国家教育部博士点基金(20110095110013)
- 作品数：8 被引量：174H指数：8
- 相关作者：张农韩昌良吴海李宝玉李桂臣更多>>
- 相关机构：中国矿业大学湖南科技大学天地科技股份有限公司更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金江苏省普通高校研究生科研创新计划项目长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- 大尺度混凝土巷旁墙体开裂机理及控制对策被引量：13
- 2017年
- 为防止深井沿空留巷大尺度混凝土巷旁墙体开裂破坏,通过水化热测定试验分析了充填材料的水化放热特性,在此基础上利用ANSYS软件模拟了巷旁墙体温度场的演化规律,理论计算了温度应力的变化特征,探讨了巷旁墙体在温度应力及采动应力双重作用下的破坏过程与机理.结果表明:充填前期巷旁墙体的内外温差高达22.0℃,由此引起的温度应力超过巷旁墙体的抗拉强度,致使巷旁墙体出现温度裂缝;顶板压力使温度裂缝扩展,最终导致巷旁墙体开裂破坏.基于巷旁墙体双因素致裂机理,从降低墙体内外温差及缓解顶板压力2个方面提出墙体开裂控制对策,并将其应用于1231(1)沿空留巷工程实践,取得了良好的留巷效果.
- 王晓卿张农阚甲广张念超
- 关键词：沿空留巷水化热开裂
- 沿空留巷厚层复合顶板传递承载机制被引量：20
- 2013年
- 为探寻沿空留巷厚层复合顶板的传递承载机制,结合复合顶板松软易变形、容易造成巷旁充填区顶板抽冒和巷内顶板切落的特征,建立巷旁支撑系统力学模型,得出顶板、墙体和底板的系统刚度算式,阐明复合顶板吸收变形的特征。直接顶、墙体和直接底组成巷旁支护系统共同承担顶板压力,系统刚度随着顶底板刚度的增加而增大,初始刚度越小增大的效果越明显;厚层复合顶板具有良好的吸收变形能力,利于缓解巷旁墙体的压力;提出可有效提高巷旁支护系统刚度、增强复合顶板传递承载能力的整体化加固技术。研究成果成功应用于10 m厚复合顶板条件。
- 韩昌良张农姚亚虎张念超季明
- 关键词：复合顶板系统刚度沿空留巷
- 覆岩分次垮落时留巷顶板离层形成机制被引量：15
- 2012年
- 从采场侧向覆岩活动的阶段特征入手,结合数值模拟分析了顶板离层的形成过程,建立了顶板岩梁受力模型,推导得出了顶板下沉与离层数值的影响因素和算式.在采动期间,巷道顶板同期破断的岩层组间不会发生离层,分次垮落岩层组间的离层值取决于各岩层组力学性质与层厚的差异,并受顶板岩梁旋转基点深度和采空区侧向悬臂长度的影响.提供合理的顶板支护阻力可以约束锚固区内的离层,以高初撑力锚杆索和单体支柱为基础的刚性主动支护,能够扩散和均化支护应力,满足控顶载荷需求并有效控制离层.
- 韩昌良张农李桂臣阚甲广
- 关键词：沿空留巷离层
- 煤矿巷道树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性研究被引量：18
- 2012年
- 目前锚杆(索)支护技术是我国地下煤矿开采中普遍采用的一种主动控制巷道围岩稳定的支护技术。但由于锚杆支护加固对象的复杂性,至今锚杆支护原理还没有一个统一全面的认识,对于复杂条件下锚杆的锚固机理、与围岩相互作用关系、应力分布规律及锚杆杆体承载特性等问题需要更深入的研究。论文采用理论分析、数值模拟、现场实测、实验室试验和工程实践相结合的综合研究手段,围绕树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性展开研究。论文研究的主要工作如下:(1)总结分析了树脂锚固体4类主要失效类型,着重分析了黏结失效类型中树脂锚固体空洞锚固失效和长时蠕变失效的两种形式。建立了空洞树脂锚固体拉拔状态下的力学模型,推导并求出了空洞树脂锚固体拉拔状态下沿锚固方向上杆体内拉应力分布的理论公式;同时建立了考虑锚固层黏弹特性树脂锚固体拉拔状态下的长时蠕变力学模型,推导并求出了与时间有关的杆体拉应力和锚固层-杆体界面剪应力分布公式,并求解了恒力长时作用下的树脂锚固体杆体外端点位移的近似公式,同时得到了锚固体产生破坏的极限拉拔力。(2)通过实验室力学试验,获得了围岩、锚杆等力学参数。基于ABAQUS数值模拟软件,验证了两种锚固体理论力学模型,研究了两种模型中杆体应力沿锚固方向上的分布规律,揭示了拉拔过程中锚固体内应力和位移的演化过程;着重阐述了长时蠕变模型杆体应力传递的3个阶段,分析了杆体的极限抗拉拔力与时间的关系。同时,分析了锚杆直径、锚固层厚度、钻孔直径、围岩强度等参数对树脂锚固体杆体拉拔状态下的力学特性影响。(3)采用预拉力锚固系统锚固作用综合实验台,研究了不同预拉力下锚杆杆体应力和弯矩的分布特征及其变化速率;通过测力锚杆井下拉拔试验,揭示了预�
