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柠条塔煤矿自动成巷无煤柱开采新方法
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作者 朱珍 何满潮 +2 位作者 王琦 高玉兵 王亚军 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期46-53,共8页
为减少巷道掘进量,提高煤炭采出率,削弱因煤柱留设引起的围岩应力集中,提出了一种自动成巷无煤柱开采新方法,并系统总结了该方法的工艺流程和关键技术.在自动成巷无煤柱开采新方法中,巷道顶底板与实体煤侧巷帮由采煤机截割而成,采空区... 为减少巷道掘进量,提高煤炭采出率,削弱因煤柱留设引起的围岩应力集中,提出了一种自动成巷无煤柱开采新方法,并系统总结了该方法的工艺流程和关键技术.在自动成巷无煤柱开采新方法中,巷道顶底板与实体煤侧巷帮由采煤机截割而成,采空区侧巷帮则由采空区垮落碎石堆叠而成,巷道顶板与碎石巷帮的控制是决定成巷效果的关键.基于岩体碎胀特性,提出采用顶板定向切缝技术,优化留巷应力环境,减少上位顶板回转下沉,针对巷道顶板提出以'恒阻大变形锚索+切顶护帮支架'为主的支护方式,针对碎石巷帮提出'侧向动静结合、纵向伸缩让压'的控制理念.最后以柠条塔煤矿S1201-Ⅱ工作面为工程背景进行了现场工业性试验,结果表明:采用自动成巷无煤柱开采新方法进行回采,当工作面推进约150m后留巷围岩开始稳定,最终下沉量基本稳定在70mm左右,满足下一工作面的使用要求.现场试验结果验证了自动成巷无煤柱开采新方法可以实现工作面回采无需提前掘进回采巷道、无需留设工作面护巷煤柱的目标,且成巷效果良好,经济效益显著. 展开更多
关键词 切顶卸压 自动成巷 无煤柱开采 顶板切缝 围岩控制 采矿方法
深井沿空切顶巷道围岩协同控制及应力演化规律
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作者 陈上元 何满潮 +3 位作者 王洪建 袁广祥 赵菲 郭志飚 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期660-669,共10页
为解决深部沿空留巷动压显著﹑难支护的问题,基于切顶沿空留巷技术原理,对深部沿空切顶巷道卸压效果﹑围岩应力演化规律及控制技术进行深入研究。超前顶板切缝切断了采空区顶板向留巷顶板传递应力的路径,避免了采掘应力叠加,消除了工作... 为解决深部沿空留巷动压显著﹑难支护的问题,基于切顶沿空留巷技术原理,对深部沿空切顶巷道卸压效果﹑围岩应力演化规律及控制技术进行深入研究。超前顶板切缝切断了采空区顶板向留巷顶板传递应力的路径,避免了采掘应力叠加,消除了工作面端头与回采巷道交叉口的"应力尖角";切缝可使一定范围内工作面支架平均压力和周期压力减小,随着远离切缝,影响逐渐消失;直接顶悬臂梁长度的减小和基本顶有效荷载的降低是导致支架平均压力和周期压力下降的主要原因。根据深部地质力学环境及岩体变形特征,构建"恒阻主动让压控制顶板、柔性可缩让位抗侧压、高阻临时支护抗动压,加大支护长度护煤帮"的深井沿空切顶巷道围岩协同控制体系,并在城郊煤矿21304工作面进行现场试验。结果显示:构建的协同控制体系能有效控制深部岩体变形,取得较好的应用效果。 展开更多
关键词 深井 沿空留巷 协同控制 应力演化 影响规律
切顶卸压自动成巷覆岩变形机理及控制对策研究
3
作者 马新根 何满潮 +3 位作者 李先章 王二雨 胡超文 高韧 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期474-483,共10页
切顶卸压自动成巷技术有增加煤炭采出率、减少巷道掘进量等优点,为促进该技术的推广、优化,针对切顶成巷覆岩变形机理及控制对策展开研究.对切顶成巷技术的工艺流程及工序时空关系进行总结,并按围岩结构将留巷顺槽分为煤体支撑区、动压... 切顶卸压自动成巷技术有增加煤炭采出率、减少巷道掘进量等优点,为促进该技术的推广、优化,针对切顶成巷覆岩变形机理及控制对策展开研究.对切顶成巷技术的工艺流程及工序时空关系进行总结,并按围岩结构将留巷顺槽分为煤体支撑区、动压承载区和成巷稳定区3区.针对不同分区分别建立对应的力学简化模型,对巷道顶板变形规律及巷内支护需求进行计算分析.以塔山煤矿8304工作面作为试验面进行切顶成巷试验,验证巷道支护设计效果.现场监测显示留巷于工作面架后230 m后进入成巷稳定区,留巷平均高度为2796.6mm,巷内支护有效,成巷效果良好. 展开更多
