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| 1 | 硬岩金属矿山深部开采中的动力学问题显示文摘从深部开采环境阐述了金属矿硬岩在高地应力作用下的储能特征,并从深部开采工艺方面分析了随着金属矿山开采深度的不断增加,连续采矿方法已经成为未来深部开采的必然趋势。通过分析,认为处于高应力下的硬岩矿体在承受连续采矿法带来的动力扰动时,可以认为是岩石动静组合的受力问题。在此基础上,利用岩石动静组合加载理论分析了硬岩矿山在深部开采中的几个关键动力学问题,主要包括:硬岩矿山深部开采中的系统扰动和岩爆、深部开采中爆破引发的矿震及巷道失稳现象、深部硬岩开采中的能量释放与有序调控。理论分析和工程实践证明,硬岩金属矿山深部开采中存在的很多动力学问题可以利用岩石动静组合加载理论进行科学论证和分析,这对深部采矿的工程实践有较好的指导意义。 | 李夕兵 姚金蕊 宫凤强 | 2011 | 中国有色金属学报2011，21，10： | 130 |
| 2 | 冲击地压机制的细观实验研究显示文摘在国内外现有研究成果的基础上,总结冲击地压发生特征,结合我国最新冲击地压案例,分析冲击地压的诱发因素。基于非平衡态热力学和耗散结构理论,阐述冲击地压孕育过程中“煤体–围岩”系统内能量集聚及耗散特征;同时,研究煤体细观结构参数及有机组分分布等因素与煤体冲击倾向性的内在关系。通过煤样断裂过程的细观实验,探讨煤岩体在采动等外界因素影响下内部微裂纹快速成核、贯通、扩展进而诱发煤体整体失稳的机制。 | 姜耀东 赵毅鑫 何满潮 彭苏萍 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007，26，5： | 62 |
| 3 | 岩土介质中冲击震动波传播规律的微震试验研究显示文摘冲击矿压(岩爆)造成矿山巷道及开采空间的破坏,主要原因也是由于冲击震源产生的震动波传播扰动而引起的。采用TDS–6微震信号数据采集试验系统,通过地面不同场地介质进行的微震试验,得到沿传播距离各个拾震器位置的能量变化曲线,并对比分析不同场地介质中冲击震动波传播能量衰减指数的差异。试验结果表明,岩土介质中冲击震动能量沿传播距离呈乘幂关系衰减。能量衰减指数η在完整坚硬致密介质中很小,而在松散软弱孔隙介质中明显增大,而且能量初始衰减很快,到一定距离后则变得非常微弱。这些结论为进一步研究巷道围岩冲击震动破坏机制、巷道围岩防冲抗震的强弱强结构控制原理等奠定理论基础。 | 高明仕 窦林名 张农 牟宗龙 王恺 杨百顺 | 2007 | 岩石力学与工程学报2007，26，7： | 60 |
| 4 | 深部岩巷在动力扰动下的破坏机理分析显示文摘结合某巷道工程实例,利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响,从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明,对于不同埋深的巷道,所受应力状态不同,则所处稳定状态也不同.当巷道埋深较小时,处于较稳定状态;当巷道埋深较大时,越来越接近临界稳定状态,较小的扰动便可以导致裂纹的大规模瞬时动力扩展,诱发巷道的失稳破坏,并伴随着应变能的高速释放.深部巷道所受静压较大,在动力扰动下比浅部巷道更易发生失稳破坏. | 左宇军 唐春安 朱万成 谭志宏 | 2006 | 煤炭学报2006，31，6： | 42 |
