孔祥国
- 作品数：20 被引量：138H指数：8
- 供职机构：中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金教育部科学技术研究重点项目更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学文化科学更多>>
- 坚硬顶板断裂震源模型及应力波远场震动效应被引量：19
- 2018年
- 煤矿开采过程中坚硬顶板断裂产生的冲击震动效应具有极大危害,为研究坚硬顶板断裂引发的远场震动效应,重点考虑煤矿特征尺度下坚硬顶板断裂裂纹扩展速度,分析了顶板断裂过程动力学演化特征,基于地震学位错震源理论,推导了坚硬顶板断裂滑移时空分布函数,建立了适用于分析煤矿特征尺度下坚硬顶板断裂过程的震源模型。以义马矿区千秋煤矿21141工作面巨厚砾岩层为例,基于该震源模型采用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件模拟分析了坚硬顶板断裂产生的震动位移场幅值和震动能量。结果表明:新的震源模型可用于定量描述采场坚硬顶板断裂产生的远场震动效应。研究成果能够用于对顶板断裂冲击震动效应进行灾前评估,同时为深入揭示顶板扰动型冲击地压动力学机理提供了理论依据。
- 王恩元冯俊军孔祥国刘晓斐沈荣喜
- 关键词：坚硬顶板震源模型冲击地压
- 基于多指标法测定煤巷帮部瓦斯预排带宽度被引量：6
- 2018年
- 针对梁北煤矿11131孤岛工作面采用沿空掘巷时,沿空煤体的力学环境复杂、瓦斯排放效果不清楚等问题,采用数值模拟、瓦斯参数、电磁辐射等指标综合评价了沿空煤体的力学特性及瓦斯参数分布规律。结果表明:钻屑量、钻孔瓦斯含量及钻孔解吸指标可反映巷帮不同深度瓦斯变化规律,电磁辐射可以反映巷帮不同深度应力变化规律,综合确定11131机巷瓦斯预排带从采空区一侧起,范围大于25 m,从实体煤一侧起,预排带宽度大于15 m;11131风巷瓦斯排放结果与机巷类似。
- 程子华赵恩来徐志军孔祥国
- 关键词：瓦斯参数应力
- 冲击载荷瞬时扰动原煤试样破裂演化及瓦斯放散特征研究被引量：2
- 2023年
- 为了揭示冲击扰动煤体瞬时破坏及瓦斯异常涌出机制,采用含瓦斯煤霍普金森压杆试验系统,开展冲击载荷下三维含瓦斯煤冲击破坏及瓦斯放散测试,研究冲击载荷瞬时扰动下原煤试样破裂演化特征及瓦斯放散规律,分析轴向静载、围压、瓦斯压力和冲击载荷速度4个受载因子对初始最大瓦斯放散速度的影响。结果表明:在低围压或高冲击载荷条件下,三维含瓦斯煤呈现粉碎式破坏,其他试验条件下煤样呈现轴向拉伸破坏模式,裂纹尺度和数量随着轴向静载、围压、瓦斯压力和冲击载荷数值大小而有所不同;冲击载荷作用瞬间,原煤试样瓦斯放散速度瞬时达到最大,随后呈幂指数形式衰减;瓦斯放散持续时长基本在2.00 s之内,随受载因子变化而略有不同;冲击瞬间最大瓦斯放散速度随轴向静载呈指数函数增加,随围压呈线性降低,随瓦斯压力和冲击载荷速度呈线性增加趋势。通过单位尺度受载因子变化对原煤试样最大瓦斯放散速度的贡献度,确定影响煤体瓦斯放散的受载条件重要度为r(冲击载荷)>r(围压)>r(轴向静载)>r(瓦斯压力)。基于乌斯基诺夫式煤粒瓦斯放散模型,建立冲击扰动原煤瓦斯放散模型,对比不同冲击载荷速度下放散模型计算的放散速度理论值与实验值,变化趋势和重合度较好,说明该模型可以反映冲击载荷对原煤瓦斯放散的影响,可以用于采场冲击扰动煤体瓦斯异常放散的预测。研究成果将有助于揭示含瓦斯煤复合动力灾害形成机制,促进采场扰动煤体瓦斯异常涌出治理,保障深部煤炭资源安全高效绿色开采。