关键词 切顶卸压 自动成巷 中厚煤层 复合顶板 覆岩变形机理 控制对策
双根并联恒阻大变形锚杆吸收冲击能量研究
4
作者 宫伟力 张自翔 +2 位作者 高霞 何满潮 李晨 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期116-124,共9页
为了研究恒阻大变形锚杆在动力冲击作用下的吸能规律,开展了双根并联恒阻大变形锚杆动态冲击拉伸实验。实验结果表明:随着冲击速度的增加,恒阻大变形锚杆的工作阻力和伸长量均越来越大,恒阻大变形锚杆伸长单位长度吸收的能量增加。双根... 为了研究恒阻大变形锚杆在动力冲击作用下的吸能规律,开展了双根并联恒阻大变形锚杆动态冲击拉伸实验。实验结果表明:随着冲击速度的增加,恒阻大变形锚杆的工作阻力和伸长量均越来越大,恒阻大变形锚杆伸长单位长度吸收的能量增加。双根并联恒阻大变形锚杆冲击力时程曲线可见两个峰值,第二个峰值总是小于第一个峰值,即当多个恒阻大变形锚杆并联工作时,其冲击力响应水平是逐个衰减,能够有效缓解冲击效应。同时,采用红外热成像法对恒阻大变形锚杆和普通锚杆冲击过程中的温度场变化进行监测,对比研究二者吸能特性,实验表明,与普通锚杆相比,恒阻大变形锚杆吸能效果更好,更利于巷道防冲支护。 展开更多
关键词 恒阻大变形锚杆 霍普金森冲击拉伸实验 吸能特性 红外监测
真三轴卸载煤爆实验破坏特征演化分析
5
作者 赵菲 何满潮 +2 位作者 李德建 袁广祥 陈上元 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期142-150,共9页
对煤岩体进行真三轴卸载煤爆实验,获得了其临界破坏应力、破坏碎屑分形维数及声发射参数特征,引入处理声发射波形的短时傅里叶变换方法获得时频演化特征,利用离散元颗粒流数值方法对该过程进行模拟揭示其细观损伤机制。研究结果表明:煤... 对煤岩体进行真三轴卸载煤爆实验,获得了其临界破坏应力、破坏碎屑分形维数及声发射参数特征,引入处理声发射波形的短时傅里叶变换方法获得时频演化特征,利用离散元颗粒流数值方法对该过程进行模拟揭示其细观损伤机制。研究结果表明:煤爆临界破坏应力状态为28.6 MPa/17.8 MPa/8 MPa,煤爆时刻声发射能量快速释放,能率达到峰值;量测粒径尺寸大于10 mm的喷出碎屑尺寸,按照粒度-数量方法算得的分形维数值为2.04;声发射时频特性在煤岩体煤爆实验过程中经历了由单峰低幅低频向双峰高频演化再过渡到单峰高幅高频,最后变为多峰高幅低频的过程,预示着破裂源由单一小尺度不断向复杂大尺度演化的损伤机制;通过颗粒流软件对煤爆过程进行模拟,发现煤岩模型试件内部主要存在张拉损伤,而随着模型加卸载不断进行,剪切破裂逐级增多,与声发射时频特性相吻合。 展开更多
关键词 煤岩岩爆实验 破坏特性 时频特征 数值模拟
不同温度下高岭石变形及破坏机理的分子动力学模拟 预览
6
作者 何满潮 韩宗芳 杨华 《矿业科学学报》 2019年第1期8-16,共9页
在不同温度条件下,运用分子动力学方法对高岭石OA、OB、OC三个方向进行单轴拉伸模拟,从微观角度还原高岭石变形及破坏的过程,研究了高岭石在不同温度下的微观结构变化、拉伸过程中的变形机理以及拉伸力学性能的温度效应。结果表明,弛豫... 在不同温度条件下,运用分子动力学方法对高岭石OA、OB、OC三个方向进行单轴拉伸模拟,从微观角度还原高岭石变形及破坏的过程,研究了高岭石在不同温度下的微观结构变化、拉伸过程中的变形机理以及拉伸力学性能的温度效应。结果表明,弛豫后的高岭石随着温度升高产生热膨胀;沿OA和OB方向的拉伸,一旦裂纹形核出现,裂纹将会快速扩展,从而导致应力急剧下降,OC方向在拉伸过程中会出现整层分离的现象,构型将随着氢键作用的消失而发生破坏。高岭石力学性能对温度具有很强的依赖性:抗拉强度、杨氏模量与温度呈负相关关系;随温度升高,拉伸极限应变和残余强度呈降低的趋势,强度衰减系数呈增加的趋势,OC方向受温度影响最大,OB方向次之,OA方向最小。 展开更多
