宋朝阳
- 作品数：23 被引量：172H指数：9
- 供职机构：北京科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学更多>>
- 玲珑金矿深部开采岩爆分析被引量：10
- 2015年
- 在金属矿山的深部开采过程中,岩爆的问题时有发生,现阶段对于岩爆问题的致灾原因分析主要集中在高地应力的领域,具有一定的局限性。通过引入能量指标以及冲击危险性应力指标,将岩石自身性质以及岩体所处应力状态等指标引入,丰富了岩爆研究的参数。借助FLAC3D数值分析手段,对玲珑金矿未来深部开采过程中可能面临的岩爆问题进行模拟研究,,初步确定了玲珑金矿岩爆的危险性指数以及岩爆释放能量的大小,明确了岩爆的发生范围,并与现场的实地情况进行对比,较好地吻合了现场的实际情况,这也为玲珑金矿的安全生产、下一步的回采工作及岩爆的安全控制提供了依据。
- 张子健纪洪广张月征陈志杰宋朝阳
- 关键词：深部开采
- 基于矿山钻孔应变观测数据时程分形特征的冲击地压前兆分析被引量：11
- 2016年
- 开采诱发的冲击地压活动与区域应力场之间存在着密切相关关系,为探究冲击地压孕育过程中相关区域岩体内部应力场的演化机制及灾害发生前兆信息,研究将钻孔应变观测技术首次应用到矿山动力灾害监测中,并采用分形盒维数定量分析钻孔应变数据时程变化特征及其与冲击地压的相关关系。结果表明,钻孔应变观测技术应用到矿山动力灾害监测中,可直接、准确地记录冲击地压发生前后区域内岩体的应变微动态变化过程;运用分形方法处理具有固体潮趋势背景的钻孔应变数据简单而有效,分形盒维数可量化评价应变数据的复杂变化和固体潮畸变异常程度;钻孔应变数据的分形盒维数时程变化,定量表征了冲击地压的非线性时空演化过程,可将盒维数的"升高→降低"变化作为冲击地压发生的前兆判据。
- 张月征纪洪广向鹏彭华宋朝阳
- 关键词：冲击地压钻孔应变观测盒维数前兆
- 开采扰动下覆岩变形规律及断层导水通道分析被引量：4
- 2016年
- 开采扰动诱发断层活化是导致矿坑涌水量增加的重要影响因素。通过岩石全应力-应变、渗透试验,并建立矿区地质模型及数值计算模型,分析开采扰动对断层活化的影响范围及进行定量化研究。研究表明:峰后岩石渗透率约为峰前岩石的渗透率的2倍,峰后岩石裂纹的贯通导致渗透率发生本质变化;露天坑三维地质模型显示覆岩断层为主要导水通道,且受地下开采扰动的影响显著;露天坑右侧边坡的位移值是左侧边坡位移值的4倍,易发生断层岩移导致涌水量突增以及边坡滑动的风险;根据位移梯度变化开采扰动区域可分为岩体破裂冒落区,破裂过渡区、变形移动区、微变形区和未扰动区5个区域。研究结果有利于优化地面堵水注浆帷幕的布置。
- 宋朝阳纪洪广孙利辉
- 关键词：断层导水
- 煤岩冲击倾向性指标试验研究进展
- 系统地总结了煤岩冲击倾向性研究新进展,主要内容包括:煤岩冲击倾向性的概念、冲击倾向指标的建立及其物理意义、冲击倾向性指标的宏细观研究、煤岩组合模型的冲击倾向性、煤岩水理特性对煤岩冲击倾向性的影响、不同冲击倾向性煤岩的声热...
