杨涛
- 作品数：17 被引量：82H指数：7
- 供职机构：西安科技大学能源学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程一般工业技术经济管理更多>>
- 软岩巷道底板破坏特征及控制研究
- 2023年
- 为研究软岩巷道在不同水平应力边界条件下底鼓变形失稳规律,以贯屯煤矿50213工作面回风巷为工程背景。根据软岩巷道底板破坏特征,运用压杆理论建立软岩巷道底板结构力学模型,通过力学分析,确定了底板失稳的判别条件及临界应力的计算方法,并采用底板岩层变形的挠曲方程推导得出底鼓量计算公式。通过相似模拟确定了不同应力状态下底板破坏机理及裂隙的动态演化过程,提出锚杆-混凝土组合结构控制底鼓的方法并应用于现场实践。研究结果表明:当加载至3.13 MPa时,巷道两侧形成应力集中区,并通过两帮传递至底板,剪切裂隙沿巷帮围岩内部发育至底板内部,该裂隙距两帮0.8 m,发育角度约45°。当加载至4.38 MPa时,底板在水平应力作用下向巷道临空面弯曲变形,底板中部产生拉伸裂隙。当应力加载至7.70 MPa时,底板破坏深度增加至1.2 m,裂隙数量增多,由于底板各分层挠度不同易产生离层裂隙,各裂隙相互贯通并向深部延伸,最大底鼓量为0.51 m,与理论计算结果基本一致。50213工作面回风巷底鼓主要是由底板岩性和应力集中所致,因此提出了以锚杆-混凝土组合结构来控制底鼓的防治措施,试验段观测结果表明,16 d后底鼓平均速率趋于稳定,最大底鼓量为0.153 m,较未支护时减少73%,底板控制效果较好,验证了支护参数的有效性。
- 张杰高守世李通黄小平杨涛杨涛何义峰韩金博
- 关键词：软岩巷道围岩控制围岩变形
- 浅埋煤层沟谷下开采动载机理研究被引量：6
- 2019年
- 为了分析南梁煤矿工作面过沟谷底部时发生动载问题的原因,通过相似模拟研究、理论计算分析,对工作面过沟谷矿压显现的机理进行了研究。研究表明:工作面过沟谷底部时易发生切顶、煤壁片帮、台阶下沉等动载现象。在实验和理论分析的基础上,提出了工作面在推进过程中形成关键层"非均布载荷梁"结构,建立了关键层非均布载荷梁结构力学模型,得到了上覆岩层运动过程中相邻关键块失稳形成"滑移回转载荷"的计算公式,揭示了非均布载荷梁的破断以及瞬间滑移回转载荷的形成是导致动载发生的机理,为预防工作面过沟谷底部时发生动载提供了理论依据。
- 张杰龙晶晶杨涛王斌周府伟
- 基于耦合评价的安山煤矿顶板突水预测模型研究被引量：3
- 2018年
- 为预防西部浅埋煤层开采面临的顶板突水灾害,需要构建准确的突水预测模型来为煤炭安全生产提供有效保障。选取安山煤矿2001工作面为工程背景,以层次分析法与灰色关联法为理论依据,在顶板突水因素选择级分析的基础上,分别对地表汇水特征、含水层的富水性、隔水土层的隔水性、覆岩组合特征、开采扰动特征5个方面计算各影响因素的权重,并对其关联度进行计算,建立了定性与定量指标为一体的浅埋煤层顶板突水预测模型,然后结合实际工程参数进行顶板突水点及突水危险性预测。结果表明:安山煤矿2001工作面顶板突水危险性综合等级很低,但是该工作面地表汇水特征及覆岩组合特征对应突水危险级别相对较高,达到指标阀值时易造成突水事故。为避免相关灾害发生,工作面在实际回采过程中,矿方参考预测结果在雨季过沟谷地形段时加强了地表水和地下水的水量监控,并采取沟谷水提前抽放及封堵措施预防工作面顶板突水。