关键词 高岭石 分子动力学 力学性能 变形机理 温度效应
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深部沿空切顶成巷围岩稳定性控制对策 预览
7
作者 陈上元 何满潮 +3 位作者 郭志飚 陈辉 杨军 王炯 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期107-116,共10页
基于沿空切顶成巷技术原理,以城郊煤矿深部工作面无煤柱开采为背景,综合运用力学分析模拟计算和现场试验等方法,对深部切顶成巷围岩控制关键对策进行深入研究。结果显示:切顶留巷顶板在侧向形成短臂梁结构,降低了巷旁支护体所受压力,切... 基于沿空切顶成巷技术原理,以城郊煤矿深部工作面无煤柱开采为背景,综合运用力学分析模拟计算和现场试验等方法,对深部切顶成巷围岩控制关键对策进行深入研究。结果显示:切顶留巷顶板在侧向形成短臂梁结构,降低了巷旁支护体所受压力,切缝范围内岩层垮落后碎胀充填采空区,使留巷顶板下沉量降低了约50%。采空区侧顶板为切顶巷道围岩变形的关键部位,需进行加强支护;深部切顶巷道实体煤帮塑性区范围大,通过煤帮锚索支护技术可将浅部锚杆承载层锚固在弹性区稳定煤体中;深部切顶成巷来压速度快、强度大,巷内单体支柱易造成冲击破断,采用高阻力液压支架巷内临时支护时可较好地抵抗深部强动压;巷旁刚性挡矸装置因无法适应深部围岩大变形而受压弯曲破坏,深部切顶巷道巷旁挡矸结构需实现一定的竖向让位卸压方可与顶底板协调变形。在研究的基础上提出恒阻锚索关键部位支护+可缩性U型钢柔性让位挡矸+巷内液压支架临时支护+实体煤帮锚索补强的深部切顶成巷联合支护技术,并进行现场工业性试验。现场监测结果表明:留巷围岩在滞后工作面约290 m时基本稳定,且稳定后各项指标满足下一工作面使用要求。 展开更多
关键词 深部 沿空切顶成巷 聚能预裂爆破 控制对策 工程试验
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复合顶板无煤柱自成巷切顶爆破设计关键参数研究 被引量:2
8
作者 马新根 何满潮 +3 位作者 李钊 刘雨兴 于光远 杜海瑞 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期236-246,277共12页
为对无煤柱自成巷切顶爆破关键参数设计方法进行总结和优化,运用几何推演、数值模拟、力学分析、现场试验等手段,提出复合顶板无煤柱自成巷切顶爆破设计的系统化流程及方法,并归纳为切顶设计与爆破设计2类,包含切顶高度、切顶角度、切... 为对无煤柱自成巷切顶爆破关键参数设计方法进行总结和优化,运用几何推演、数值模拟、力学分析、现场试验等手段,提出复合顶板无煤柱自成巷切顶爆破设计的系统化流程及方法,并归纳为切顶设计与爆破设计2类,包含切顶高度、切顶角度、切顶连通率与单孔装药量、炮眼间距、单次起爆数量共计6个关键参数.随后以塔山煤矿8304工作面留巷顺槽Ⅰ区复合顶板为例,设计得到其切顶爆破关键参数:切顶高度为8m,切顶角度为15°,顶板切缝连通率至少应达到82%,单孔采用的装药结构为43331,炮眼间距为500mm,单次起爆炮孔数量为6个.现场应用验证切缝成巷效果良好,切缝侧周期来压步距平均增大4m,液压支架平均来压强度降低2.1MPa,峰值来压强度降低10.2MPa,预裂卸压效果较为明显. 展开更多
关键词 复合顶板 自成巷 无煤柱 切顶爆破 关键参数
无煤柱自成巷“短臂梁”结构特征及变形计算分析
9
作者 王亚军 何满潮 +2 位作者 杨军 付强 高玉兵 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期718-726,759共10页