- 宋朝阳纪洪广孙利辉
- 关键词：评价指标
- 文献传递
- 弱胶结围岩条件下邻近巷道掘进扰动影响因素被引量：20
- 2016年
- 深部开采条件下,弱胶结围岩条件下邻近大巷掘进相互扰动影响较大。针对弱胶结砂岩强度、相邻巷道间距、巷道间层位、巷道掘进顺序、巷道掘进错距等影响巷道掘进的扰动因素,采用理论分析和数值模拟等手段研究不同影响因素对巷道围岩稳定性影响规律。结果表明：1）随着水平间距逐渐变大,巷道周围应力分布逐渐规则,水平间距≥40 m时,先掘巷道围岩的变形量变化不大,巷道互相干扰程度逐渐减小;间距为20 m时,先掘巷道非对称变形严重,沿巷道掘进方向,先掘巷道右帮变形量是左帮变形量的2.4倍;2）邻近巷道间距不变,邻近巷道间垂直距离在-34～34 m范围内变化时,垂距为0时,巷间扰动效应最弱,巷间水平距离的增加则巷道间的掘进扰动效应明显减弱;3）巷道以左中右顺序掘进时,先掘巷道净移近量最小为15.2 mm,总变形最小为0.11 m,按左中右顺序掘进为最优方案;4）邻近巷道掘进前后错距为60 m时巷道关键点的位移变化率显著,左侧巷道围岩受扰动程度为右帮〉顶板〉左帮〉底板。在此综合分析基础上,提出巷道掘进影响因子并建立巷道稳定性评价指标,对巷道采掘及支护有一定的指导意义。
- 宋朝阳纪洪广刘阳军孙利辉
- 关键词：扰动效应巷道掘进围岩稳定性
- 弱胶结砂岩细观结构特征与变形破坏机制研究及应用被引量：7
- 2018年
- 以弱胶结砂岩为研究对象,采用胶结砂岩细观结构试验、宏观岩石力学实验、理论分析和数值模拟等技术手段,研究了弱胶结砂岩的矿物成分和细观结构特征及其对静力学和动力学性能的影响;揭示了弱胶结砂岩水岩相互作用机制及对渗透特性的影响;建立了弱胶结砂岩重整化模型,揭示了弱胶结砂岩受力变形破坏过程中的类相变临界状态并建立了相应判别条件,并对弱胶结砂岩的类相变临界状态及判别特征进性了充分阐述;基于弱胶结砂岩受力加载变形破坏过程的类相变临界现象及其物理意义,分析了弱胶结地层中巷道开挖互相扰动特性,并对弱胶结围岩支护提出了有效的主动支护对策。本课题主要取得以下研究成果与进展:(1)弱胶结砂岩从细观结构分析主要以颗粒物质和胶结物质在压实和胶结作用下形成的胶结结构;弱胶结砂岩的矿物组成成分、颗粒几何形态、颗粒接触状态及颗粒组成的结构体对其宏观力学性质有决定性的影响。(2)弱胶结砂岩的边界荷载发生变化时,弱胶结砂岩颗粒间作用力随之发生变化,造成胶结砂岩颗粒体系细观结构的变化;弱胶结砂岩胶结物质的强度低,在较低的冲击能量下破坏程度较高。(3)弱胶结砂岩颗粒间黏土胶结物质遇水泥化、膨胀以及其高孔隙率致使水溶蚀破坏矿物集合体的胶结机制,弱胶结砂岩剪切断面形貌粗糙度和起伏度降低,破坏过程中声发射事件计数率和能量计数率都随之降低。(4)弱胶结砂岩在受力加载变形破坏过程中存在一个类相变临界状态,即胶结颗粒发生由连续状态到离散状态的转化过程;弱胶结砂岩胶结度的差异,导致了达到类相变临界状态时对应的临界应力和临界应变也不相同,破坏状态也不相同;弱胶结砂岩在受力加载过程中接近类相变临界状态时,试件对振动或者扰动异常敏感,微小的应变(35)e极
- 宋朝阳
- 关键词：岩石力学
- 深部砂岩地层中井壁结构稳定性分析被引量：3
- 2018年
- 为研究深部砂岩地层中的井壁结构稳定性问题,分析了深部砂岩地层中井壁结构的受力特点,对井壁围岩弱胶结砂岩的力学特性进行了试验研究,建立了深部砂岩地层井壁结构受力分析数值计算模型;并采用土压力盒,对现场井壁进行了压力测试分析。结果表明:深部砂岩地层井筒围岩强度较低,孔隙率较高;井筒开挖后,围岩变形量大,自稳性能差,对扰动更为敏感。随着埋深的增加,井壁壁后压力逐渐增高,扰动范围逐渐加大,最大主应力最小值出现在井壁与围岩交界部位。井壁壁间注浆前,压力不大;由于壁间注浆压力较高,壁间注浆时,壁后压力出现短时激增,附加压力较大。随着井筒开挖面逐渐远离监测水平,地层压力重分布,并趋于稳定。