- 张杰杨涛索永录孙遥蔡维山刘清洲
- 关键词：矿业工程浅埋煤层顶板突水灰色关联法
- 隔水土层孔隙水压畸变与顶板突水灾变的时空响应特征模拟研究被引量：6
- 2021年
- 随着采煤工作面的推进,上覆隔水土层将受到周期性动载荷作用,引起的孔隙水压畸变在覆岩中产生的力学响应对于浅埋煤层顶板突水灾变有着重要的前兆预警意义。为了分析隔水土层孔隙水压与顶板突水之间的时空响应规律,将隔水土层简化为饱和多孔固液混合介质并构建了隔水土层黏弹性动力学模型,求得孔隙水压分布解析解;应用模拟软件构建了相应的流固耦合模型,分析了在不同开采强度条件下隔水土层孔隙水压变化与覆岩破坏演变规律;基于固液耦合试验平台,进行孔隙水压监测试验,进一步揭示并验证了开采扰动及渗流作用下隔水土层孔隙水压与突水灾变之间的对应关系。研究表明:隔水土层孔隙水压与开采扰动存在紧密联系,当隔水土层孔隙水压因开采扰动而积聚至峰值后,会发生急速消散,土层隔水性消失,工作面顶板则对应发生突水灾变,之后孔隙水压在相对较低的水平短幅波动,其时空响应特征的研究对于富水区下顶板突水预警系统的建立奠定了基础。
- 杨涛杨涛林海飞张杰林海飞陈诚
- 关键词：浅埋煤层孔隙水压
- 采矿工程专业数字矿山“嵌入式”教学体系研究
- 2023年
- 近年来,随着时代的进步、科技的发展,各行各业对于人才的标准与要求也在不断提高。在现代采矿业中,数字矿山作为一种新技术、新方法与新思想,能够为现代采矿业提供更好的技术与工具支持。但是数字矿山技术的应用要求采购工作人员具备更高的能力与素质。因此,加强对数字矿山的教学与应用,对于采矿工程专业人才的培养尤为重要。对采矿工程专业数字矿山“嵌入式”教学体系展开研究,认知与了解数字矿山概念等,不断优化采矿工程专业数字矿山“嵌入式”教学体系,旨在为培养更加专业且优秀的采矿工程专业人才提供保障。
- 杨涛丁自伟王红伟张杰
- 关键词：采矿工程专业数字矿山教学体系
- 浅埋近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究被引量：8
- 2022年
- 以陕北韩家湾煤矿浅埋近距离煤层群开采为研究背景,通过物理相似模拟试验和现场实测,对浅埋近距离煤层群重复采动条件下覆岩破坏规律进行研究。结果表明:2^(-2)煤层周期来压步距平均为14.53 m,3^(-1)煤层周期来压步距平均为15.61 m,4^(-2)煤层周期来压步距平均为16.50 m;采用下行方式开采煤层,下煤层回采周期来压步距大于上煤层回采周期来压步距。2^(-2)煤层模拟跨落带高度为18 m,裂隙带最大高度为44 m(发育至载荷层下部),3^(-1)煤层模拟跨落带高度为11.5 m,裂隙带最大高度为80.5 m,4^(-2)煤层模拟跨落带高度为8 m,裂隙带最大高度为115.93 m,3^(-1)煤和4^(-2)煤的覆岩裂隙均与上煤层采空区贯通。实测表明,物理相似模拟试验所得数据与现场实测数据相符,验证了相似模拟试验用于类似问题研究的可行性。
- 张杰何义峰王旭冯冲杨涛康小杰李宏儒
- 关键词：重复采动覆岩破坏
- 基于隔水土层失稳模型的顶板突水致灾预测研究被引量：7
- 2017年
