中国科学院知识创新工程重要方向项目(kzcx2-yw-152)
- 作品数：16 被引量：780H指数：14
- 相关作者：刘泉声黄兴时凯刘恺德卢兴利更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所山东科技大学武汉大学更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家自然科学基金“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学天文地球理学更多>>
- 顾桥煤矿深井岩巷破碎软弱围岩支护方法探索
- 为探索煤矿深井岩巷破碎软弱围岩的支护方法,结合淮南矿业(集团)公司顾桥煤矿-780 m水平南翼轨道大巷的支护工程实践,揭示了深部岩巷的变形规律,并分析了煤矿深部破碎软弱围岩支护的难点及其支护机制,提出顾桥煤矿南翼轨道大巷...
- 刘泉声康永水白运强
- 关键词：深部岩巷围岩支护
- 文献传递
- 超千米深部全断面岩石掘进机卡机机理被引量：38
- 2013年
- 为了解决超千米深井巷道建设面临的严峻挑战,拟将全断面岩石隧道掘进机(TBM)在解决关键岩石力学问题和机械制造问题的基础上加以改进引入到超千米深井巷道建设。然而深部高应力挤压变形将导致TBM的护盾极易被卡塞。揭示了TBM的卡机机理:当护盾周围围岩变形量超过开挖预留的变形量,围岩开始与护盾接触并挤压护盾,进而在TBM推进时围岩对护盾产生摩擦阻力,当TBM推力无法克服围岩对护盾产生的摩擦阻力时,便导致TBM护盾被卡。提出了相应的卡机状态判据。提出了判断护盾被卡状态的理论计算方法及过程:考虑工作面空间效应,基于Hoek-Brown准则研究了护盾周围围岩收敛变形沿巷道轴向的变化规律,计算出作用在护盾上的围岩压力,进而计算围岩对护盾的摩擦阻力,最后根据卡机状态判据判断护盾是否被卡。
- 刘泉声黄兴时凯刘学伟
- 关键词：TBM卡机
- 节理岩体锚杆的综合变形分析被引量：35
- 2012年
- 在总结国内外对节理岩体中锚杆加固机制的试验研究和理论探讨基础上,综合考虑锚杆的切向和轴向变形能力,建立节理锚固锚杆在剪切荷载作用下的变形模型,将节理锚固锚杆的变形区划分为弹性变形段和挤压破坏段,引入表征挤压破坏段长度的变量,对锚杆与岩体的相互作用机制进行理论分析,推导了剪切荷载与剪切位移和轴向荷载与轴向位移的关系。通过分析锚杆的屈服破坏形式,得到了确定挤压破坏段长度的方法。最后,通过算例分析了挤压破坏段长度与锚杆直径、岩体强度、锚固角度等参数的关系,得到了以下结论:(1)节理锚固锚杆抗剪作用的实质是锚杆调动岩体的抗压强度抵抗节理切向荷载。在抗压强度较高的硬岩中,挤压破坏段局限于节理面附近,锚杆影响范围小;而在抗压强度较低的软岩中,挤压破坏段较大,而且会产生较大的剪切变形,锚杆影响范围较大。(2)锚杆屈服破坏形式与岩质和锚杆直径有关。硬质岩体发生剪切屈服,而较软岩体中容易发生弯曲屈服;小直径锚杆一般直接剪切屈服,而大直径锚杆可能发生弯曲屈服。锚杆屈服破坏后出现塑性铰,挤压破坏段范围在节理一侧约为直径的1～2倍,继续增加剪切荷载,挤压破坏段长度不再增大。(3)随岩质的不同,锚杆锚固节理的最优锚固角变化较大。岩质较硬时,最优锚固角度较小,反之则较大。
- 张伟刘泉声
- 关键词：节理岩体锚杆
- 潘一东矿深井软岩巷道变形特性与支护对策被引量：3
- 2013年
- 针对深部复杂地质条件下高地应力软岩巷道稳定性控制难题,研究淮南潘一东矿-848m西翼胶带机大巷围岩变形特性,并进行FLAC3D数值计算分析。研究结果表明,深部巷道支护受高地应力、围岩力学性质、支护强度等因素影响;围岩破坏模式主要为剪切破坏和拉剪破坏;底板支护,有利于巷道稳定性控制。基于联合支护理论,提出加强固结修复、应力转移和扩大承载圈分步联合支护方案,取得良好的支护效果。
- 徐朝政崔先泽黄诗冰
- 关键词：深井高地应力软岩巷道联合支护注浆锚索
- 地质异常带巷道稳定控制对策及效果研究被引量：23
- 2011年
- 从地质异常带工程地质条件出发,进行石门揭煤的突出危险性评价及进一步防治,确保所揭11-2煤层没有突出危险性。提出超长孔钻杆注浆与钻杆埋入钻孔相结合的新型超前支护技术,并对其作用机制及支护工艺分别进行分析和介绍;开挖实践表明:新型预支护手段为巷道开挖和后续支护创造了理想的施工环境。初步支护后巷道变形监测及分析表明:在同一监测断面上,底臌变形最为严重,帮、顶收敛变形次之;在不同监测断面上,巷道围岩破碎程度越严重,巷道变形越显著。巷道变形破坏原因分析表明:除围岩自身工程地质条件及地应力对巷道变形有重要影响外,关键取决于巷道本身的施工控制条件,其中底板弱支护是导致巷道严重底臌,进而造成全断面失稳破坏的根本诱因。之后,提出新型预应力组合锚注底臌治理技术,并对其加固机制及施工工艺分别进行分析和介绍。底臌治理前后表面位移及深部位移监测结果的对比分析表明:新技术对巷道底臌治理效果显著,巷道围岩表面及深部变形速率显著降低,围岩整体稳定已基本得到控制。
- 刘恺德刘泉声刘滨龚光庆
- 关键词：采矿工程超前支护
- 基于能量理论的岩爆倾向性研究
- 为对岩爆进行有效地预测预报,依据岩爆的本构形式,给出了岩爆分析的关键区域,建立了其解析模型。依据最小耗能理论确定了岩爆孕育过程的储能模式为零剪力储能模式,研究了应力大小、侧压力系数、剥离层状岩石的厚度等因素对岩爆发生的位...
