教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-04-0254)
- 作品数：8 被引量：154H指数：6
- 相关作者：尹尚先武强王尚旭杨武洋王文祥更多>>
- 相关机构：华北科技学院中国矿业大学（北京）煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”广东省自然科学基金高等学校科技创新工程重大项目更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球建筑科学冶金工程更多>>
- 陷落柱概化模式及突水力学判据被引量：32
- 2006年
- 按照与采面或者巷道的位置关系,将陷落柱突水模式分为顶底部突水模式和侧壁突水模式2种模式,以及薄板理论子模式、剪切破坏理论子模式、厚壁筒突水子模式和压裂突水子模式等4种子模式.薄板理论子模式适用于筒盖关键层完整且厚度较小的情况,突水判据为极限弯矩;剪切破坏理论子模式应用条件为筒盖关键层厚度较大,突水判据为二次抛物线方程;厚壁圆筒破坏的弹性极限压力因屈服经验准则不同而有所差异,但均与岩层强度成正比;压裂突水子模式描述的是地下水通过压裂与其他固有构造导通而发生突水,临界破裂压力可以借鉴水压裂的计算公式.由突水案例的分析计算表明,突水模式及突水判据简单易行,切合实际,且有足够的准确性.
- 尹尚先武强
- 关键词：采矿工程陷落柱厚壁筒剪切破坏
- 不同尺度下岩层渗透性与地应力的关系及机理被引量：24
- 2006年
- 无论是地应力场宏观控制区域水文地质条件,还是微观影响含水介质的渗透特性,都有其深刻的内在发生机制,生产实例和实验室试验表明:在宏观地质大尺度下,岩层以破碎、位移适应地应力场变化并为地下水的富集及运动提供场所,地下水则以流动和压力传递来调整含水空间、扩张岩石裂隙实现流固宏观耦合,尽管地质历史时期构造应力场经历多起叠加改造,但形成区域主要构造骨架时的地应力场与渗流场具有相当的一致性,主渗透方向与最大水平主应力方向一致;在宏观地质中尺度下,应力变化剧烈区、极低地应力区、应力集中区、剪应力集中区等往往与含水介质的主干裂隙相一致,地应力均匀变化区则与基质的三重含水介质对应;在微观地质小尺度下,岩石空隙为三重孔隙介质,包括基质孔隙、裂缝孔隙和管道状孔隙,孔隙度和渗透率是有效应力的函数,孔隙岩块的孔隙度和渗透率随有效应力的变化关系符合指数型数学模型,裂缝型岩石宜用幂指数型数学模型描述,毛细管型岩石则用二次抛物线数学模型描述较为恰当.裂纹有效压缩系数、闭合压力计算揭示了裂缝性岩芯的渗透率和孔隙度损失较孔隙性岩芯损失大的机理,裂纹有效压缩系数计算还说明同一介质渗透率变化总是大于孔隙度变化;厚壁筒理论证实,实验得出的毛细管型岩石孔隙度和渗透率损失与有效应力的二次抛物线关系正确.
- 尹尚先王尚旭
- 关键词：地应力场渗流场三重介质有效应力孔隙度
- 弱连接界面弹性波波动规律研究被引量：5
- 2007年
- 实验表明,自然界的界面既非连续也非完全不连续,绝大多数可以用柔度系数表征为弱连接界面.当内部微裂隙和不均匀体是波场的主导影响因素时,即使在内部完好粘结的界面层存在的条件下,波场特征能够反映微裂隙的影响,此时有效模量理论仍能刻画波场的宏观特征;由于界面含有物质不同,不管是尺度较大的界面还是尺度较小的微细裂隙,都表现出弱连接界面的特性,当界面以不连续特征为主导时,仍用有效模量理论会导致失真或错误;在实验基础上研究了弹性波在不同介质中通过弱连接界面时的波动规律,推导了诸如弹簧模型、麦克斯韦模型的反射系数与透射系数,并对横波垂直入射粘性不连续界面时透射系数与频率的关系、纵波垂直入射粘性不连续界面时反射和透射系数与时间延迟和频率的关系进行了总结分析.
