【摘 要】
:
冲击地压是目前我国煤矿开采,尤其是深部开采矿井发生的主要动力灾害之一,对煤矿的安全生产构成了极大地威胁。同时冲击地压常发生在断层、褶曲和煤层变化带等构造异常区域,给矿井造成更为严重的破坏后果。针对断层冲击地压频繁发生的实际情况,采用实验室相似模拟试验和数值模拟的方法,对断层冲击地压的发生过程及其应力场演化规律进行了研究;并基于"粘滑失稳理论",从力学的角度对断层冲击地压的发生机制进行了阐释。研究结
【机 构】
:
煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京 100013;煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京 100013;北京市煤矿安全工程技术研究中心,北京 100013
【出 处】
:
第十四届全国青年岩石力学与工程学术大会
论文部分内容阅读
冲击地压是目前我国煤矿开采,尤其是深部开采矿井发生的主要动力灾害之一,对煤矿的安全生产构成了极大地威胁。同时冲击地压常发生在断层、褶曲和煤层变化带等构造异常区域,给矿井造成更为严重的破坏后果。针对断层冲击地压频繁发生的实际情况,采用实验室相似模拟试验和数值模拟的方法,对断层冲击地压的发生过程及其应力场演化规律进行了研究;并基于"粘滑失稳理论",从力学的角度对断层冲击地压的发生机制进行了阐释。研究结果表明:工作面接近断层时,断层冲击地压的发生过程可分为"断层起始活化"、"断层剧烈活化"以及"断层冲击显现"三个阶段;开采活动引起了覆岩破坏,导致裂隙带向断层扩展,断层应力场受到扰动,从而诱发了断层冲击地压;采动影响使得断层带应力场呈现应力比先减小后增大的变化规律,当应力比达到极值时,断层错动失稳;开采扰动导致断层开始粘滑的临界剪应力值降低,使得断层剪应力力更易达到该阈值,是断层冲击地压的根本原因。
其他文献
中国地震局地壳应力研究所首次研发了水压致裂原地应力测量井下压力数据采集系统,并将该系统逐步在原地应力测试实践中推广应用。井下压力数据采集系统可以对井下压裂段的水压力进行精确的测量和记录,该系统可以克服水压致裂测试系统柔性以及测段孔壁孔隙压力的不均匀性等因素对测试结果的影响,大大提高了水压致裂应力测试系统的精度。经过现场测试实践检验,井下压力采集系统运行的稳定性、环境适用性都达到了测试应用的要求,测
针对特大型深水漏洞的特点,以云南某水电站临时生态放水孔闸门失效工程为例,首次提出"投放体+石渣+复合土工膜+模袋混凝土+粘土编织袋"依次投放的序贯抛填法及其计算公式。用解析计算方法和有限元数值模拟方法对封堵方案的防渗效果进行了计算分析及评价。研究表明:序贯抛填法进行封堵后总体渗流量满足封堵要求,可以很好地应用于封堵特大型深水漏洞;在实际抛填施工时,粘土编织袋在封堵过程中发挥了关键的防渗作用,应更加
胜利东二号露天煤矿南帮红层边坡自2011 年以来发生了持续性、大范围的滑坡,给矿区安全生产带来了巨大影响。以该滑坡为研究对象,采用地质勘探和现场调查的方法确定了滑坡的形态和性质;利用无人机航拍和GPS 监测技术手段,分析了滑坡的变形破坏特征;在对南帮边坡地层结构和水的作用的概化基础上,利用物理模型试验对红层滑坡过程进行定性探索。在此基础上,分析了南帮红层边坡的破坏演化机理。研究表明,南帮边坡F68
沟谷型剧动式滑坡以其启程剧动、高速短程、灾害链生效应等特点在深切峡谷地区具有极高的潜在风险。本文以拉月滑坡为例,基于滑坡堵江动力学过程,首先分析了沟谷型滑坡的变形破坏机制与灾害链成灾模式,将拉月滑坡灾害链全过程概括为:节理化边坡地震降雨协同劣化→倾倒拉裂模式下变形发展→剪出口锁固段破裂牵连坡体高位剪出→碰撞解体并碎石流化→刨蚀河床并阻塞堆积→堰塞堵江。针对沟谷型滑坡堵江灾害高速短程的特点,提出滑坡
为了详细探讨颗粒流程序在计算多孔介质渗流规律的适用性问题,采用三维颗粒流程序对不同级配砂土的渗流规律进行了数值模拟,结果表明,对于层流状态,在相同的渗透坡降下,球形颗粒渗透系数大于实际砂土的渗透系数,对其原因进行了深入分析;采用棒状颗粒并选取合适的形状系数,可大大缩小数值试样的渗透系数与实测值的差距;数值试样的渗透系数随着平均粒径和孔隙率的增大而增大,与室内渗流试验的结果一致;在用颗粒流进行渗流分
高水头枢纽工程高坝岩基与引水水道长期处于高渗透水压环境中,其围岩内裂隙往往面临高渗透坡降引发的非线性渗流问题。本文通过开展大量岩石单裂隙不同粗糙起伏、水力梯度及法向荷载作用下的非线性渗流特性室内试验,研究了裂隙非线性渗流特征与发生机制,建立了考虑裂隙几何形貌的临界雷诺数Rec 模型。研究结果表明:随着裂隙试样两端的水力梯度逐渐增大,裂隙内水流流态从线性流向非线性流转变,过流流量(Q)与水力梯度(▽
低温环境下岩石强度与其细观结构密切相关。研究岩石在低温冻结过程中细观结构的变化对于深化认识岩石力学及损伤特性具有重要意义。通过开展不同冻结温度梯度下的岩石细观结构的CT 扫描实验,获得了岩样在20℃、-2℃、-5℃、-10℃、-20℃、-30℃时内部细观结构的CT 图像。采用Canny 算子对冻结岩石CT 图像进行边缘检测,完成了冻结过程中岩石二维细观结构的识别。基于体视学理论,分析了冻结岩石细观
长甸电站水下岩塞平均直径达12.3m,为我国超大直径岩塞首例.岩塞体规模大且地质条件较为复杂,是该电站改造工程的重大技术难题之一.岩塞设计需要有利于后期爆破且满足施工期安全要求,施工期的岩塞厚度及稳定性十分关键.本文针对长甸电站进水口边坡岩体节理裂隙发育的特点,采用适应于结构面控制型岩石力学问题的三维离散元3DEC 方法建立了节理岩体模型,对施工期集渣坑、连接段开挖导致的岩塞局部拉应力和非连续变形
为研究岩石在低温环境下内部温度场随冻结、融化过程变化特征,探究岩石在冻融循环过程中整体热传导规律。现开展干燥、饱水状态下类砂岩试样冻融循环室内试验,分析类砂岩试样在冻结、融化过程中内部非等温传递规律;结合试验现象,从水冰微观结构探讨水冰相变过程产生的热传导弛豫机理;最后,基于热传导理论,详细探讨了冻融循环干燥、饱水状态下岩石热传导方程,给出了饱水岩石三阶段温度分布理论解,并通过与试验对比,验证理论
论文以某节理岩体边坡为原型,根据相似理论制作模型框架并在其内建造室内节理岩体边坡模型,利用振动台对边坡模型进行振动加载,研究了在振幅分别为1.0mm、1.25mm、1.5mm 的振动荷载作用下节理岩体边坡的动力响应规律,对比了水平方向和竖直方向振幅都为1.5mm 时边坡模型的变形差异.循环加载试验表明,在振动荷载作用下,边坡变形随振动荷载振幅、振动时间的增大而增大;边坡模型对于竖向的振动荷载更加敏