山东大学自主创新基金(2012TS062)
- 作品数：7 被引量：140H指数：5
- 相关作者：王汉鹏李建明张庆贺李术才薛俊华更多>>
- 相关机构：山东大学淮南矿业集团安徽理工大学更多>>
- 发文基金：山东大学自主创新基金国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学机械工程更多>>
- 深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护优化被引量：41
- 2012年
- 为了研究深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护对策，基于地质条件分析，采用钻孔窥视仪和地质雷达探测了巷道围岩的破坏模式及规律，通过模拟研究得到围岩的破坏机制，针对性的提出了锚网带与预应力锚索梁耦合让均压的优化支护方案和参数。结果表明：围岩由表面向内部破坏程度依次减弱，形成3-4个破裂区，前2个破裂区为松动圈。松动圈分布在煤层和底板泥岩中，其中顶部围岩松动圈平均深度3m，易产生离层。煤层越厚巷道越易失稳，其破坏机制是硕板锚杆处在破碎区，产生锚固端滑脱或整体冒落。通过现场支护试验，验证了优化支护方案和参数，有效地控制了厚煤层回采巷道稳定性。
- 王汉鹏李术才李为腾李海燕李智
- 关键词：深部回采巷道厚煤层围岩松动圈支护优化
- 含瓦斯煤相似材料研制及其突出试验应用被引量：63
- 2015年
- 采用相似物理模拟试验研究煤与瓦斯突出机制和规律是目前有效的方法,含瓦斯煤体相似材料是突出定量模拟的关键因素。研制出一种新型的含瓦斯煤体相似材料,该相似材料以一定粒径分布的煤粉为骨料,以腐植酸钠水溶液为胶结剂,混合压制成型后干燥。大量正交配比试验表明：在成型压力15 MPa下,相似材料的重度、孔隙率趋于稳定并与原煤十分接近;相似材料抗压强度高,可调范围达0.5~2.8 MPa,与胶结剂浓度近似呈线性正比关系;吸附解吸试验表明,相似材料的吸附性良好,其与原煤的吸附等温线一致;并且具有材料价格低廉、无毒副作用、配比简单、性能稳定和各物理力学参数调节方便等特点,可用来模拟不同强度原煤。采用相似材料制作的型煤开展了煤与瓦斯突出试验,成功模拟了煤与瓦斯突出现象和过程,证明该相似材料能很好地模拟具有吸附解吸特性的含瓦斯煤体。
- 王汉鹏张庆贺袁亮薛俊华李清川周伟李建明张冰
- 关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯煤相似材料
- 深部岩巷分区破裂围岩稳定性控制方法及应用被引量：17
- 2014年
- 深部高地应力岩巷开挖后围岩内出现分区破裂现象,采用传统的原设计方案巷道稳定性差。根据巷道围岩变形破坏的现场监测结果,经过理论分析和支护试验,提出了"提高法向约束、锚杆增韧止裂、协调耦合支护、应力内部转移、分区充填注浆、增强围岩强度"的锚注一体化综合控制方法理念。并提出了相对应的综合支护技术,即首先采用高预紧力超强锚杆及时支护围岩,锚杆的长度和数量分别由监测结果和分区支护能量判据确定;其次采用高强锚索让压梁支护巷道顶板,实现锚杆、锚索的协调耦合支护和围岩应力内部转移;最后采用中空分段螺旋式注浆技术进行滞后加固。最后针对监测巷道采用锚注一体化综合控制方法和技术进行了支护优化设计并进行现场支护试验,监测结果表明,优化支护的巷道稳定性良好。
- 王汉鹏李术才薛俊华李建明张庆贺马芹永
- 关键词：深部岩巷稳定性控制方法支护技术
- 隧洞开挖围岩动态卸载响应特征模拟研究被引量：9
- 2015年