| 5 | 动静加载下组合煤岩的应力波传播机制与能量耗散显示文摘运用改进的霍普金森压杆,在波动力学理论的基础上,研究动静载下煤岩结构的应力波传播机制与能量耗散,分析应力波幅值和静载对煤岩组合体中应力波的波形、透射系数、反射系数和能量耗散的影响规律。研究结果表明:应力波幅值和静载明显的影响组合煤岩中应力波的传播性质;并且煤岩组合结构初始处于弹性与塑性状态的透射、反射系数随动载的变化规律是不同的。动载能量耗散随应力波幅值的增大而增大,随着静载的增大呈现先增大后减小的趋势。同时注意到组合煤岩在静载在0.50~0.75动载耗散能量迅速降低,并且组合加载下煤岩结构的破坏失稳可分为两种形式,包括动载主导和动载诱发,分别以动载和静载为主要能量源。由静载对应力波传播机制和能量耗散的影响可知,埋深不同或距离采掘空间的远近不同,应力波传播机制和能量耗散是不同的。 | 刘少虹 毛德兵 齐庆新 李凤明 | 2014 | 煤炭学报2014，39，A01： | 50 |
| 6 | 一维动静加载下组合煤岩动态破坏特性的试验分析显示文摘依据动载诱发冲击地压是动静组合加载下煤岩体结构失稳这一科学认识,采用改进的霍普金森杆,开展一维动静加载下组合煤岩动态破坏特性的试验研究。选取强度和碎片分维作为特征参数,采用4种典型轴压,进行不同应力波能量下的冲击试验。获得组合煤岩的动态强度和碎片分维随动静载荷的变化规律,从而揭示裂隙数目、煤岩结构特性及动静载荷对组合煤岩破坏失稳的影响。结果表明:组合煤岩试样的动态强度和碎片分维随应力波能量的增大而增大,随静载的增大呈现先增大后减小的趋势。含有裂隙越多的组合煤岩对高动载的抵抗能力越强,而破坏的剧烈程度越低,说明煤层卸压措施不但能增强煤岩体结构对高动载的抵抗能力,还能降低冲击发生的剧烈程度。煤岩体结构特性增强了煤层对动静载荷的抵抗能力以及煤层破坏的剧烈程度;同时结构特性削弱了高动载对煤层的作用效果,而加强了高静载的作用效果,其原因在于动、静载荷作用的时间尺度差异较大。 | 刘少虹 秦子晗 娄金福 | 2014 | 岩石力学与工程学报2014，33，10： | 38 |
| 7 | 振动诱发煤与瓦斯突出的机理显示文摘振动是诱发煤与瓦斯突出的重要因素,为此实验研究了振动对瓦斯吸附的作用并从理论上分析了振动对煤体结构的影响,探讨了振动诱发煤与瓦斯突出的机理.结果表明:在振动作用下,煤对瓦斯的吸附量有一定程度的减少,吸附能力降低;振动延长了煤样达到吸附平衡的时间,使吸附平衡压力与未加振动时有所升高,煤样中游离瓦斯增多;振动使煤体内的裂隙增加并扩展,当振动强度达到一定值时煤体内形成较大范围的连通裂隙网;在振动对煤体和瓦斯产生的综合作用下,煤与瓦斯突出的危险性大大增加. | 李祥春 聂百胜 何学秋 | 2011 | 北京科技大学学报2011，33，2： | 31 |
| 8 | 特大断面冲击地压巷道破坏机理及控制技术研究显示文摘为解决马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护难题,介绍了巷道地质条件及围岩地质力学参数特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征,冲击地压巷道变形破坏的主要影响因素是高应力、强动载、卸压和支护体系。频繁冲击能量会产生冲击破坏效应;卸压措施会对冲击地压巷道围岩结构及支护体系产生巨大影响;主动支护体系失效导致冲击地压巷道变形严重破坏。提出特大断面冲击地压巷道矿压特征明显不同于非冲击地压巷道,不同区域及位置的巷道表面位移和顶板离层差异较大;受掘进影响巷道变形更快速更剧烈,稳定时间更长;冲击地压巷道锚杆锚索受力呈锯齿形或台阶形剧烈波动。在耿村矿进行试验,13230上平巷掘进断面超过30 m2,属特大断面冲击地压巷道。矿压监测数据显示,采用提出的支护方案后围岩变形得到有效控制,巷道支护状况得以明显改善。 | 吴拥政 何杰 王洋 | 2018 | 煤炭科学技术2018，46，1： | 30 |