为了探索无煤柱自成巷开采条件下"短臂梁"顶板结构及变形特征,建立了顶板变形计算模型,运用能量理论与位移变分方法对顶板变形及其影响因素进行了分析.结果表明:留巷宽度、断裂岩块回转运动对顶板变形影响较为显著;而巷内锚... 为了探索无煤柱自成巷开采条件下"短臂梁"顶板结构及变形特征,建立了顶板变形计算模型,运用能量理论与位移变分方法对顶板变形及其影响因素进行了分析.结果表明:留巷宽度、断裂岩块回转运动对顶板变形影响较为显著;而巷内锚索支护、临时支护对顶板变形控制作用有限.顶板变形的主要影响因素按其影响程度由大到小依次为:留巷宽度、岩体泊松比、断裂岩块回转角度、岩体弹性模量、临时支护强度、锚索支护强度.据此提出应严格控制留巷宽度,合理设计顶板切缝高度的围岩控制思路,可降低上覆岩层断裂岩块回转下沉空间,减小"短臂梁"顶板变形,有利于提高巷道稳定性. 展开更多
关键词 无煤柱自成巷 短臂梁 顶板变形 顶板切缝 留巷宽度
各向异性层状砂岩应变岩爆试验研究
10
作者 胡杰 何满潮 +3 位作者 李兆华 冯吉利 冯莉莉 龚文俊 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期735-741,共7页
利用在真三轴应力状态下可实现单面突然卸载的深部应变岩爆模拟试验系统,研究了4种层理倾角(0°,30°,60°和90°)的各向异性层状砂岩的应变岩爆破坏特征.通过采集试验过程中的力、高速摄像和声发射信号,以应力曲线和... 利用在真三轴应力状态下可实现单面突然卸载的深部应变岩爆模拟试验系统,研究了4种层理倾角(0°,30°,60°和90°)的各向异性层状砂岩的应变岩爆破坏特征.通过采集试验过程中的力、高速摄像和声发射信号,以应力曲线和声发射累计能量曲线为基础确定分析关键点.详细描述了不同层理倾角砂岩岩爆后的整体破坏特征和岩爆碎屑特征,分析了4种层理倾角砂岩岩爆试验过程中关键点的声发射累积能量特征.研究发现:层理倾角显著影响岩爆破坏模式,层理倾角较小时更易发生岩爆,岩爆烈度较低,但试样整体破坏更严重. 展开更多
关键词 应变岩爆 各向异性 层状砂岩 破坏特征 能量释放
南芬露天矿绿泥角闪岩吸水及强度软化规律 预览
11
作者 张秀莲 韩宗芳 +3 位作者 韩文帅 何满潮 陶志刚 谷明 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第9期2452-2460,共9页
研究表明降雨是诱发矿山边坡失稳变形破坏的重要因素,主要通过降低潜在滑动面(带)岩体强度诱发滑坡。国内外学者对南芬露天铁矿下盘滑坡机理和稳定性评价开展了大量研究,取得了丰富的研究成果。然而,所有研究成果证明该边坡潜在滑动面(... 研究表明降雨是诱发矿山边坡失稳变形破坏的重要因素,主要通过降低潜在滑动面(带)岩体强度诱发滑坡。国内外学者对南芬露天铁矿下盘滑坡机理和稳定性评价开展了大量研究,取得了丰富的研究成果。然而,所有研究成果证明该边坡潜在滑动面(带)岩体吸水性较弱,水通过何种途径影响边坡稳定性机理不清晰。采用自主研发的“软岩气态水吸附智能测试系统”,对潜在滑动面(带)上分布的绿泥角闪岩进行吸水软化实验,揭示岩石的吸水特性及吸水后的强度衰减规律;运用Image-Pro Plus专业图像处理技术,分析其SEM微观图像;结合绿泥角闪岩的压汞实验结果,揭示其微观孔隙结构特征与岩石吸水特性之间的相互关系。分析结果表明:①绿泥角闪岩吸水特性是一个在短时间内快速上升而后下降达到均匀饱和的过程;②影响绿泥角闪岩吸水特性的主要因素是岩石样品的孔隙结构特征而非黏土矿物含量;③岩石的孔隙累计体积与其吸水特性之间存在正相关关系;④集中分布的孔隙直径越小,占据的比例越大,则岩石的吸水能力越差;⑤绿泥角闪岩的吸水率与单轴压缩强度以及弹性模量呈负相关关系。上述研究结果可为南芬露天矿降雨诱发顺层石质滑坡的防治提供理论依据。 展开更多
关键词 绿泥角闪岩 吸水特性 矿物成分 孔隙结构 强度衰减
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中厚煤层复合顶板快速无煤柱自成巷适应性研究与应用 被引量:3
12
作者 何满潮 马新根 +2 位作者 牛福龙 王炯 刘雨兴 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2641-2654,共14页