- 考虑隧洞瞬态开挖卸载并分析围岩的动态响应对研究其变形破坏机制非常重要。在静水压力圆形隧洞动态卸荷模型理论分析的基础上,采用FLAC3D的Fish语言开发了隧洞开挖动态卸载围岩响应模拟计算程序。验证算例模拟结果与理论结果对比,证明了程序的正确性,围岩的应力变化和体积应变增量均呈现由表及里的波浪型变化,能较好地模拟围岩的动态卸荷响应。根据Griffith强度准则计算得到的不同时刻围岩的损伤范围表明,考虑动态卸载时围岩的损伤区比采用静态分析要大。采用该程序分别模拟了不同卸载时间、卸载路径、隧洞形状、隧洞直径、地应力等条件下,隧洞动态卸载围岩的动态响应。结果表明,在卸载时间变短、先慢后快卸载路径、洞形为方形、洞径变大和地应力差值增大的条件下,隧道围岩内最大、最小主应力应力差也增大。深部隧洞采用瞬态卸载分析对于深入研究围岩变形破坏机制具有重要意义。
- 王汉鹏薛俊华李建明张庆贺马芹永
- 关键词：隧洞开挖数值模拟
- 模型试验柔性均布压力加载系统研制及其应用
- 2012年
- 地质力学模型试验均布压力精确加载是保证试验精度的前提。为此研制了一种新型柔性均布压力加载系统,该系统主要包括液压自动控制系统和柔性均布压力加载装置。液压自动控制系统操作方便,可实现计算机自动控制12路压力精确伺服加、卸载和长期稳压。柔性均布压力加载装置由液压油缸、球铰、刚性推力器和柔性传力橡胶垫块等组成,采用数值方法确定柔性橡胶的厚度为50 mm。该系统应用到表面不平的模型加载中并与刚性加载进行了对比。试验结果表明,柔性均布压力加载系统相对于刚性加载效果显著,模型内应力场均匀程度取决于橡胶传力垫块的邵氏硬度、加载应力大小和距表面深度。邵氏硬度小的橡胶柔性加载模型内应力场更均匀;且模型应力场随加载应力增大趋于均匀。模型内应力场距加载表面越远越均匀,柔性加载使距加载表面130 mm以下应力场基本保持均匀状态。试验表明,柔性均布压力加载系统有利于提高模型试验加载精度,具有广泛的应用前景。
- 王汉鹏王琦李海燕李为腾张敦福
- 关键词：地质力学模型试验系统研制
- 盐穴造腔模拟与形态控制试验装置研制被引量：8
- 2014年
- 我国盐穴储库建库地质条件具有层状分布、含夹层多、埋藏深度差异大的特点,控制多夹层盐穴的造腔形态对盐穴储库的长期稳定性和安全运营至关重要。成功研制盐穴造腔模拟与形态控制试验装置,为在室内模拟、确定最优的盐穴造腔工艺和形态控制参数提供先进的试验手段。该装置根据相似原理设计、制造,由试验装置框架、多场耦合模拟系统、注采循环系统、注采动态参数测量控制系统和盐腔形态动态数据采集系统等组成,其中,试验装置框架为主体结构,采用模块化设计;多场耦合模拟系统可模拟地温和地应力;注采循环系统可模拟注采水和控制油垫;注采动态参数测量控制系统可实现内外管高度、探头高度和角度控制;盐腔形态动态数据采集系统能实现造腔过程可视化录像和形态实时测量。试验装置可进行多夹层盐岩在多场耦合条件下不同施工工艺和参数对盐穴造腔过程影响与形态发展可视化模拟。通过不同尺寸盐芯试件的造腔模拟试验,结合溶腔发展预测及注油估算程序,证明了该试验装置能较好地模拟多夹层盐穴造腔可视化过程,试验确定的盐穴造腔施工和形态控制参数可应用于现场工程。
- 王汉鹏李建中冉莉娜李建明张庆贺
- 关键词：岩石力学盐穴
- 轨枕路基疲劳试验机加载反力架设计与优化被引量：4
- 2013年
- 针对目前动力加载反力框架刚度过小、结构形式不合理和材料用量过大等不足,系统地进行反力架的设计与优化。通过SOLIDWORKS建立4种不同结构形式加载反力框架的三维模型,使用ANSYS和ABAQUS静力分析了不同结构反力框架的刚度、强度大小及分布范围,并对比用钢量、力学性能指标,选出鱼腹梁结构形式进行优化设计。针对鱼腹梁反力架,通过ANSYS的模态分析得到其固有频率及振型,发生第一次垂向振动的频率为25.6 Hz,满足10 Hz作动器加载不引起共振的要求。通过瞬态分析模拟了10 Hz作动器试验时,反力框架的振动响应情况,最大位移为1.128 mm,但5 s后逐渐稳定在0.720 mm,满足动载荷精度和刚度要求。研究表明,相比于其他3种结构形式,鱼腹梁结构刚度最大、最经济,既满足动载荷刚度要求也节省了钢材。
- 李建明王汉鹏李术才张庆贺
- 关键词：反力架静力分析模态分析瞬态分析