| 9 | 动力挠动对回采巷道冲击危险的数值模拟显示文摘煤矿开采过程中,顶板断裂等动力挠动常会导致冲击矿压等动力现象的发生.根据弹性力学理论,探讨了扰动波诱发煤层巷道冲击的机理.采用有限差分软件FLAC2D模拟程序中动态模块,研究分析了挠动波在不同加载水平、挠动波强度以及频率影响下,从巷道一侧上方传入时内、外帮围岩的应力和塑性区动态响应变化情况,对开采工作面巷道内帮易发生冲击的现象进行了分析和解释.研究表明:动力扰动不仅使巷道周边煤体发生层裂破坏降低其侧向约束阻力,而且在煤体中形成了高应力.处于工作面支承压力带内的巷道内帮煤体,相比外帮而言,受到动力挠动时其最大垂直和水平应力上升较快,开采过程中更易发生冲击. | 陈国祥 窦林名 高明仕 牟宗龙 | 2009 | 采矿与安全工程学报2009，26，2： | 26 |
| 10 | 动静加载下煤的破坏特性及机制的试验研究显示文摘动静加载下煤的破坏特性及机制是研究动载冲击地压机制的基础问题,利用改进的霍普金森杆对该问题进行试验研究。首先,通过试验结果的回归分析发现煤在动静加载下有其不同于均质致密岩石的独特的破坏特性。然后,通过对试验结果的讨论对动静加载煤的破坏机制进行分析,发现较多裂隙的存在是导致独特破坏特性的主要原因。破坏模式以裂隙脆性扩展为主;动载的作用主要是使裂隙扩展,进而发生破坏;而静载的作用主要是改变原生裂隙的数量和裂隙尖端的蓄能。最后,基于试验结果对动静加载下煤的冲击危险性进行分析,得出动静加载下煤具有临界静载和最优动载;并将动静载荷下煤的强度作为动载抵抗指数,用来反映抵抗动载能力的强弱;将碎片的分维值作为动载冲击能量指数,用来衡量动载冲击破坏的剧烈程度。 | 刘少虹 李凤明 蓝航 潘俊锋 杜涛涛 | 2013 | 岩石力学与工程学报2013，32，S2： | 23 |
| 11 | 基于冲击启动理论的深孔区间爆破疏压技术显示文摘通过分析巷道冲击地压启动机制,采用数值模拟方法研究巷帮集中应力分布的爆破效应,提出基于冲击启动理论的深孔区间爆破疏压方法。研究表明:巷帮深孔爆破的区间应为冲击启动区,否则将起到负面作用;加大巷帮煤壁支护强度以疏、降集中应力是有限的;深孔区间爆破疏压方法,一方面疏、降冲击启动区应力或能量集中程度,阻止冲击启动环节发生,另一方面迫使率先冲击启动的区域向煤壁深部迁移,并增加疏压区消耗冲击地压启动后的总能量,降低能量释放速度。研究结果在现场取得较好的应用效果。 | 潘俊锋 宁宇 秦子晗 王书文 夏永学 | 2012 | 岩石力学与工程学报2012，31，7： | 22 |
| 12 | 动力扰动下预静载硬岩断裂的增韧和减韧效应显示文摘为了研究预静载条件下硬岩受动力扰动的断裂特性变化规律,采用大理岩制作中心直裂纹半圆盘(semicircular bend,SCB)三点弯曲试样,在MTS Landmark电液伺服试验机上,进行预静载下的循环加卸载和不同扰动频率的岩石断裂韧度测试试验,发现硬岩断裂的增韧和减韧效应。在获得岩石静载断裂载荷的基础上,设定预静载上限为常规静载断裂载荷值的90%,首先进行循环加卸载试验,循环加载次数分别为5,10,20,40,80,100和167次;然后进行不同扰动频率下预静载岩石的断裂韧度测试试验,采用半正弦波动力扰动加载方式,波动幅值为10%静载断裂载荷值,加载频率分别为1,10,20和30 Hz。研究结果发现:(1)随着循环次数的增加,SCB试样断裂韧度显著增加(循环40次为最高点,增加幅度为常规断裂韧度的19%),然后逐渐减小并收敛于定值(大约循环80次数后趋于收敛,最后的增加幅度为常规断裂韧度的11%),整体趋势具有增韧效应;(2)在动力扰动条件下,岩石断裂韧度值较常规条件下有较大幅度减小(1 Hz频率下减小幅度为常规断裂韧度的9%),并且随着扰动频率的增加,岩石断裂韧度呈线性减小的趋势,整体趋势具有减韧效应。因此,在预静载为常规静载断裂载荷值90%条件下,循环加卸载只会增加岩石的断裂难度,高频扰动却有利于岩石的断裂破坏。上述研究规律为深部硬岩非爆破连续开采提供了一定的理论启示。针对深部高应力硬岩,采用诱导方式适当增加应力集中程度使围岩进入临界破坏阶段,进而开发具有高频振动加载的破岩机械进行采掘,可以在一定程度上提高高应力围岩的破岩效率。 | 宫凤强 陆道辉 李夕兵 饶秋华 付振涛 | 2014 | 岩石力学与工程学报2014，33，9： | 22 |