为解决区段煤柱资源浪费、工作面生产接续紧张的问题,于塔山煤矿8304工作面引入快速无煤柱自成巷技术。首先,对切顶卸压无煤柱自成巷技术的工艺流程及工序时空关系进行总结,以此为基础将围岩结构分为煤体支撑区、动压承载区、成巷稳定... 为解决区段煤柱资源浪费、工作面生产接续紧张的问题,于塔山煤矿8304工作面引入快速无煤柱自成巷技术。首先,对切顶卸压无煤柱自成巷技术的工艺流程及工序时空关系进行总结,以此为基础将围岩结构分为煤体支撑区、动压承载区、成巷稳定区。随后,以该工作面中厚煤层复合顶板地质条件为基础,分别对顶板切缝、聚能爆破、恒阻锚索支护、挡矸支护、临时支护以及松动爆破六项关键技术相关参数进行设计。最后,通过数模模拟、现场监测对相关设计的技术效果进行分析、验证。现场留巷实践显示,最终留巷顶底移近量为261mm,两帮收缩量为390mm,有效断面尺寸为2839mm×4610mm,足以满足相邻工作面回采复用需求。 展开更多
关键词 采矿工程 切顶卸压 自动成巷 中厚煤层 复合顶板 松动爆破 适应性研究
激光位移监测恒阻大变形锚杆SHTB 试验研究
13
作者 宫伟力 张自翔 +2 位作者 高霞 何满潮 孙雅星 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期3926-3937,共12页
选取在切顶卸压自成巷无煤柱开采技术中使用工作阻力为130kN恒阻大变形锚杆样品,利用何满潮研制的改进型霍普金森冲击拉伸试验系统进行冲击试验,试验中采用激光位移传感器测量冲击位移的非接触测量技术,以期获得恒阻大变形锚杆准确的冲... 选取在切顶卸压自成巷无煤柱开采技术中使用工作阻力为130kN恒阻大变形锚杆样品,利用何满潮研制的改进型霍普金森冲击拉伸试验系统进行冲击试验,试验中采用激光位移传感器测量冲击位移的非接触测量技术,以期获得恒阻大变形锚杆准确的冲击位移时程曲线,从而得到动力学响应特性。试验中,还采用石英压电式力传感器对恒阻大变形锚杆的冲击力进行监测,获得130kN恒阻大变形锚杆的动力学响应特性。试验结果表明:冲击荷载下,恒阻大变形锚杆能迅速响应,在0.5ms内冲击力和锚杆伸长速度都达到峰值;不同的冲击速度下,恒阻大变形锚杆的冲击力和变形速度都是一个波动衰减的时间发展过程。恒阻大变形锚杆的变形是一个弹性-滑移-弹性恢复的过程。 展开更多
关键词 岩石力学 恒阻大变形锚杆 冲击拉伸试验 激光位移监测系统
传感器放置位置对花岗岩岩爆声发射频谱特征的影响
14
作者 贾雪娜 姜全果 +1 位作者 何满潮 宫伟力 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第A02期3968-3978,共11页
为了验证岩爆试验过程中声发射传感器安装位置对采集的声发射信号的影响,以期通过声发射信号的分析得到正确的岩爆信息,采集花岗岩试样,开展传感器直接安装在岩样上和安装在岩样夹持垫块上的真三轴卸载岩爆试验研究。基于应变岩爆试验... 为了验证岩爆试验过程中声发射传感器安装位置对采集的声发射信号的影响,以期通过声发射信号的分析得到正确的岩爆信息,采集花岗岩试样,开展传感器直接安装在岩样上和安装在岩样夹持垫块上的真三轴卸载岩爆试验研究。基于应变岩爆试验加载路径,将应变岩爆试验过程分为3个典型阶段,从3个阶段中选取每例应变岩爆试验中声发射信号的6个典型关键区段进行分析。结果表明:岩样夹持垫块相当于一个高通滤波器,即传感器在夹持垫块上的声发射信号只有高频带信号,不能反映岩样的破坏阶段形成的低频振动信息;而传感器直接在岩样上的声发射信号同时具有高频与低频带的信息,能够全面反映岩样加载过程中微裂纹扩展、汇合直至宏观破坏的全频段信息;同时,垫块对声发射信号的辐值具有衰减作用,即降低了信噪比,有可能使得一些主辐值信息难以识别。 展开更多
关键词 岩石力学 声发射 传感器 信号采集 滤波器 信噪比
我国英文科技期刊国际影响力提升的战略与对策 被引量:5
15
作者 何满潮 佘诗刚 +1 位作者 林松清 李琦 《编辑学报》 CSSCI 北大核心 2018年第4期337-343,共7页
