4期122-128,共7页

山西省积极响应国家去产能政策,关闭/废弃矿山日益增多,其后闲置的大量地下空间资源亟需开发利用。基于山西丰富旅游资源,开展矿山旅游资源开发方案研究,明确功能分区、细化功能部署方法,实现旅游项目主题连贯设计,构建完整旅游体系,将... 山西省积极响应国家去产能政策,关闭/废弃矿山日益增多,其后闲置的大量地下空间资源亟需开发利用。基于山西丰富旅游资源,开展矿山旅游资源开发方案研究,明确功能分区、细化功能部署方法,实现旅游项目主题连贯设计,构建完整旅游体系,将历史文化遗迹与现代工业遗产和自然生态环境有机融合,促进能源型城市转型发展。以山西省白家庄矿2^(#)井为例,在综合分析矿井历史、地下空间资源、地理区位优势及现有旅游条件基础上,借鉴"三觉五性"设计方法,进行井下工业旅游开发方案设计,并依据儿童、成人和实训学生等不同游客群体特性规划三种游览路线,既突显行业背景优势和旅游特色,又实现废弃矿井地下空间资源的合理开发利用。废弃矿山旅游开发研究可以推动废弃矿区的经济增长和城市转型发展,带来良好的产业示范效应与社会效益,具有重要意义。 展开更多

关键词 废弃矿山 旅游资源 方案设计 产业示范

在线阅读 下载PDF 职称材料

工科专业“评估”和“认证”实质等效性分析及人才培养质量评价模型

14

作者 刘钦节 杨科 《长春工程学院学报（社会科学版）》 2022年第3期37-40,共4页

学科评估与工程教育专业认证是各高校工科专业办学水平高低的重要衡量标准,对工程教育起着重要的引领作用。在深入学习当前工科类专业相关重要指导文件内涵的基础上,开展主要评价体系的实质等效性分析,并在国家专业质量标准的指导下,融... 学科评估与工程教育专业认证是各高校工科专业办学水平高低的重要衡量标准,对工程教育起着重要的引领作用。在深入学习当前工科类专业相关重要指导文件内涵的基础上,开展主要评价体系的实质等效性分析,并在国家专业质量标准的指导下,融合“评估”“认证”等要求构建工科专业人才培养质量评测指标体系,构建了评价模型。以安徽理工大学采矿工程专业数据为例,进行模拟分析有效揭示了该专业发展现状中存在的问题与不足,进而对专业办学质量和水平进行预测诊断、提出相应指导建议。研究结果对促进高校工科专业发展和学科建设、培养适合新时代的高素质人才具有重要参考意义。 展开更多

关键词 工程教育专业认证 学科评估 实质等效 评价模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

大倾角煤层综采工作面再生顶板与支架失稳机理 被引量：23

15

作者 杨科 池小楼 +2 位作者 刘钦节 刘文杰 刘帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3045-3053,共9页

针对底分层煤层开采诱导采场再生顶板二次破坏和支架失稳特点,以潘北矿1212(3)再生顶板下大倾角煤层工作面为例,综合运用井下钻孔三维成像对再生顶板结构实测、基于声发射监测技术的相似物理模拟和理论分析3种技术手段,对大倾角煤层综... 针对底分层煤层开采诱导采场再生顶板二次破坏和支架失稳特点,以潘北矿1212(3)再生顶板下大倾角煤层工作面为例,综合运用井下钻孔三维成像对再生顶板结构实测、基于声发射监测技术的相似物理模拟和理论分析3种技术手段,对大倾角煤层综采面再生顶板顶板结构、垮落特征以及支架失稳模式进行了研究。通过对底分层再生顶板施工的3个钻孔进行孔壁成像确定了底分层再生顶板胶结压实状态,结合相似物理模拟确定了煤层回采过程中的再生顶板垮落规律,并采用理论计算分析了再生顶板运动对采场支架稳定性的影响程度。结果表明:①受煤层倾角影响,再生顶板压实程度呈现出采场下部高于采场中部,采场上部压实程度最弱的非对称压实特征;②底分层顶板3~5 m范围内岩层易在支架间冒漏,此范围再生顶板是改变支架位态的关键岩层;③底分层再生顶板破断失稳经历了6个阶段,基于声发射信号强弱程度确定了采场下部再生顶板高位悬臂梁的断裂和上部再生顶板的滑移是引起底分层顶板破碎严重的主因;④基于现场支架载荷数据,验证了相似物理模拟准确性,标划出采场上部是支架稳定性重点防控区域;⑤在综合厘定再生顶板-支架作用关系基础上,构建再生顶板运动下的大倾角煤层采场支架倾倒和下滑失稳模型,分析支架受力特征,获得支架在倾倒、下滑临界状态下的架间作用力分别为-126.8 kN,86.2 kN,揭示了再生顶板载荷作用位置对支架稳定性影响显著;⑥探讨了护帮、护顶和护架的三位一体协同支护体系。 展开更多