- 孔祥国孔祥国王恩元王恩元林海飞李树刚
- 关键词：岩石力学冲击载荷含瓦斯煤
- 夹矸对煤层瓦斯抽采影响的数值模拟研究被引量：5
- 2018年
- 为解决含夹矸煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立瓦斯抽采的煤岩体变形控制方程、瓦斯运移控制方程和孔隙率与渗透率演化方程,结合瓦斯抽采的初始及边界条件,推导出了瓦斯抽采固气耦合模型。利用多物理场分析软件COMSOL Multiphysics,并结合某矿IV13煤层的实际地质条件,对煤层单一抽采钻孔周围煤体的瓦斯压力、渗透率、位移的分布规律进行了数值模拟与分析,确定了含夹矸煤层瓦斯抽采钻孔的孔间距,从而为含夹矸煤层抽采钻孔的优化布置提供了依据。研究结果表明,在瓦斯抽采过程中,随着煤体距钻孔距离的减小,煤层不含夹矸时钻孔周围煤体瓦斯压力下降幅度、渗透率上升幅度最小,钻孔周围煤体位移量最大;钻孔未穿过夹矸时钻孔周围煤体瓦斯压力下降幅度、渗透率上升幅度最大,钻孔周围煤体位移量最小。
- 刘泉霖王恩元李忠辉孔祥国
- 关键词：煤炭开采瓦斯抽采抽采钻孔
- 砂岩单轴压缩破坏的临界慢化特征被引量：12
- 2018年
- 为了从临界慢化的角度研究岩体破裂失稳产生的声发射信号特征,进行了砂岩单轴压缩实验。基于临界慢化原理,对砂岩单轴压缩破坏产生的声发射信号进行了处理分析,结果表明:在整个加载过程中,砂岩破坏产生的声发射信号呈现出明显的阶段性特征;不同的窗口长度、滞后步长对于表征砂岩破坏临界慢化临界点的自相关系数及方差的波动稳定性有影响;可以将砂岩加载破坏过程中产生的声发射计数自相关系数、方差的突然增大作为砂岩破坏的前兆特征,相对于自相关系数而言,方差更具明显性,且前兆点无论是在时间上还是应力上都达到了总时间及应力峰值的80%以上,具有较好的时效性。
- 魏洋李忠辉孔祥国张志博王佳丽程富起
- 关键词：砂岩单轴压缩声发射
- 煤巷掘进过断层应力变化规律数值模拟研究被引量：11
- 2016年
- 以钱家营煤矿5~#煤层巷道掘进过AF_(41)和AF_(42)逆断层为例,采用FLAC^(3D)模拟了巷道掘进围岩应力分布及变化规律。结果表明:断层附近煤岩体初始垂直应力较大,构造应力影响范围为30 m;随着巷道掘进,断层附近围岩应力逐渐增大,应力集中程度更加显著;对于逆断层而言,沿断层下盘向断层掘进更容易导致应力集中,将更容易引起冲击地压。研究结果将为有断层赋存的复杂地质环境中巷道支护和安全掘进提供理论指导。
- 李德行王恩元李忠辉沈荣喜孔祥国刘泉霖
- 关键词：煤巷掘进断层应力集中冲击地压数值模拟
- 多维加卸载多相孔隙介质强耦合损伤渗流实验方法
- 本发明公开了一种多维加卸载多相孔隙介质强耦合损伤渗流实验方法。该系统包括轴向加卸载子系统、侧向加卸载子系统、围压加卸载子系统、裂隙损伤破坏监测子系统、中央密封腔体、充气子系统等，能够同时满足气、固、液三态孔隙介质力学变形...
