杨伟利
- 作品数：13 被引量：168H指数：7
- 供职机构：中原工学院建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程交通运输工程更多>>
- 深井不等宽断层煤柱诱发冲击地压机理研究被引量：9
- 2020年
- 以采深超千米且存在不等宽断层煤柱工作面为工程背景,分析了断层构造应力和临断层采动工作面上覆岩层运移对冲击地压的影响,进而研究了不等宽断层煤柱诱冲机理。研究表明,断层构造应力和煤层上方悬露覆岩应力叠加超过不等宽断层煤柱综合强度导致了冲击地压发生。通过构建断层构造应力模型、悬露覆岩载荷模型和不等宽断层煤柱承载模型,推导了不等宽断层煤柱能否发生冲击的力学判别式,可用于断层煤柱区域冲击危险区的精确划分,为提前采取针对措施提供依据。研究成果经现场实践,实现了工作面安全开采。
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- 关键词：断层煤柱冲击地压
- 巨厚岩浆岩失稳的大孤岛工作面防冲研究被引量：7
- 2017年
- 巨厚岩浆岩失稳导致的冲击地压灾害严重威胁着煤矿的安全生产。以王楼煤矿巨厚岩浆岩下孤岛工作面开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究巨厚岩浆岩失稳的孤岛工作面防冲,得出如下主要结论:(1)巨厚岩浆岩失稳导致的孤岛工作面冲击地压类型为自发型和诱发型,自发型冲击机制为巨厚岩浆岩失稳导致自身及其上覆载荷层重力向下传递,使得被影响区域煤岩应力逐渐集聚到冲击的应力水平,诱发型冲击机制为巨厚岩浆岩断裂强动载使得被影响区域煤岩应力突跃至冲击的应力水平;(2)提出巨厚岩浆岩失稳的孤岛工作面整体失稳冲击判断准则,根据准则将王楼煤矿12310孤岛工作面设计成大宽度孤岛工作面开采可使其由整体失稳冲击向局部冲击转化,并得到了现场验证;(3)针对巨厚岩浆岩失稳时大孤岛工作面局部冲击类型提出了保持低应力的防治措施,微震、应力监测结果验证了措施的有效性。研究成果为巨厚坚硬岩层下工作面冲击地压灾害的防治提供了一种新方法。
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- 关键词：采矿工程失稳防冲
- 遗留煤柱诱发冲击地压机理及其防治技术研究被引量：31
- 2014年
- 以某矿5301工作面40 m宽遗留煤柱为背景,通过理论计算和数值模拟得到遗留煤柱的垂直应力分布特征,并基于此研究了诱发冲击地压的机理:遗留煤柱未受工作面回采影响之前,所受阻抗力大于冲击力,发生冲击地压的可能性较小;但在回采阶段,工作面超前支承压力和煤柱原有应力叠加,造成冲击力大于阻抗力,冲击危险性大大增强。据此划分危险区范围及危险程度,通过对危险区实施预卸压和解危措施,使得工作面安全通过遗留煤柱危险区。应力动态监测结果验证了分析结果的准确性。
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- 关键词：遗留煤柱冲击地压
- 先裂后注防治冲击地压的机制与现场试验被引量：13
- 2017年
- 为实现煤矿冲击地压的主动区域性防治,提出先裂后注冲击地压防治技术。首先,对常规冲击地压防治技术进行分类,分析常规冲击地压防治技术6个方面的局限性;其次,探讨先裂后注对煤层的作用过程,以及先裂后注防治冲击地压的机制;然后,总结硬煤压裂和软煤压裂2个现场试验的成果,分析先裂后注防治冲击地压的效果;最后,讨论先裂后注冲击地压防治技术的不足,以及现场可能出现的问题及相应原因。研究表明,先裂后注对煤层的作用包括裂化煤层和湿润煤层,其中裂化煤层能够起到弱化蓄能能力、均化应力、孤立冲击体的作用,宏观上改变了煤体的完整性和应力分布特征;湿润煤层能够降低煤层冲击倾向性,细观上改变了煤体的脆性、储能与耗能特性。研究结果对推广应用煤层压裂技术和实现冲击地压主动区域性防治,具有十分重要的意义。
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- 关键词：采矿工程煤矿冲击地压
- 采场覆岩的“载荷三带”结构模型及其在防冲领域的应用被引量：80
- 2016年
- 决定采场冲击地压的基础应力主要是重力和构造应力,诱发冲击的力源主要是采场上覆岩层结构运动产生的应力,而上覆岩层多变的结构形式和运动规律是导致冲击地压机制复杂、冲击形式各异的主要原因。通过研究采场边界条件与覆岩结构的关系,以矿山压力和岩层控制理论为基础,提出了影响采场冲击地压应力场的"载荷三带"岩层结构模型,并阐述了"载荷三带"对工作面侧向及走向支承压力的影响。基于"载荷三带"模型,研究了采场冲击危险性的评价、监测和防治方法。采用提出的"载荷三带"模型,能够对采场可能发生的冲击地压进行分类和危险性判定,为针对性治理冲击地压提供理论依据。
