刘娜
- 作品数：9 被引量：98H指数：6
- 供职机构：瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：矿业工程更多>>
- 深井矩形巷道围岩预应力锚固作用及演化分析被引量：17
- 2013年
- 针对煤矿深部巷道顶板锚固作用机理认识上所存在的问题,基于矩形巷道受力分析得出Hoek-Brown本构模型计算公式.在对Hoek-Brown本构模型简化的基础上,采用FLAC3D数值模拟软件,分析了在不同预紧力作用下锚固系统对巷道顶板的作用,得出了在不同围岩条件下的最佳预紧力值.采用动态响应计算模式对锚固单元受巷道掘进动载影响进行计算,结果表明在巷道掘出5m内,锚杆均承受了多次动载影响,顶板中部锚杆轴力增量为边角锚杆的1.95倍,锚固段增量占总增量的84%,锚固剂可以吸收较多动力波.
- 郑西贵张磊张农刘娜
- 关键词：预应力锚固巷道顶板FLAC3D
- 中空注浆锚索破坏机理研究及承载性能优化被引量：2
- 2015年
- 针对目前中空注浆锚索在巷道围岩控制过程出现的技术难题,主要分析注浆锚索几何形状引起的锚索结构件间的相互力学作用,采用弹塑性力学方法分析锚索与锚固体界面的应力状态和破坏机理,并推导出注浆锚索的近似应力函数公式,为注浆锚索承载能力的设计提理论依据。
- 黄中峰刘娜阚甲广
- 关键词：中空注浆锚索
- 两铰“U”型钢反拱的屈曲载荷分析及工程应用被引量：2
- 2016年
- 为解决"U"型钢截面反拱梁在底鼓治理中出现的失稳破坏问题,建立了两铰反拱受力模型,利用弹性稳定理论求出两铰圆弧反拱稳定特征方程,求解出两铰反拱临界屈曲载荷解析解;并利用ANSYS建立"U"型钢反拱梁模型,模拟分析U25、U29和U36三种不同截面反拱梁在承受径向均布载荷条件下,反拱梁临界屈曲载荷和Mises应力与反拱圆心角之间的关系.结果表明:当反拱圆心角在70°时,三种"U"型钢截面反拱的临界屈曲载荷达到最大,随后加大圆心角则屈曲载荷平均以4.0%的速度缓慢下降,表明反拱梁在圆心角70°时稳定性较好,而Mises应力最大值则均出现在反拱梁的两端部和跨中底部,最小值出现在梁跨中上表面.设计的U36型钢反拱梁在淮南某矿石门处100 m试验段内的底板治理中得到成功应用,研究成果可为类似底板治理工程提供一定技术参考.
- 刘娜蒋作涵花锦波
- 关键词：ANSYS底鼓
- 浅埋煤层无墙体沿空留巷及切顶组合支架试验研究被引量：11
- 2017年
- 针对浅埋煤层无墙体沿空留巷围岩稳定问题,重点分析了基本顶沿巷旁支护体断裂后顶板结构失稳特征,得出了留巷顶板沿巷旁支护体侧切断并垮落后,留巷所需的支护阻力迅速减少。基于此种基本顶断裂位态,提出了无墙体沿空留巷切顶组合支架巷旁支护技术,结合在给定载荷、给定变形、采空区矸石侧压和底板比压等条件,对切顶组合支架的切顶阻力、支架可缩量及抗侧压能力等分别给予计算并进行校核,并在老母坡煤矿3101试验工作面进行工程验证。结果表明:在留巷工作面后方90 m以外,稳定后巷道两帮移近量为243 mm,顶板下沉量225 mm,移近速度不超过1 mm/d,证明巷旁切顶组合支架配合单体支柱能够在顶板回转切顶过程中提供足够的工作阻力,在类似条件下实施无墙体沿空留巷技术是可行的。
- 花锦波刘娜郑西贵
- 关键词：浅埋煤层近距离煤层
- 深井巷道挠曲褶皱性底臌机理与控制技术被引量：43
- 2014年
- 为研究巷道底臌的破坏机理,提高底板岩层的长期稳定和控制,保证矿井的运输生产正常,采用理论推导的方法,分析了巷道底板滑移线场、极限载荷和速度的运移演化特征,对大屯矿区千米深井层状岩体挠曲褶皱性巷道的底臌机理和控制手段进行了探讨。结果表明:巷道宽度和底板岩层内摩擦角是影响巷道底板应力区分布特征的主要因素,给合推导出的反底拱锚固梁力学模型可以对底板支护强度和锚固参数进行设计,可有效控制底臌。特别对于深井层状岩体巷道底板支护强度应达到0.4 MPa时,底板岩层可达到长时稳定,孔庄煤矿2 a期巷道底臌量小于10 mm,表明研究成果具有较强的可行性与实用性。