- 赵一鸣
- 关键词：锚固段
- 深井沿空留巷扩刷修复技术及应用被引量：40
- 2014年
- 以朱集矿埋深900 m首采工作面沿空留巷扩刷修复工程为背景,采用现场实测和理论分析的方法分析深井留巷扩刷修复前围岩变形、应力、结构等状态,提出留巷扩刷修复结构临近失稳的概念,确定留巷扩刷修复的合理时机,组织留巷扩刷修复时的合理工序,制定留巷扩刷修复巷道的主被动协同支护方案。研究结果成功运用于朱集矿深部留巷扩刷修复工程,围岩监测结果表明,留巷扰动变形在修复后得到有效控制,各项指标满足下一工作面回采要求。
- 张农张志义吴海曹朋
- 关键词：采矿工程深井巷道沿空留巷大变形
- 沿空留巷砌块式墙体结构承载特性及应用研究被引量：23
- 2013年
- 为了探讨砌块式墙体对沿空留巷的适应性,研究了墙体结构形式、破坏过程、本构关系及承载力,揭示了沿空留巷砌块式墙体结构的破坏机理及承载特性。研究结果表明,沿空留巷砌块式墙体的破坏通常发生在第III阶段,在第I,II阶段的留巷具有易护性;砌块式墙体的轴向受压承载力应与其所需的支护阻力相匹配;砌块式墙体的强度应与顶底板的强度相匹配。基于两大匹配原则,提出了砌块式沿空留巷设计的整套流程,将其应用到沙曲矿工程实践,设计了尺寸为0.80m×0.18 m×0.12 m、强度不低于10 MPa的砌块和强度不低于2.5 MPa的砂浆,采用特殊的一顺一丁形式砌筑成宽度为1.6 m、强度介于4.3 MPa和9.3 MPa的墙体,取得了良好的留巷效果。
- 韩昌良张农王晓卿李宝玉李志兵
- 关键词：沿空留巷
- 煤巷采动应力及树脂锚杆承载特性的实测及分析
- 煤炭地下开采过程中,在工作面回采、临近煤层开采等动压作用下巷道围岩体中应力会显著升高、新的裂隙大量产生并扩展等,继而对树脂锚杆支护巷道的顶板安全和稳定性产生影响。本文以淮南矿区朱集煤矿1111（1）首采工作面轨道顺槽为工...
- 张农李志兵赵一鸣李宝玉吴海
- 关键词：煤巷树脂锚杆采动应力
- 文献传递
- 大采高沿空留巷巷旁复合承载结构的稳定性分析被引量：46
- 2014年
- 针对大采高沿空留巷的顶板运动特征,提出了巷旁复合承载结构的概念,通过力学分析,揭示了巷旁结构的稳定机理。研究表明:顶板压力由顶板、墙体和底板共同承担,从而形成"顶—墙—底"复合承载结构;区分不同阶段墙体强度与顶板运动的作用关系,认为初期强度应大于顶板载荷,后期应能适应顶板变形,使墙体强度与顶板运动保持动态协调;大采高时顶板向墙体施加更大的水平力,要确保墙体水平滑移因子小于接触面摩擦系数以实现抗滑自稳;墙体内侧应力不能高于顶底板强度,以免顶底板被切断,外侧应力不能高于墙体强度,以免墙体被压裂,降低墙宽和巷宽可减小墙体载荷,据此得出了墙体和巷道宽度的确定方法。结合4.2 m大采高沿空留巷案例给出了工程验证,采用膏体混凝土充填时,满足巷旁结构稳定条件的巷道宽度为3 m,墙体宽度为4 m,实测结果表明了结论的合理性。
- 韩昌良张农李桂臣李宝玉吴海
- 关键词：大采高沿空留巷
- 沿空留巷厚层复合顶板传递承载机制
- 为探寻沿空留巷厚层复合顶板的传递承载机制,结合复合顶板松软易变形、容易造成巷旁充填区顶板抽冒和巷内顶板切落的特征,建立巷旁支撑系统力学模型,得出顶板、墙体和底板的系统刚度算式,阐明复合顶板吸收变形的特征。直接顶、墙体和直...
- 韩昌良张农姚亚虎张念超季明
- 关键词：复合顶板系统刚度沿空留巷
- 文献传递
- 大采高沿空留巷顶板安全控制及跨高比优化分析被引量：15
- 2013年
- 考虑采动应力场、岩体承载性能和支护结构强度等因素,分析沿空留巷跨高比对围岩变形的影响,采用数值计算方法对比分析9种不同的跨高比留巷方案,结果表明优化留巷断面形态可充分提高留巷围岩的稳定性和抗变形能力。当巷道高度确定时,随着跨度的降低留巷围岩塑性区分布范围及变形量都不断减小;当巷道高度超过3 m时,围岩变形对跨度降低的变化更为敏感,且跨高比低于1.3时效果明显。在此基础上提出了大采高留巷最优跨高比的确定方法和留巷围岩控制思想,在4.2 m大采高工作面,留巷高度3.8 m、跨高比取0.79,工程实践取得成功。
- 韩昌良张农钱德雨薛博
- 关键词：沿空留巷巷道支护围岩变形跨高比
