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桑树坪煤矿南一采动应力演化规律研究
2025年
煤炭是中国主要能源,深度开和复杂地质条件下煤与瓦斯突出等灾害频发,严重威胁煤矿安全。应力研究在矿井突出风险治理中具有重要意义,但现有数值分析方法存在大尺度原岩应力反演难和掘扰动应力演化难等问题。针对这一难题,以桑树坪煤矿南一区为研究对象,用数值模拟方法建立高精度数字孪生模型,研究该区域采动应力演化规律。研究表明,垂直应力和水平应力的演化具有显著规律,揭示了应力集中与卸压区域的变化,为煤矿安全生产提供了理论依据。
屈花荣杨浩马明骏施维黄建源杨威刘统
关键词:桑树坪煤矿煤矿安全采动应力场数值模拟
含断层围岩采动应力连续演化透明解析方法初探
2025年
引起的含断层围岩结构应力变化是诱发断层型冲击地压的根本原因。直观描述和定量表征含断层围岩采动应力的连续演化规律,对于揭示断层型冲击地压致灾机理、实现冲击地压灾害源头治理与防控具有重要意义。用3D打印技术及应力光敏材料,制备了含断层围岩结构的高精度透明物理模型,利用自主研发的矿山巷道围岩采动应力透明解析实验装置,获得了煤层开挖过程中含断层围岩结构内部全应力连续演化过程。通过改进十步相移算法,克服了传统数字光弹解包裹算法中的误差问题,量化解析了工作面开过程引发的围岩结构内部主应力差、切应力演化特征;揭示了过程中巷道围岩结构“卸载拱”演化与低应力区迁移规律以及断层邻域应力响应特征,刻画了影响下断层失稳滑移的敏感区域,给出了断层滑移的临界条件。研究发现:当断层达到临界滑移状态时,“卸载拱”与低应力区融合,卸载区高度扩展至煤层高度6倍左右,待开煤层两端主应力差增加至基准状态的2倍以上,断层面切应力增至初始值的1.3倍左右。研究为准确理解诱发断层型冲击地压的机理及影响因素,实现冲击地压风险的精准研判提供了实验支撑与理论基础。
戴搏凡鞠杨万昌兵任张瑜
关键词:巷道围岩断层冲击地压采动应力场
数据驱计算力学的煤矿采动应力透明化技术
2025年
煤矿开采动应力变化关乎矿井安全,现有监测技术存在诸多缺陷,基于此,提出基于数据驱力学的采动应力重构方法,以采动应力透明化为目标,用材料本构数据替代传统模型,减少对高质量数据的依赖。通过智能数据补全与融合算法处理监测数据缺失和噪音问题,并结合深度神经网络误差校正,建立智能互馈机制。经三维悬臂梁数值模拟及实际煤矿工程案例验证,该方法能有效消除数据误差和偏差,提升数据利用率与计算效率,促进智能互馈机制建立。
江星宇刘千惠王守光刘化广贺小凡
关键词:数据驱动
近距离煤层下行采动应力分布规律与巷道合理位置研究被引量:8
2024年
上层位近距离煤层开后,形成的残留煤柱和空区将会影响下层位的巷道布置。以新柳矿231101工作面为工程背景,用理论分析和数值模拟的综合研究手段,研究和分析了上煤层开采动应力应力演化规律,对下层煤巷道非对称变形破坏机理进行深入探究,从而得出下层煤巷道合理布置位置。研究结果表明:①上覆煤层开改变巷道所处位置的主应力大小、主应力比值以及应力偏转角、应力矢量的变化是导致巷道呈非对称破坏的主要原因。②巷道在距离煤柱中心11 m处,巷道围岩最大主应力达到14.43 MPa,主应力比值为2.74,应力偏转角为52.33°,此时巷道处于较差的应力环境中,致使围岩产生蝶形破坏且蝶叶旋转至巷道顶板右侧,巷道顶板右侧易发生冒顶事故。③为使巷道处于相对稳定区域,依据3个主要影响因素将工作区域划分为4个分区,在考虑煤矿经济与安全因素后建议最佳布置区域为H–IV,主应力偏转角在0°~38°或45°~90°的范围内,通过综合分析对该巷道布置及支护提供合理建议,为类似工程条件提供了借鉴和参考。
刘洪涛韩洲韩子俊郭晓菲韦晟杰罗紫龙胡正宝
关键词:近距离煤层回采巷道布置数值模拟塑性区
关键层压裂弱化采动应力机理研究
大同矿区高位厚硬关键层破断运是造成强矿压显现的根本原因,地面压裂高位厚硬关键层是有效缓解强矿压显现的重要手段。针对地面压裂高位厚硬关键层前后覆岩采动应力演变规律及其压裂关键层弱化应力力学机理,论文深入开展了...