- 郑西贵刘娜张农花锦波冯晓巍
- 关键词：深井底臌机理层状岩体反底拱
- 渗水泥化巷道失稳机理与安全控制对策被引量：1
- 2016年
- 通过现场调研、实验室试验、数值计算与工业性试验相结合的研究方法,总结了渗水泥化巷道失稳过程及引起其变化的关键因素,分析了天然泥岩矿物组分及其泥化微观过程,模拟了泥化围岩对巷道的破坏结果。结果表明:泥岩各方面性能主要取决于以蒙脱石为主的黏土矿物,并随着黏土矿物尤其蒙脱石水化过程,泥岩微观结构逐步遭到破坏,导致泥岩黏聚力降低,从而出现泥化流变现象,在宏观上引起泥质围岩巷道失稳垮落。最后提出了疏水泄压、强化围岩及构建高强度支护体系的三项安全控制对策,有效解决了泥化巷道失稳问题。
- 蒋作函刘娜
- 关键词：微观结构失稳机理
- 基于FLAC^(3D)的中空注浆锚索数值分析被引量：8
- 2016年
- 针对中空注浆锚索出现的受力问题,利用FLAC^(3D)内置的cable结构单元对中空注浆锚索进行模拟拉拔实验,分析中空注浆锚索在全长锚固时锚索在不同拉拔载荷下围岩和锚索的应力位移演化规律以及锚索轴力演化特征。模拟结果表明:在相同拉拔载荷下,中空注浆锚索周围0~0.5 m范围内的围岩,越靠近中空注浆锚索的围岩位移变化量越大;在不同载荷同一位置围岩的位移随着拉力的增加而逐渐增大,围岩位移沿着索体径向方向上总体呈负指数下降,随着拉力逐渐增加,在锚索与锚固剂的连接面处岩体应力由拉应力逐渐变为压应力。当拉拔载荷在400~440 kN时,锚索位移量突然增加,锚索逐渐发生破坏,破坏之前,最大位移量达到250 mm左右,瞬间被拉断后,锚索位移量达到400 mm左右。在不同拉拔载荷下,锚索受力由锚索底部逐渐传递到锚固段,剪切滑移破坏逐渐上升,最终导致锚索发生破断。通过模拟和现场实践表明应用中空注浆锚索支护巷道具有一定实用性。
- 刘娜黄中峰郑西贵
- 关键词：中空注浆锚索FLAC3D围岩位移
- 直墙半圆拱U型钢封闭支架控底力学模型及应用被引量：12
- 2014年
- 针对深部巷道底臌治理难题,建立了直墙半圆拱整体支架的力学模型,运用极限载荷法推导了高应力条件下的支架承载能力和反拱临界失稳载荷,将反拱拱高与半径的比值定义为反拱控底影响因子ζ,研究了ζ在0-0.7范围内不同巷道宽度的反拱支架受力特征及稳定性。计算表明：对于净宽为5 m的巷道,反拱矢跨比宜取值在0.2-0.3,反拱控底影响因子和反拱半径的最佳取值分别为0.2和4 m,在淮南矿业集团丁集矿西11-2开拓巷道50 m试验段工程实践表明该支架对底臌具有良好的控制能力,2 a期的巷道底臌小于50 mm,且不需要卧底返修。
- 唐芙蓉刘娜郑西贵
- 关键词：深井巷道底臌
- 基于ANSYS的U型钢反拱梁承载性能及稳定性分析被引量：11
- 2015年
- 针对U型钢截面反拱梁失稳破坏问题,应用CAD与ANSYS两软件联合建立U型钢反拱梁有限元模型,采用ANSYS内置的非线性屈曲分析模块,模拟分析U25,U29和U36这3种不同截面反拱梁在承受径向均布载荷条件下临界屈曲载荷和极限承载力与反拱圆心角之间的关系,并在求解过程中监测跨中节点竖向载荷-位移曲线。ANSYS数值模拟分析结果表明:3种截面反拱圆心角在70°时临界屈曲载荷达到最大值,随后圆心角加大则屈曲载荷平均以4.0%的速度缓慢下降,表明反拱梁在圆心角70°时稳定性最好;当反拱梁圆心角小于70°时,反拱极限承载力以34.3%的增幅递增,呈快速增长趋势;当圆心角大于70°时,反拱承载力则以14.5%的增幅缓慢增长,增幅速度较为平缓。研究结果为工程应用提供了可行方法和理论依据。
- 郑西贵刘娜冯晓巍张农付世雄花锦波
- 关键词：U型钢极限承载力屈曲载荷