关键词 再生顶板 支架失稳 综采工作面 大倾角煤层 围岩破坏

在线阅读 下载PDF 职称材料

采场覆岩“宏观-大-小”结构及其失稳致灾机理 被引量：15

16

作者 李志华 杨科 +2 位作者 华心祝 李迎富 刘钦节 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期541-550,共10页

针对薄基岩工作面易发生顶板整体切落压架事故问题,采用理论分析和数值模拟对一般工作面和薄基岩工作面采场覆岩结构失稳致灾机理进行对比研究。建立采场覆岩"宏观-大-小"结构力学模型,确定不同覆岩结构失稳支架临界工作阻力... 针对薄基岩工作面易发生顶板整体切落压架事故问题,采用理论分析和数值模拟对一般工作面和薄基岩工作面采场覆岩结构失稳致灾机理进行对比研究。建立采场覆岩"宏观-大-小"结构力学模型,确定不同覆岩结构失稳支架临界工作阻力,分析了关键层上覆载荷对关键层破断形式和破断块体稳定性的影响,并通过UDEC数值模拟软件对典型工程地质条件下采场覆岩结构及应力场演化特征进行了模拟验证。研究结果表明:(1)一般工作面回采后,采场覆岩中会自下而上依次形成"支架-围岩"小结构、"砌体梁"大结构、"压力拱"宏观结构,小结构的稳定性取决于大结构的稳定性,而大结构的稳定性又取决于宏观结构的稳定性;(2)在宏观结构的保护作用下,关键层上覆载荷较小,关键层破断岩块容易形成"砌体梁"平衡结构,作用在支架上的力较小,工作面矿压显现缓和;(3)随着关键层上覆载荷增大,关键层破断步距减小,破断形式由弯拉破断转变为剪切破断;(4)当关键层破断岩块上覆载荷过大,大结构发生失稳,关键层自重及其上覆载荷经垮落带岩层作用在采场支架上,导致小结构失稳,发生压架事故;(5)薄基岩工作面采场覆岩中无法形成宏观结构,上覆岩层在承压含水层水压力及自重作用下沿煤壁发生全厚整体切落,易造成工作面压架事故;(6)一般厚层坚硬顶板工作面来压步距越大,矿压显现越剧烈,而薄基岩工作面来压步距小,矿压显现反而剧烈。 展开更多

关键词 覆岩结构 关键层 薄基岩 压力拱 砌体梁 支架-围岩关系

在线阅读 下载PDF 职称材料

关闭/废弃矿井地下空间资源精准开发利用模式研究 被引量：26

17

作者 刘钦节 王金江 +2 位作者 杨科 邸晟钧 董志勇 《煤田地质与勘探》 CSCD 北大核心 2021年第4期71-78,共8页

随着煤炭绿色资源的不断开采,位于煤炭开发利用全周期末端的矿井关闭\废弃问题逐渐显现,随之而来的关闭/废弃矿井地下空间资源开发利用成为一个亟须解决的问题。在对我国废弃矿井现状统计分析的基础上,以能源开采造成的地下空间方位、... 随着煤炭绿色资源的不断开采,位于煤炭开发利用全周期末端的矿井关闭\废弃问题逐渐显现,随之而来的关闭/废弃矿井地下空间资源开发利用成为一个亟须解决的问题。在对我国废弃矿井现状统计分析的基础上,以能源开采造成的地下空间方位、形态差异化为依据,将关闭/废弃矿井地下空间资源分为采空区空间资源、巷道空间资源、硐室空间资源;探讨了空间资源作为能源存储场所的单一利用方式和多方向、多领域协同多元开发利用的关闭/废弃矿井地下空间资源利用方式;并由此提出了一种关闭/废弃矿井地下空间分类分级精准利用模式,构建调研分析、工程类比初判、模型构建详估和软件决策系统研发为主干流程的精准开发利用系统,通过精准利用模式与精准开发利用系统模型对单一和多元开发利用方式进一步分析,为关闭/废弃矿井空间资源开发利用的研究和实践提供参考。 展开更多

关键词 关闭/废弃矿井 空间资源 开发利用模式 分类分级

在线阅读 下载PDF 职称材料

深井大断面沿空留巷底板裂隙分形特征动态演化规律试验研究 被引量：11

18

作者 杨朋 华心祝 +3 位作者 刘钦节 杨明 成世兴 吴标 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期351-358,共8页