- 为了分析隔水土层在应力场与渗流场共同作用下的失稳规律,采用有效应力原理及椭圆弧拟合下沉曲线对隔水土层稳定性进行了理论分析,求得判别公式;基于平面固液耦合试验平台,采用高精度水量监测和红外成像监测技术,进行浅埋煤层顶板突水致灾演化试验,对理论判别结果进行验证,同时揭示了开采扰动及渗流作用下隔水土层的两种破坏失稳规律。研究表明:在薄基岩情况下,隔水土层失稳与开采参数存在密切联系,导致顶板突水事故发生在两个开采时期,即工作面开切眼时期和工作面经过数次周期来压时期。前者土采比(Tc)较小,隔水土层发生"铆钉式剪切破坏";后者土采比(Tc)较大,隔水土层发生"椭圆弧拉伸破坏"。两种破坏形式的揭示可为进一步研究浅埋煤层顶板突水预测提供参考。
- 张杰杨涛索永录刘东周府伟
- 关键词：浅埋煤层隔水层突水预测保水开采
- 浅埋煤层沟谷径流下开采顶板突水预测分析被引量：8
- 2017年
- 为了准确预测浅埋煤层沟谷径流下开采顶板突水灾害,基于多元素拟合公式及有限元差分软件FLAC3D应力-渗流耦合系统,进行了突水判别分析与仿真模拟预测。拟合公式计算表明,在该地质条件及地形条件下会发生顶板突水事故。FLAC3D数值模拟分析表明,当工作面在过沟谷前属于安全开采地带,当工作面推进至沟谷下方时,导水裂隙与沟谷贯通,会造成严重的顶板突水事故,但在随后的开采中,其隔水层的隔水性具有周期性"破坏-恢复"特点;当工作面完全通过沟谷,隔水土层的隔水性完全恢复,并结合隔水层的采动破坏-恢复规律提出了沟谷下留设煤柱的防突水开采措施。研究成果证明理论判别计算结合FLAC3D的应力-渗流耦合系统能够较真实地反映沟谷径流下的采动渗流耦合破坏过程,可进行定性和定量地突水预测。
- 张杰杨涛王斌赵劝刘东任延兵
- 关键词：浅埋煤层突水预测判别公式
- 韩家湾煤矿浅埋近距房柱式采空区下开采动载研究被引量：7
- 2017年
- 为研究韩家湾煤矿浅埋近距房柱式采空区及煤柱下开采的动载矿压,运用理论分析方法和物理相似模拟实验,采用应力和位移的监测手段,对综采工作面过房柱式采空区及煤柱进行模拟研究。研究表明,房柱式采空区下,工作面覆岩会随着下煤层关键层的破断而依次破坏,矿压显现较一般浅埋煤层开采剧烈,但未发生动载。而在进入区段煤柱期间,工作面只表现出比单一煤层开采时工作面压力较大,在出煤柱时则普遍存在动载矿压现象,动载易发区域在煤柱中的最后一次周期来压后10 m范围内。研究成果在韩家湾煤矿2405工作面进行了动载预测和防治。
- 张杰王斌王斌杨涛杨涛
- 关键词：区段煤柱
- 基于正交试验的固液耦合相似材料研究被引量：2
- 2020年
- 为了研究矿井突水演化规律,通过正交试验研制出一种能同时满足固体力学与水理性的固液耦合相似材料,该相似材料以河沙为骨料、水泥和大白粉为胶结剂、液体石蜡和淀粉为调节剂。采用极差分析法和方差分析法,研究了河沙粒径、水泥含量、大白粉含量、液体石蜡含量及淀粉含量5个因素对相似材料性质的影响规律。结果表明:两种方法得到的结果基本一致;河沙粒径对相似材料密度及渗透系数起主要控制作用,对吸水率和软化系数影响较小;水泥含量对相似材料强度起主要控制作用,对软化系数也有较大影响;液体石蜡对相似材料吸水率的影响大于其他因素,对强度影响极不显著。并通过相似模拟试验对该相似材料的可靠性进行了验证,模拟效果良好,揭示了采动过程中导水裂隙发育规律。
- 张杰蔡维山陈诚杨涛杨涛孙遥
- 关键词：相似材料正交试验
