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薄冲积层下开采地表动态移动规律与特征 被引量：15
1
作者 唐君 王金安 王磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2958-2968,3006,共12页
位于采煤影响区的高压线、输气输油管道、河道等设施对地表动态移动极为敏感。以甘肃某煤矿在金沙河下开采为背景,通过现场地表移动监测,获得薄冲积层条件下综放开采地表动态移动变形规律。研究表明:薄冲积层下综放开采地表具有下沉移... 位于采煤影响区的高压线、输气输油管道、河道等设施对地表动态移动极为敏感。以甘肃某煤矿在金沙河下开采为背景,通过现场地表移动监测,获得薄冲积层条件下综放开采地表动态移动变形规律。研究表明:薄冲积层下综放开采地表具有下沉移动起始期很短、活跃期较长等特点。地表移动活跃期位于工作面前方110 m至工作面后方400 m范围内,历时185 d,期间地表点下沉量可达到该点总下沉量的90.7%;地表移动剧烈期在工作面后方50 m至150 m范围内,但剧烈扰动时间相对较短,历时约60 d。基于测点下沉曲线为S型分布、下沉速度曲线类似为正态分布特点,建立了考虑开采时间和工作面推进速度因素的地表下沉及下沉速度动态模型,并追踪刻画出地表测点往复式下沉与水平运动的轨迹。薄冲积层下开采,地表裂缝更易平行于工作面走向方向发育,并且随工作面的推进,地表裂缝具有前移和密集区向工作面外侧小范围扩大的时空特征。 展开更多
关键词 薄冲积层 地表移动 动态规律 移动轨迹
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窄长型充填体的拱架效应及其对目标强度的影响 被引量：27
2
作者 吴爱祥 沈慧明 +2 位作者 姜立春 焦华喆 王贻明 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期648-654,共7页
利用Belem模型计算拱架效应对于充填体垂直应力的转化率,分析充填体3种应力状态下的目标强度(支撑围岩、侧向暴露自立、支撑设备),对比拱架效应引入前后充填体垂直应力降低比率。结果表明:谦比希铜矿窄长形充填体自重应力为0.4 MPa,拱... 利用Belem模型计算拱架效应对于充填体垂直应力的转化率,分析充填体3种应力状态下的目标强度(支撑围岩、侧向暴露自立、支撑设备),对比拱架效应引入前后充填体垂直应力降低比率。结果表明:谦比希铜矿窄长形充填体自重应力为0.4 MPa,拱架效应转化后,充填体所受垂直应力仅为0.055 MPa,转化率达到86.25%,最大主应力为充填体宽度方向上的水平应力0.289 MPa;支撑围岩与设备要求强度1 MPa,自立要求强度0.2 MPa。窄长型充填体的目标强度设计应考虑拱架效应对于垂直应力的转化,从而降低相关技术经济指标。 展开更多
关键词 膏体充填 拱架效应 窄长型 充填体强度 应力转化
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褶曲构造对煤巷围岩破裂范围及动压影响分析 被引量：4
3
作者 展亚太 王金安 +1 位作者 李飞 韩现刚 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第9期257-261,共5页
以褶曲地质构造力学机理及其对煤巷围岩破裂范围和动压的影响为研究重点,采用矿山压力理论、现场原位试验和数值模拟等方法对窑街天祝煤矿3200工作面运输巷进行褶曲构造的力学分析,结合现场煤巷围岩破裂范围的声学测试结果,利用FLAC3D... 以褶曲地质构造力学机理及其对煤巷围岩破裂范围和动压的影响为研究重点,采用矿山压力理论、现场原位试验和数值模拟等方法对窑街天祝煤矿3200工作面运输巷进行褶曲构造的力学分析,结合现场煤巷围岩破裂范围的声学测试结果,利用FLAC3D软件对采场褶曲地质构造三维矿压分布以及动力扰动下巷道围岩力学响应进行了数值模拟。研究表明:褶曲不同部位对应不同的应力状态,其中向斜部位构造应力最大,也最容易发生动压灾害,褶曲翼部构造应力次之,背斜部位最小;向斜部位对应煤巷松动范围最大,过渡段次之,背斜部位最小;煤巷向斜区段煤壁前方支承压力更为集中,顶板沉降位移最大且同等程度动力扰动下该位置巷道变形及塑性破坏范围最大,发生冒顶、动压灾害的可能性也最大。 展开更多
关键词 褶曲构造 应力状态 煤巷 围岩破裂范围 松动圈测试 动压模拟
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承压水体上开采底板岩层破断及渗流特征 被引量：21
4
作者 王金安 魏现昊 陈绍杰 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期536-542,共7页
以山西某煤矿承压水体上下组煤开采为工程背景,通过对煤层底板岩石进行全应力-应变渗透性试验及单裂隙渗透性试验,揭示了岩石应力-渗流耦合机理,获得了断裂面渗透系数的定量关系式;采用离散元流固耦合模拟方法,对承压水体上煤层开采底... 以山西某煤矿承压水体上下组煤开采为工程背景,通过对煤层底板岩石进行全应力-应变渗透性试验及单裂隙渗透性试验,揭示了岩石应力-渗流耦合机理,获得了断裂面渗透系数的定量关系式;采用离散元流固耦合模拟方法,对承压水体上煤层开采底板岩层的应力状态及渗流特征进行模拟分析.结果表明:底板岩层"四带"中的渗透性均与水平应力密切相关,其中:直接底板受工作面矿压影响严重,岩层中的水平应力杂乱无章,破坏带厚度约13m;奥灰含水层顶部岩层为低围压区,容易形成奥灰水楔劈裂导升机理,导升带厚度为17m左右;底板中部层位受采动矿压及底板承压水直接影响相对较小,此带中水平应力自上而下呈递增状态,有效隔水层带厚度38m,是底板的关键阻水层. 展开更多
关键词 承压水 裂隙渗流 离散元 流固耦合 关键隔水层
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断裂岩石双翼表面细观接触特征与剪切强度关系 被引量：3
5
作者 王金安 王煜曦 曹秋菊 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1522-1531,共10页
断裂岩石抗剪强度对岩体稳定性预测至关重要,为从细观层面探究断裂岩体双翼粗糙面接触与抗剪强度关系,采用蠕剪试验的方法对压剪和间接拉伸两类断裂岩石的力学行为进行研究。通过对断裂岩石双翼粗糙面的激光扫描图像处理和几何重构,采... 断裂岩石抗剪强度对岩体稳定性预测至关重要,为从细观层面探究断裂岩体双翼粗糙面接触与抗剪强度关系,采用蠕剪试验的方法对压剪和间接拉伸两类断裂岩石的力学行为进行研究。通过对断裂岩石双翼粗糙面的激光扫描图像处理和几何重构,采用新提出的"切层法"对双翼啮合时断裂岩石两翼粗糙面的接触状态和接触面积进行分析。结果表明:压剪形成的断裂岩石在蠕剪过程中双翼粗糙面呈不规则"海岸线式"接触;拉断裂岩石双翼表面呈离散"群岛式"接触。拉破裂岩石双翼接触面积明显大于压剪破裂岩石接触面积。尽管岩石断裂生成机制乃至施加的法向荷载不同,断裂岩石的蠕剪强度与接触面积成正比关系,喻示断裂岩石的双翼表面接触面积是考量断裂岩石表面粗糙性对抗剪强度影响的重要指标。此研究对建立岩石节理的接触力学本构模型和构建抗剪强度准则有所借鉴。 展开更多
关键词 岩石力学 断裂岩石 粗糙表面 细观接触 剪切强度
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