深井大断面沿空留巷常见严重底鼓问题,为更好揭示底鼓机理,利用自行研制的两向四面加载试验装置,结合顾桥矿1115(1)工作面轨道顺槽工程地质条件,采用相似材料模拟方法研究了深井大断面沿空留巷底板在掘进、一次采动、留巷和二次采动影... 深井大断面沿空留巷常见严重底鼓问题,为更好揭示底鼓机理,利用自行研制的两向四面加载试验装置,结合顾桥矿1115(1)工作面轨道顺槽工程地质条件,采用相似材料模拟方法研究了深井大断面沿空留巷底板在掘进、一次采动、留巷和二次采动影响期间裂隙动态演化规律,并基于分形几何理论定量分析了分形维数变化规律及其与底鼓量的关系。研究结果表明,底板裂隙随着回采逐步发育、扩展、贯通,以剪切破坏的中高角度裂隙分布为主;底板裂隙分形维数逐渐增加,在顶板来压和留巷期间均有明显的升维现象;由于留巷上部基本顶的"回弹"现象,第二个工作面上覆岩层作用于煤体的载荷较小,导致在第二个工作面回采前期,底板裂隙分形维数增量较小;底鼓量和分形维数呈非线性正相关关系。通过对比现场实测底鼓量和试验底鼓量,发现二者能够较好吻合,验证模型试验结果的真实可靠。 展开更多

关键词 深井 沿空留巷 底鼓 裂隙 分形维数

在线阅读 下载PDF 职称材料

深井复合顶板条件下沿空留巷充填体水平方向稳定性分析 被引量：12

19

作者 杨朋 华心祝 +2 位作者 李迎富 刘钦节 杨森 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期405-411,共7页

针对深井沿空留巷充填体常向巷道空间发生移动,分析深井复合顶板条件下充填体水平位移特征,计算顶底板对充填体的摩擦力和基于弹性地基梁理论下的采空区冒落矸石对充填体的水平挤压力。基于淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道顺槽典型深... 针对深井沿空留巷充填体常向巷道空间发生移动,分析深井复合顶板条件下充填体水平位移特征,计算顶底板对充填体的摩擦力和基于弹性地基梁理论下的采空区冒落矸石对充填体的水平挤压力。基于淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道顺槽典型深井复合顶板条件下沿空留巷工程地质条件,建立充填体力学计算模型,得到深井复合顶板条件下沿空留巷充填体内移表达式。结果表明,(1)由于复合顶板裂隙发育,垮落后具有较好的流动性,在关键块旋转下沉过程中容易对充填体产生水平挤压力,且复合顶板能够较大程度吸收关键块旋转下沉施加的给定变形,底板不易插底,充填体更易发生内移;(2)理论计算充填体位移量为0.38 m,实测位移量为0.5 m,二者能够吻合,验证了研究成果的正确性。根据充填体内移特点,提出抗剪锚杆等措施增加充填体和顶底板摩擦因数和在靠近充填体的采空区侧设置隔离桩的控制技术。 展开更多

关键词 深井 复合顶板 沿空留巷 充填体 水平移动量

在线阅读 下载PDF 职称材料

厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术 被引量：10

20

作者 杨科 刘文杰 +3 位作者 李志华 刘钦节 池小楼 魏祯 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期12-20,共9页

针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,... 针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量>底板鼓起位移量>顶板下沉位移量的特征;由于厚硬顶板的存在,随工作面推进距离的增大,煤壁挤出位移量逐渐增大,煤壁片帮失稳的概率倍增。根据厚硬顶板下大倾角软煤开采围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测提出厚硬顶板下大倾角软煤开采2种灾害模式,一是以“片帮-冒顶”为主导,诱发“支架-围岩”系统发生大范围失稳的动态互馈的时发性灾害,二是厚硬砂岩破断诱发冲击动力显现的瞬发性灾害。基于厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制,采用厚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术,控制厚硬顶板运动;采取煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等措施,防治煤壁片帮和破碎顶板漏冒,保证“支架-围岩”系统的稳态工作。通过对支架工作阻力和煤壁片帮统计分析发现,11513工作面采取系列防治措施后,煤壁得到有效控制,初次来压时,支架工作阻力较为富裕,安全阀开启较少且支架无明显倾倒滑移现象,实现了厚硬顶板下大倾角软煤的安全高效开采。 展开更多

关键词 厚硬顶板 煤壁片帮 支架-围岩系统 灾变机制 防控技术

在线阅读 下载PDF 职称材料