- 刘滨刘泉声李金兰
- 关键词：岩爆倾向性
- 文献传递
- TBM应用于深部煤矿建设的可行性及关键科学问题被引量：41
- 2013年
- 分析了我国煤炭资源赋存和生产现状,指出我国煤矿已经进入深部开采,并很快进入千米以下开采时代,深部矿井建设将呈现大型化、集约化和现代化趋势。深部巷道掘进现状和困难表明:高地应力、高地温等复杂条件下,传统的钻爆法和综掘机难以满足千米深部大型煤矿快速安全建设的要求。基于深部巷道实际情况和TBM在其他地下工程中所展现的各种优势,提出将TBM应用于深部煤矿建设,并回顾了已有的TBM在煤矿中的应用案例。鉴于深部岩体赋存环境及其力学行为的复杂性,指出了TBM应用于深部煤矿建设的一系列关键问题。
- 刘泉声时凯黄兴
- 关键词：岩石巷道TBM复合地层
- 临近巷道掘进扰动效应下巷道变形监测分析被引量：46
- 2011年
- 对淮南朱集矿轨道巷进行两帮收敛、拱顶沉降、底臌和锚索拉力的现场监测,基于监测结果,阐明轨道巷在相邻的胶带巷和回风巷扰动影响下围岩变形和锚索拉力的变化趋势。监测结果表明:轨道巷围岩受到了回风巷和胶带巷的扰动;变形经历较长时间后达到稳定,且底臌值大于两帮收敛和拱顶沉降;胶带巷和回风巷对轨道巷的扰动影响程度和巷道群的空间布置相关,在巷道间距大于5倍硐径情况下扰动仍然存在,而且扰动影响不是突变性的,具有时空效应。
- 刘泉声时凯黄兴
- 关键词：巷道群监控量测扰动效应围岩控制
- 煤矿深部巷道底臌发生机理及防治对策研究被引量：9
- 2010年
- 在假定底板围岩为服从Coulomb屈服条件的理想刚塑性材料的基础上,对剪切型底臌发生机理进行了分析,认为剪切型底臌发生时存在一个临界剪切滑移面,且此滑移面上围岩将达到抗剪强度极限值。根据剪切型底臌底板围岩受力特点将滑移面上底板围岩分为主动区、被动区、过渡区,建立了底臌的计算力学模型及分析简图,通过引用等效传递荷载方法推导了巷道底板塑性区发展深度的解析计算式,然后以某巷道为研究对象,经解析计算与数值仿真分析的对比研究,发现两者结果具有一定拟合性,验证了解析计算方法的有效性,由此提出了顶板控制和增强滑移面剪切强度的巷道底臌控制方法。以淮南矿业集团新庄孜煤矿66210风巷为工程背景,对底板底臌发生机理及塑性区发展深度解析计算式进行了分析,提出了补打底角、帮脚锚杆、施加顶板锚索、底板注浆等具体的底臌防治措施,工程监测结果显示上述支护措施取得了较好的经济技术效果,为剪切型底臌的治理提供了借鉴指导意义。
- 付建军刘泉声赵海斌邱山鸣时凯
- 关键词：底臌顶板控制
- 考虑层理方向效应煤岩巴西劈裂及单轴压缩试验研究被引量：62
- 2013年
- 针对淮南矿区B10煤层以水平层理为主,且层理性较强的特点,通过巴西劈裂及单轴压缩试验,研究煤岩在垂直和平行于层理面方向上的拉、压力学特性。研究结果表明:(1)煤岩垂直和平行于层理面方向抗拉强度均具有明显的离散性,但前者离散程度更大;对比两者均值,前者显然小于后者,各向异性显著。(2)宏观煤岩成分分布的随机性及其物理力学性质的差异是导致煤岩抗拉特性离散性的重要条件;而宏观煤岩成分的条带状分布特点,以及煤岩割理系统分布的方向性,则是决定煤岩力学特性各向异性的内在原因。(3)煤岩垂直与平行于层理面方向单轴压缩轴向应力-应变曲线相比,前者峰前变形特征相似,力学性态稳定,峰后应力跌落迅速,脆性特征明显;后者则峰值前、后各曲线均变形各异,力学性态不稳定。煤样的轴向峰值应变均小于1%,变形特征属脆性破坏。(4)垂直和平行于层理面方向单轴压缩煤样的断口破坏形态分别以剪切和劈裂破坏为主,且2个方向的单轴压缩强度及变形参数均具有明显差异,各向异性特征显著。(5)煤岩垂直和平行于层理面方向单轴压缩特性均具有一定的离散性,但后者离散程度更大。(6)煤岩单轴抗压强度远大于抗拉强度,垂直和平行于层理面方向单轴抗压强度分别为抗拉强度的40.1和14.7倍。
- 刘恺德刘泉声朱元广刘滨
- 关键词：采矿工程煤岩层理单轴压缩试验各向异性