经过近40年的不懈努力,我国英文科技期刊在办刊质量和国际显示度上得到稳步提升,国际化进程不断加快,部分期刊已进入Q1区(JCR分区)。然而我国英文科技期刊综合实力不强,国际化程度和认可度发展不均,部分英文期刊的"本土化"问题逐渐... 经过近40年的不懈努力,我国英文科技期刊在办刊质量和国际显示度上得到稳步提升,国际化进程不断加快,部分期刊已进入Q1区(JCR分区)。然而我国英文科技期刊综合实力不强,国际化程度和认可度发展不均,部分英文期刊的"本土化"问题逐渐克服。针对我国英文科技期刊存在的主要问题,提出我国英文科技期刊必须走国际化道路。在坚持走中国特色科技期刊强国之路和加快国际化进程的同时,要营造良好的办刊氛围,倡导健康的学术道德方向,培养和造就一批具有国际视野的办刊人,努力打造国际知名品牌科技期刊;国家有关科技期刊主管和主办部门要从实际出发,科学决策,制定合理的财政和人力支持政策,从国家科技期刊战略层面上切实解决期刊定位问题和运行中遇到的困难;在学术评价和科技期刊评估体系方面,逐步建立符合国情的,科学合理的评价机制,为我国英文科技期刊发展和国民经济建设保驾护航。 展开更多
关键词 英文科技期刊 国际化发展战略 机遇与挑战 学术评估体系 期刊评价体系
基于二维数字图像相关技术的块系花岗岩超低摩擦效应实验研究 预览
16
作者 何满潮 王炀 +2 位作者 刘冬桥 任晓龙 张晓云 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2732-2740,共9页
基于国内外超低摩擦效应的实验研究现状,设计了块系花岗岩超低摩擦效应模拟实验。制作了中心含圆柱形洞室的花岗岩立方体模型试样,运用自主研发的实验设备研究了在静荷载的基础之上施加动态荷载后块系花岗岩的变化特征。实验过程中采用... 基于国内外超低摩擦效应的实验研究现状,设计了块系花岗岩超低摩擦效应模拟实验。制作了中心含圆柱形洞室的花岗岩立方体模型试样,运用自主研发的实验设备研究了在静荷载的基础之上施加动态荷载后块系花岗岩的变化特征。实验过程中采用二维数字图像相关测试方法(2D-DIC),获得了试件表面的全场位移信息,依据位移信息求出块体加速度值,利用牛顿第二定律对试件受力分析,求得了块系岩体摩擦力随时间的变化曲线。结果表明:2D-DIC测试技术能够准确的测得石块的位移变化,依据位移变化可以证实伴随着水平向扰动荷载作用,洞口上方岩块左右两侧节理间隙逐步增大,岩块间的摩擦力降低,且摩擦力的变化周期与扰动荷载的周期相同;利用2D-DIC测试技术是有效的,从实验的角度验证了超低摩擦效应的存在。 展开更多
关键词 二维数字图像相关技术 全场位移测量 块系花岗岩 超低摩擦效应 动力扰动
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岩石气态水吸附特性及其影响因素实验研究 预览 被引量:3
17
作者 张娜 赵方方 +2 位作者 张毫毫 乔凤超 何满潮 《矿业科学学报》 2017年第4期336-347,共12页
吸水是导致岩石尤其是含黏土软岩变形乃至破坏的最重要的诱因之一。本文通过对采自国内三个不同矿区的若干深部软岩样品进行气态水吸附实验,得到了三组不同类型岩石的气态水吸附曲线;通过对吸水曲线进行回归拟合建立了各类岩石的吸水特... 吸水是导致岩石尤其是含黏土软岩变形乃至破坏的最重要的诱因之一。本文通过对采自国内三个不同矿区的若干深部软岩样品进行气态水吸附实验,得到了三组不同类型岩石的气态水吸附曲线;通过对吸水曲线进行回归拟合建立了各类岩石的吸水特征函数,对比分析得出岩石的气态水吸附随时间的动态变化规律。此外,结合X射线衍射实验、扫描电镜实验及压汞实验,得到了岩样的矿物组成、微观结构及孔隙率、孔隙分形维数等重要参数,综合分析了各因素对岩样气态水吸附特性的影响。研究结果表明,三种岩石样品气态水吸附随时间动态变化均表现为减速吸水过程,并可以用负指数函数进行拟合。三种岩样吸水能力差异显著,按大小排序依次为:大强砾岩>沙吉海泥岩>哈拉沟砂岩。黏土矿物成分的含量越高,岩石的吸水率、吸水速率就越大;而黏土矿物成分中,蒙脱石又对岩石吸水起到至关重要的作用。岩样的有效孔隙率越大,其吸附气态水的能力越强;岩样的有效孔隙结构越复杂,其吸附气态水的能力越弱。 展开更多
关键词 煤层沉积岩 气态水吸附 黏土矿物 微观结构 有效孔隙率
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NPR锚杆/索支护原理及大变形控制技术 被引量:14
18
作者 何满潮 李晨 +2 位作者 宫伟力 王炯 陶志刚 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1513-1529,共17页