张宏
关键词:煤层开采水力压裂采动应力场弱化效应
基于卸压带宽度的平煤十三矿采动应力同化反演规律研究
煤层会造成应力的重新分布,用FLAC3D软件数值模拟研究应力的分布规律是目前非常成熟的技术,但在建模过程中给模型赋值的方法主要为实验室测试法、经验赋值法及折算系数法三种,这三种方法都难以保证现与模拟的一致性。...
薛佳凯
关键词:煤与瓦斯突出采动应力采动应力场
综放开顶煤采动应力演化路径被引量:2
2021年
为得到综放开工作面顶煤采动应力演化路径,以王家岭煤矿12309工作面为背景,在地应力实测基础上,运用数值计算的方法展开了相关研究。研究结果表明:王家岭矿区地应力特征为最大水平应力>垂直应力>最小水平应力,其中最大水平应力方向为南北向,最小水平应力方向为东西向,南北向侧压系数为1.52,东西向侧压系数为0.45;顶煤主应力值都存在应力集中现象,应力集中系数分别为1.90、2.13、1.87;根据主应力演化特征,将顶煤分为原岩应力区、应力升高区、应力峰后降低区、液压支架控顶区4个区域,并在各个区域分别选取了特征点,得出了12309工作面顶煤主应力演化路径。
秦海初邵斌程海星霍昱名
关键词:综放开采采动应力顶煤
采动应力对卡钻影响的仿真和实验研究
2021年
为研究利用钻杆推力法预测冲击地压过程中的采动应力对钻杆卡钻现象的影响规律,本文用ANSYS分析软件对4种计算方案进行模拟仿真,得到不同方案下钻孔周围煤体应力变化规律,反映出了采动应力对钻杆卡钻现象的影响趋势;并利用课题组自主研发的钻孔推力和扭矩测试系统进行现试验。仿真和实验结果表明:钻孔位置处于采动应力应力集中区时,钻孔周围煤体的垂直应力有着相似的变化规律,即随采动应力的增加而增大,因此越容易发生卡钻现象。
郝志勇刘宝龙潘一山
关键词:采动应力
深埋特厚冲击地压煤层回巷道采动应力分布规律研究被引量:1
2021年
为了掌握深埋特厚冲击地压煤层回巷道采动应力分布情况,为矿井后续区段煤柱尺寸优化、确定回工作面超前支护长度、精准降低煤柱内应力集中等关键性基础工作提供数据支撑。胡家河煤矿利用应力监测法现试验研究402102回工作面采动应力分布规律。试验结果显示,402102回工作面超前影响范围为0~150 m,各巷道超前支承应力和侧向支承应力受超前影响范围存在差别。
田晓兵
关键词:冲击地压回采巷道采动应力
煤峪口矿孤岛综采动应力与支架适应性分析
2021年
孤岛综面受空区残余支承应力影响,处于高应力环境,易产生剧烈矿压显现。文章用数值模拟、理论分析、现实测的方法,研究了单侧空下、双侧空下以及本工作面初期、中期、末期回时的采动应力分布特征,研究表明工作面开中期受影响最为明显。基于此,校核了液压支架支护强度,并监测了支架受力情况,结果显示支架受力和采动应力分布相互吻合。
李健伟
关键词:数值模拟采动应力场

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文志杰
作品数:201被引量:709H指数:15
供职机构:山东科技大学
研究主题:沿空留巷 无煤柱 锚杆 大变形 让压
蒋宇静
作品数:560被引量:1,386H指数:23
供职机构:山东科技大学
研究主题:锚杆 大变形 天然气水合物 锚索 加载系统
王晓
作品数:114被引量:33H指数:3
供职机构:山东科技大学
研究主题:应力波 隧道 爆破振动 相似材料 冲击地压
齐庆新
作品数:285被引量:3,315H指数:36
供职机构:煤炭科学研究总院
研究主题:冲击地压 煤 数值模拟 岩石 煤岩
李铁
作品数:64被引量:491H指数:13
供职机构:北京科技大学资源工程学院
研究主题:矿震 深部开采 冲击地压 采矿工程 煤与瓦斯突出