- 尹尚先王尚旭魏建新狄帮让
- 关键词：反射系数透射系数
- 广东大兴煤矿特大突水事故机理分析被引量：35
- 2006年
- 通过实地调查、测量以及地质及地球物理勘探,分析认为大兴煤矿“8.7”突水事故的突水机理为:防水煤柱受断层破碎带的影响,在上部水压、采动矿压、煤层自重、地下水的联合动力作用下,破碎的岩体沿垂向固有构造裂隙面向上塌落形成椭圆形柱体,待形成自然平衡拱后塌陷垮落停止,上覆岩层得到暂时稳定;随着采煤工作面的不断扩大,自然平衡拱被再一次打破,椭圆形柱体内的垮落继续向上发展,直至最后的关键层破坏或破碎达到临界突水系数而发生突水.
- 赵苏启武强尹尚先
- 关键词：突水机理垮落水压突水系数
- 岩层阻水性能及自然导升高度研究被引量：17
- 2008年
- 在沉积、成岩或者构造运动过程中,由于含水层内超压流体引起围岩爆裂导致流体在弱渗透层或者隔水层中导升,形成含水层的自然导升带。影响岩层阻水性能以及导升高度的因素有:构造、地应力、岩层渗透性和力学特性及其物理化学性质、水压力等。实验表明:初始水头压力越大,水头衰减速率就越大;水头压力损耗随着介质的渗透系数增大而减小。实际观测表明:泥岩、粉砂岩、中砂岩、灰岩的阻水性能由大到小,而导升高度则由小变大。通过实验和实际观测总结出流体3种导升机制:局部关键层整体破断裂缝、欠压实带中的壳破裂裂缝和水力压裂裂缝。
- 尹尚先虎维岳
- 关键词：水力压裂
- 陷落柱防水煤柱留设对围岩变形影响的数值模拟被引量：33
- 2006年
- 用FLAC3D模拟了不同防水煤柱留设条件下采煤工作面推进过程的围岩变化,结果显示:应力集中系数和应变均随推进距离的增加而增大,推进距离超过一定数值后,应力集中系数趋于常数;防水煤柱对顶、底板位移影响极大,煤柱留设少,底板位移大,较大的煤柱尺寸,对应较小的顶、底板破坏深度,较小的应力集中系数.因此,防水煤柱的留设应保证煤柱本身或顶、底板隔水层厚度足以抵抗临近含水层的静水压力,同时应兼顾压煤量的经济合理性.
- 尹尚先
- 关键词：陷落柱防水煤柱围岩变形数值模拟
- 监测采动岩层地应力变化预测矿井出水情况被引量：6
- 2007年
- 为有效预测矿井出水状况，防止矿井突水事故的发生，采用天然电磁波法矿山采动岩层地应力变化监测系统对梧桐庄矿182101采煤工作面全程采煤过程中的地应力变化进行监测，结合区域地应力的变化作出了7次出水情况预测意见，结果显示在做出预报后的1～4d时间内，出水量有明显的增加，持续很短时间后开始下降，并分析了出现这种现象的原因．该方法也可以对某些矿井地质灾害的发生提前作出预报，为煤矿制定合理有效的突水治理方案提供依据．
- 杨武洋王文祥智建水徐通峰王悍国
- 关键词：矿井突水
- 华北煤矿地下导水通道性质的研究被引量：6
- 2007年
- 运用三维天然电磁波勘探法在地面对开采的峰峰矿区梧桐庄矿3号异常区进行探测,资料解释结果表明:3号异常区存在一组发育的小断层,为断层导水,而不是陷落柱导水.经过少量的井下钻孔验证,证实了结果的正确性.
- 杨武洋王文祥智建水徐通峰王悍国
- 关键词：异常区导水通道