为了更好地控制和预测深部高应力岩爆、冲击地压和滑坡等动力工程地质灾害,基于负泊松比(Negative Poisson's ratio,NPR)材料或结构在抗冲击、抗剪切及吸收能量等方面的优异性能,研发具有NPR结构的新型恒阻大变形锚杆/索,首次在岩石... 为了更好地控制和预测深部高应力岩爆、冲击地压和滑坡等动力工程地质灾害,基于负泊松比(Negative Poisson's ratio,NPR)材料或结构在抗冲击、抗剪切及吸收能量等方面的优异性能,研发具有NPR结构的新型恒阻大变形锚杆/索,首次在岩石力学领域提出NPR支护的概念与力学行为的科学问题。基于NPR结构的解流变力学模型和解析模型,从理论上验证NPR锚杆/索和NPR岩体相统一的理想弹塑性本构关系,并形成相应的NPR支护技术体系。通过静态拉伸试验、井下防冲抗爆试验和滑坡监测试验,验证NPR锚杆/索本构关系的理论模型的正确性,有效地实现了露天及地下开采中的大变形控制与预测。 展开更多
关键词 岩石力学 负泊松比 本构关系 大变形控制 滑坡预测
An overview of the thermography-based experimental studies on roadway excavation in stratified rock masses at CUMTB 预览
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作者 Gong Weili Peng Yanyan +2 位作者 He Manchao Xie Tian Zhao Shijiao 《矿业科学技术学报:英文版》 CSCD 2015年第3期333-345,共13页
This paper presents an overview of experimental investigations conducted at China University of Mining and Technology Beijing(CUMTB) on roadway excavation using large-scale geomechanical model tests.The simulated sedi... This paper presents an overview of experimental investigations conducted at China University of Mining and Technology Beijing(CUMTB) on roadway excavation using large-scale geomechanical model tests.The simulated sedimentary rocks are composed by alternating layers of sandstone, mudstone and coal seam inclined at varied angles with respect to the horizontal including 0°, 45°, 60°, and 90°. During the excavation, infrared thermography was employed to detect the thermal response of the surrounding rocks under excavation. The obtained raw thermograms were processed using denoising algorithm, data reduction procedure and Fourier analysis. The infrared temperature(IRT) characterizes the overall rock response; the processed thermal images represent the structural behavior, and the Fourier spectrum describes damage development in the frequency domain. Deeper understanding was achieved by the comparative analyses of excavation in differently inclined rock masses using the image features of IRTs, thermal images and Fourier spectra. 展开更多