| 13 | 动载扰动诱发底板冲击矿压演化规律研究显示文摘为了研究动载作用下底板冲击矿压的演化规律,采用理论分析和数值模拟的手段研究了动应力波作用下巷道底板煤体的应力和位移等参数的响应特征,揭示了动载扰动诱发底板冲击的原因和显现过程。研究结果表明:动应力和巷道底板的高水平应力叠加使底板煤体达到或超过强度极限发生屈曲失稳和变形,并且应力波入射到底板表面反射形成拉应力导致底板发生层裂破坏,在这过程中破坏范围逐渐扩大,导致底板冲击。动载作用过程中底板煤体的水平应力、垂直应力、应力差先上升后瞬间大幅度降低,同时底板煤体拉伸破坏的层裂破坏范围和垂直位移瞬间增加,在此过程中,底板水平应力集中现象逐渐消失。 | 徐学锋 窦林名 刘军 张银亮 张国华 王士超 | 2012 | 采矿与安全工程学报2012，29，3： | 19 |
| 14 | 被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究显示文摘为研究煤矿岩石材料被动围压条件下动态力学性能和变形破坏规律,利用50mm变截面分离式Hopkin-son压杆(SHPB)试验装置,对45#钢质套筒环向约束状态下煤矿岩石试件进行了不同加载速率冲击压缩试验。试验结果表明:被动围压条件下SHPB试验中,岩石试件的材料延性和抗破坏能力均得到增强,试件轴向应力是采用同种加载条件无围压SHPB试验时的1.2倍,破坏应变比无围压SHPB试验提高2~3倍,且径向应力随轴向应变增大总体呈上升趋势,试件破坏为压剪破坏模式,与无围压SHPB试验有所不同。 | 平琦 马芹永 卢小雨 袁璞 | 2014 | 振动与冲击2014，33，2： | 18 |
| 15 | 深部高应力异常集中区冲击矿压动态防治实践显示文摘针对采动煤岩体的应力和储能的'时-空'演化特征,以徐州三河尖煤矿深部高应力异常集中的9202工作面及其轨道巷为试验区,提出了冲击矿压的动态防治技术体系:①分析冲击危险的地质和开采因素,特别是垂直应力梯度的分布规律,进行冲击矿压危险的'时-空'预区划;②针对不同的冲击危险区,制订相应的煤岩体强度弱化参数;③利用微震、电磁辐射以及钻屑法等多参量监测手段及时检验卸压治理的效果,如果检测指标超标,则继续进行卸压解危,直至指标明显突降。防治过程始终遵循'危险监测—卸压解危—效果检验'的动态循环。这一技术目前已在我国多个高冲击危险工作面进行推广应用。 | 陆菜平 刘海顺 刘彪 范军 | 2010 | 煤炭学报2010，35，12： | 17 |
| 16 | 疏水诱发深井巷道冲击地压机理及其防治显示文摘针对鄂尔多斯矿区深部巷道在疏水过程中出现的动力现象,通过理论和数值分析,研究了疏水过程中含水层和煤层的应力演化规律,揭示了疏水诱发深部巷道冲击地压机理:疏水引起含水层物理力学参数不均质损伤导致煤层局部应力集中,当该集中应力与其他应力叠加总和超过发生冲击临界值时,易诱发冲击。在此基础上,提出了优化疏水孔设计、应力三向化转移、合理选择巷道位置和加强巷道支护等防治措施。现场应力监测和动力显现结果表明:富水区疏水后,形成了不均匀的应力分布,在富水区边缘易应力集中,该区域是冲击地压防治的重点。研究结果为分析疏水诱发冲击提供了理论基础,为类似地质条件工作面的冲击地压防治提供了技术途径。 | 舒凑先 姜福兴 魏全德 温经林 李东 刘心广 张修峰 张自发 刘承志 | 2018 | 采矿与安全工程学报2018，35，4： | 15 |