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- 关键词：采矿工程覆岩结构支承压力
- 郓城煤矿冲击地压与载荷三带关系研究被引量：17
- 2017年
- 以郓城煤矿冲击地压事故为背景,研究了郓城煤矿1300工作面泄水巷冲击地压的致灾机理及防治方法。通过引入"载荷三带"覆岩结构模型,分析了郓城煤矿一采区上覆岩层空间结构及其运动规律,结合微震系统监测结果,验证了工作面回采期间载荷三带岩层的运动及加载特性。建立了"载荷三带"侧向支承压力估算模型,得到了1300工作面侧向支承压力分布规律,估算了工作面回采期间泄水巷煤岩体承受自重应力、构造应力和侧向支承应力的叠加总应力,该应力超过了该矿的临界冲击应力,判断郓城煤矿冲击地压是高地应力和构造应力作用下,厚层坚硬顶板长期运动发生应力积聚从而导致冲击。通过合理设计巷道平面位置避开侧向应力峰值区域、采用适当降低推采速度和合理设计煤层大直径卸压孔参数等措施,可以有效治理该类冲击地压。
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- 关键词：冲击地压覆岩结构支承压力
- 不同加载速率下煤单轴抗压强度测试与冲击倾向性影响分析
- 2024年
- 针对冲击倾向性测试中煤样单轴抗压强度数据随加载速率变化和离散性问题,以内蒙古鄂托克前旗长城六号煤矿3号煤为研究背景,通过设置0.50、0.75、1.00 MPa/s三种不同加载速率进行煤样标准件的分组测试。测试结果表明,3种不同加载速率测试得到煤的单轴抗压强度测试值均存在离散性;加载速率与单轴抗压强度测试值无明显线性关系;在舍去每组离散性较大的最大值和最小值后,再次计算在不同加载速率条件下煤单轴抗压强度的平均值和标准差,可以得到离散性相对较小的测试值;煤样单轴抗压强度测试值与加载速率无明显比例关系,加载速率的变化可导致同煤层冲击倾向性等级的变化。
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- 关键词：冲击地压加载速率单轴抗压强度
- 煤矿区域孤岛工作面极限采出率研究被引量：5
- 2015年
- 煤矿区域孤岛工作面极限采出率问题一直困扰着孤岛开采设计人员。通过分析孤岛开采过程中的覆岩空间结构演化和相应的应力场分布,建立了孤岛应力分布的力学模型,并基于此推导了孤岛应力分布的估算方法,结合孤岛可采性的简单判据得出了孤岛的极限采出率;现场应用验证了该方法的实用性。
- 杨伟利姜福兴杨鹏
- 关键词：孤岛工作面
- 特厚煤层冲击地压重复发生的机理研究被引量：8
- 2015年
- 以现场同一区域重复发生冲击地压为工程背景,通过理论分析、现场监测、数值模拟等方法研究冲击地压重复发生机理,得出如下结论:1特厚煤层重复冲击区域存在应力恢复现象,而力源作用下的特厚煤层的扩容是导致应力恢复的主要原因;2重复冲击是冲击体受到的冲击力与阻抗力多次搏弈的结果,煤体由完整状态向碎裂状态过渡过程中满足冲击力大于阻抗力的条件而发生多次冲击,直至煤体进入碎裂状态;3通过消除力源、阻止应力恢复可防止冲击地压重复发生。研究结果对防治特厚煤层冲击地压具有重要意义。
- 杨伟利姜福兴杨鹏朱权洁魏全德王存文
- 关键词：特厚煤层冲击地压
- 巨厚硬岩下综放工作面超前效应失效机制研究
- 2024年
- 以河南义马煤田上赋巨厚硬岩综放工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析和数值模拟等方法,探索工作面开采中的超前效应失效机制,并提出了相应防控策略。研究表明,低位大厚度软岩的易垮性、高位巨厚硬岩的整体性和超前高强卸压是导致超前效应失效的根本原因,低位大厚度软岩随推采即时垮落,高位巨厚硬岩未达到极限跨距时以整体静载作用于下方煤体,煤体所承受的覆岩自重应力被均化,进而导致超前效应显现不明显;超前高强卸压不但阻断了传力路径,同时降低了应力集中程度。据此提出了设计合理推采长度、留设合理隔离煤柱以减少远场悬露岩层的生成,近场实施超前强卸压降力的防控策略,将大幅减少或消除巨厚硬岩下工作面超前效应的影响,对冲击地压防治具有重要意义。
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- 关键词：综放工作面冲击地压