关键词 红外热成像法 基础实验 层状岩体 巷道掘进 地质力学模型试验 傅立叶频谱 傅立叶分析 围岩开挖
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Fracture mechanism of inversed trapezoidal shaped tunnel excavated in 45° inclined rock strata 预览
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作者 He Manchao Peng Yanyan +3 位作者 Zhao Shuaiyang Shi Haiyang Wang Ning Gong Weili 《矿业科学技术学报:英文版》 CSCD 2015年第4期531-535,共5页
In order to understand failure mechanisms of the tunnel excavated in the stratified rock masses in deep mine, the physical modeling experiment by using the large-scale model was carried out. The field case simulated i... In order to understand failure mechanisms of the tunnel excavated in the stratified rock masses in deep mine, the physical modeling experiment by using the large-scale model was carried out. The field case simulated in the experiment is a main connection tunnel located at depth of 1000 m in Qishan coal mine,Xuzhou mining district. Tunnel deformation was monitored by using strain gauges and a video camera simultaneously. Crack initiation and propagation process during the test were analyzed based on image analysis of the captured video photographs. At the same time, deformation process of the key monitoring points around the tunnel section is given by the monitored strain plots. Under the increasing external loads, crack initiation occurs firstly on the left wall of the tunnel, then on the immediate roof.Complete failure of the tunnel occurs as a result of the slippage of the rock layers along the interfaces. 展开更多
关键词 梯形隧道 隧道开挖 断裂机理 倾斜岩层 物理模拟试验 倒置 裂纹萌生 破坏机理
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