| 17 | 底煤厚度对巷道底板冲击地压的影响机制及其应用分析显示文摘为研究底煤厚度对巷道底板冲击地压的影响机制,以厚度为3 m以下的薄及中厚底煤为分析对象,基于掘进巷道底板冲击特征并采用理论分析,建立底板煤岩层叠体梁挠曲破坏力学模型,底板煤岩层挠曲变形曲线具有同步异幅的发展特性。公式计算表明,随着底煤厚度的增加,底煤积聚弹性能逐渐增加,增加梯度逐渐平缓,其与底煤厚度的4次方倒数具有负相关关系。通过FLAC3D数值模拟开展底板煤岩主应力、塑性区及弹性能分析,结果表明,巷道底板岩层是主要的冲击动力能贮存体,而底煤是主要的动力释放显现体;底煤通过影响底板潜在冲击启动区、潜在冲击能量传递区、潜在冲击地压显现区的范围、贮存能量以及3者之间的依存位置,进而影响底板煤岩层之间的能量储存与传递机制,从而影响底板冲击地压的形成过程。底煤相对于底板岩层具有较弱的弹性能储存能力,底煤厚度是影响底煤储存弹性能量的关键因素,底煤厚度通过影响底煤与底板岩层之间的弹性能量传递能力从而影响底板冲击危险性。随着底煤厚度的增加,底板冲击危险性逐渐增加,增加梯度逐渐降低;当底煤厚度增加到2 m时,底煤厚度的再增加对底板冲击危险性无明显叠加影响,呈现出底煤厚度对底板冲击危险性影响的阈值效应。留底煤底板卸压时,应针对底板岩层采取解危措施,阻断应力传递路径,减小底板能量积聚,从而降低底板冲击危险性。研究成果在现场进行了应用分析,通过钻屑法监测显示解危效果良好。 | 张晨阳 潘俊锋 夏永学 杨光宇 刘少虹 陆闯 | 2020 | 煤炭学报2020，45，12： | 14 |
| 18 | 钻孔施工诱发煤与瓦斯突出的机理研究显示文摘利用自行研制的煤与瓦斯突出模拟实验装置,模拟煤矿井下钻孔施工,通过高速摄像系统对其过程进行实时监测,对喷孔过程中煤体的裂隙演化特征进行分析;从力学角度对钻孔施工时钻孔前方煤体的受力情况进行了分析,包括切向应力和径向应力;从煤体受到的振动作用角度,对钻孔施工时钻杆对煤体的振动效应进行了分析;同时对钻孔施工时孔内变形进行了监测.基于实验现象和理论分析,提出了基于钻孔施工诱发的煤与瓦斯突出耦合跃迁失稳机理. | 欧建春 王恩元 徐文全 李忠辉 | 2012 | 中国矿业大学学报2012，41，5： | 13 |
| 19 | 冲击倾向性煤体的三点弯曲动态断裂实验显示文摘采用三点弯曲冲击断裂实验装置和分布式多火花高速摄影系统对冲击倾向性煤体内裂纹扩展过程进行了观测,分析了裂纹扩展速度、动态裂纹扩展摸式和裂纹扩展的非稳定性.研究发现:冲击倾向性煤体内裂纹扩展具有高度的非线性特征;煤体的非均质性和不连续性对动态裂纹扩展模式和裂纹扩展速度有较大影响.实验结果解释了由放炮等震动诱发冲击地压灾害的滞后突发机理. | 赵毅鑫 姜耀东 王向阳 李超栋 | 2007 | 煤炭学报2007，32，12： | 12 |
| 20 | 动载荷诱发卸荷煤体冲击失稳动态响应机制探讨显示文摘为探讨动载荷诱发卸荷煤体冲击失稳的动态响应机制,采用MTS-1500大型动态材料试验机,对大尺寸强冲击倾向性煤样进行动态试验,从宏观力学表现和损伤特征对试样的动态力学特性进行分析,深化弹性能量指数和滞回环面积的表征意义,用以描述动载作用下能量积聚与耗散特性。试验结果表明:动载冲击地压的发生需要一定的静载基础,静载水平越高,动载的扰动作用越明显,发生冲击地压的概率越大;动载损伤不同于静载损伤,损伤量的最大值取决于动静载的耦合值;动载弹性能量指数与动载滞回面积能够表征煤体动态加载过程中能量的积聚与耗散特征,2个参量在动载加载过程中均呈现规律性变化。综合来看动载作用下的扰动效应、不充分损伤、能量积聚与耗散特性是卸荷煤体发生冲击失稳的动态响应机制。 | 蒋军军 邓志刚 赵善坤 李海涛 刘毅涛 | 2018 | 煤炭科学技术2018，46，7： | 11 |
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