- 宋朝阳宋朝阳宁方波
- 关键词：井壁结构稳定性分析
- 初始应力场岩体稳定性与冲击地压动力灾害相关性研究被引量：4
- 2015年
- 从材料的强度理论出发,建立量化分析原岩应力场下岩体稳定性的评价方法,并分析了岩体初始稳定性与冲击地压动力灾害发生的相关性。以莫尔-库伦强度理论为基础,推导出莫尔-库伦应力(Wσ)评价指标,以反映岩石破坏前某一应力状态下岩石材料体接近极限破坏强度的程度。Wσ在单轴压缩、单轴拉伸、三向受压、压缩-拉伸等岩石应力状态下,都能表现出应力状态接近极限的程度,Wσ越接近1,岩石越接近破坏极限,原岩稳定性越差。运用Wσ描述岩体初始地应力场状态能够表达出岩体所处应力状态与极限状态的接近程度,有助于判断初始应力场下的岩体稳定性。岩体初始稳定性越差的区域发生冲击地压动力灾害的概率越高,依据Wσ划分稳定、较稳定、中等稳定、较低稳定、低稳定5级稳定区,对原岩初始稳定性进行评价,为预测工程活动所引发的冲击地压等地质动力效应提供参考。
- 张月征纪洪广宋朝阳
- 关键词：初始地应力场应力状态动力灾害危险区
- 干湿循环作用下弱胶结砂岩声发射特征及其细观劣化机理被引量：25
- 2018年
- 针对弱胶结砂岩遇水软化和泥化现象,采用饱水实验、QEMSCAN扫描电镜以及声发射试验,对不同干湿循环次数作用下弱胶结砂岩的物理力学性质及其细观结构特征变化进行了探讨。研究表明:弱胶结砂岩遇水软化宏观特性分为4类,其宏观特性的差异主要取决于弱胶结砂岩细观颗粒胶结方式、胶结物成分和含量相关等细观参数;弱胶结砂岩遇水软化细观特征,一方面在饱水过程中胶结物溶蚀逐渐减少、颗粒自身膨胀产生细粒碎屑,另一方面饱水过程中导致岩样内部次生孔隙率增大;随着干湿循环次数的增加AE事件计数率与能量释放率也不断的降低,主要是干湿循环次数增加,砂岩内部骨架颗粒与胶结物质均得到不同程度的软化,颗粒胶结性能变差,裂纹发展速度较缓,规模较小,释放的能量较小,因此,随着干湿循环作用增加砂岩破坏时出现较低的试件计数率和能量释放率,反映出干湿循环次数增加后应力扰动敏感性降低进而导致破坏程度降低,为进一步研究弱胶结砂岩变形破坏机理奠定基础。
- 宋朝阳宋朝阳纪洪广刘志强刘志强王桦
- 关键词：水岩作用劣化细观结构声发射
- 饱和水弱胶结砂岩剪切断裂面形貌特征及破坏机理被引量：16
- 2018年
- 剪切破坏断面是弱胶结砂岩在破坏过程中断裂后所形成相匹配的表面,断面形貌特征根据受力方式和饱水条件的不同形成差异显著。利用3D激光扫描对剪切破坏断面进行精确测量,结合地理信息系统(GIS)技术对不同受力方式和饱水条件下的破坏断面形貌进行三维可视化处理和定量分析,并采用扫描电镜从细观角度对产生的断面形貌特征差异及其破坏机理进行研究。试验结果表明:随夹具角度的增加,破裂面法向力降低,法向力的减小是导致破裂面扰动较大以及剪切断裂面粗糙度和起伏度增加的主要原因之一;通过饱水岩样细观结构的分析发现,弱胶结砂岩骨架颗粒自身吸水膨胀软化,骨架颗粒之间的黏连性变差,胶结程度降低,直接导致试件抗剪强度降低,同时,水对剪切破坏面扰动影响也降低,致使在相同受力条件下饱水试件断裂面粗糙度和起伏度相对较小;胶结物质的遇水软化的特性是决定弱胶结砂岩剪切破坏断面形貌的关键因素,为进一步研究弱胶结砂岩损伤演化过程及破坏机理提供可靠的试验依据。
- 宋朝阳宋朝阳纪洪广刘志强
- 关键词：断面形貌地理信息系统