- 王恩元胡少斌孔祥国李楠房保飞李学龙
- 文献传递
- 煤岩体应力动态监测系统开发及应用被引量：14
- 2017年
- 煤岩体应力是矿井支护设计、矿压分析、冲击地压等煤岩动力灾害预测与防治的重要依据。为了定向测试煤岩体多向应力及其演化规律,自主研发了三向缸体压力感应器和煤岩体应力动态监测系统。感应器上设置的感应片可实现与煤岩体主动有效耦合,通过感应片伸缩变形和油压变化来反映煤岩体应力大小,进而通过该监测系统实现煤岩体应力多向、实时连续测量。将该系统应用于煤矿现场采动应力监测,分析了采场应力分布及演化规律。监测结果表明,多测点应力测量可反映巷道围岩应力分布及随采动等演化规律,可以确定巷道围岩卸压带范围、应力集中范围及应力集中程度等。实测分析得到了工作面巷道内帮煤体的三向正应力分布规律;各测点应力变化趋势基本一致,同一测点3个方向正应力并非完全同步;测试工作面巷旁存在2个应力峰值区及2个卸压带。该系统为定向监测煤岩体应力提供了有效手段和方法,可用于矿山应力监测分析、围岩稳定性监测分析、冲击地压等煤岩动力灾害监测预警等。
- 王恩元徐文全何学秋沈荣喜沈荣喜
- 关键词：岩石力学感应器应力各向异性煤岩体
- 震动载荷下含瓦斯煤动力学特征被引量：16
- 2020年
- 为了研究震动载荷下含瓦斯煤动力学特性,建立了含瓦斯煤霍普金森压杆试验系统,考虑轴向静载、围压、瓦斯压力和动载荷冲击速度4个因素,开展了含瓦斯煤动力学试验,通过采集入射波、反射波和透射波信号,分析了震动载荷下含瓦斯煤动态应力应变曲线变化规律,研究了含瓦斯煤峰值强度和峰值应变与有效轴向静载、有效围压和动载荷冲击速度的关系。研究结果表明:震动载荷下含瓦斯煤动态应力应变曲线无压密阶段,初始加载应力就随应变呈“线弹性”增加趋势;随着应变进一步增加,应力变化先趋于平缓又快速增加,该曲线表现出“跃进”特性,这与炭在晶体微破裂中的作用有关;峰后试样未产生宏观破坏,弹性能释放造成应力应变出现“回弹”现象。含瓦斯煤峰值强度随有效轴向静载呈指数增加、随有效围压呈线性增加、随动载荷冲击速度呈先增加后减小;含瓦斯煤峰值应变随有效轴向静载呈线性增加、随有效围压呈指数衰减、随动载荷冲击速度增大而增加。震动载荷下含瓦斯煤应变率效应明显,在应变率低水平阶段,含瓦斯煤峰值强度和峰值应变随应变率增加而增加,超过临界应变率,含瓦斯煤峰值强度和峰值应变将保持稳定。该研究有助于完善含瓦斯煤动力学,为矿井动载荷诱导的含瓦斯煤动力灾害防治提供借鉴。
- 孔祥国孔祥国王恩元胡少斌李树刚李金铎
- 关键词：含瓦斯煤动力学特征应变率效应
- 一种复杂煤层割缝诱喷卸压增透方法
- 一种复杂煤层割缝诱喷卸压增透方法，适用于高瓦斯高地应力复杂煤层的区域瓦斯治理，提高煤体的透气性和瓦斯解吸速度，解决煤层瓦斯抽采效率低和钻孔施工量大等难题，实现复杂煤层的瓦斯高效抽采和煤层快速消突。利用高压水射流在钻孔内旋...
- 林柏泉沈春明刘厅邹全乐姚昊闫发志孔佳孔祥国
- 文献传递
