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| 1 | 深部厚顶煤巷道让压型锚索箱梁支护系统现场试验对比研究显示文摘针对巨野矿区深部高地应力厚顶煤巷道支护特点,以'先抗后让再抗'支护理念为指导,研制高强让压型锚索箱梁(PRABB)支护系统。该系统具有预紧力损失小、定量让压、支护力传递效果好、护表面积大等特点。分别以箱型支护梁和矿用12#工字钢为托梁设计了横梁、纵向单梁和纵向双梁共6种支护系统。以赵楼煤矿深部厚顶煤巷道为工程背景,利用数值试验对其支护效果进行初步分析,并在3302工作面顺槽进行6种支护系统的现场试验对比研究。现场试验结果表明:(1)相对于原支护方案,6种锚索梁支护系统均能有效控制巷道围岩变形;(2)PRABB支护系统试验段巷道支护效果整体优于工字钢锚索梁方案,前者围岩变形量比后者小15%~25%;(3)纵向单梁支护系统对巷道围岩的控制效果最好,纵向双梁支护系统次之,横梁支护系统相对较差。根据试验结果对钢梁不同布置方式的围岩控制机制进行分析表明:纵向单梁支护系统可有效控制厚顶煤巷道顶板关键部位的变形,调动围岩自承能力,使巷道变形得到较好控制。在深部厚顶煤巷道支护时,采用PRABB支护系统纵向单梁方案,可达到经济有效控制巷道围岩变形的目的。 | 李术才 王琦 李为腾 王德超 李智 江贝 王汉鹏 王洪涛 | 2012 | 岩石力学与工程学报2012，31，4： | 54 |
| 2 | 三软煤层沿空巷道破坏机制及锚注控制显示文摘针对龙口矿区梁家煤矿典型三软地层沿空巷道-4606材料巷围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆+注浆锚索和注浆锚杆+注浆锚索2种联合支护对比试验方案。结果表明:方案实施后,巷道围岩变形量均小于原支护方案37%以上,U型棚+注浆锚杆+注浆锚索联合支护方案中U型棚对围岩的控制作用不明显,注浆锚杆+注浆锚索联合支护完全可以取代传统的U型棚支护。 | 王琦 潘锐 李术才 何满潮 任尧喜 王雷 丁国利 孙会彬 江贝 | 2016 | 煤炭学报2016，41，5： | 35 |
| 3 | 数字钻探随钻参数与岩石单轴抗压强度关系显示文摘针对常规的现场岩石单轴抗压强度测试方法周期长、成本高的问题,提出一种基于数字钻探测试岩石单轴抗压强度的方法。根据岩石钻进过程中的受力特点,基于能量分析法,推导了岩石单位切削能与随钻参数的关系式。同时,基于自主研发的多功能岩石钻探测试系统,开展了砂岩及不同强度砂浆试件等完整岩石的数字钻探试验,通过试验结果分析,建立了随钻参数与岩石单轴抗压强度的定量关系模型(DP-UCS模型),并对其进行了验证,结果表明:DP-UCS模型预测的单轴抗压强度与单轴压缩试验测定的单轴抗压强度的差异率平均值小于10%,证明了该模型的有效性。 | 王琦 秦乾 高松 李术才 高红科 何满潮 江贝 章冲 | 2018 | 煤炭学报2018，43，5： | 31 |
| 4 | 破碎围岩注浆体空隙特征和力学性能研究显示文摘为了明确破碎围岩注浆体的空隙特征和力学性能,采用自主研发的破碎岩体注浆加固效果评价测试仪,研究不同粒径和不同水灰比对破碎围岩注浆体空隙特征和力学性能的影响.结果表明:随着颗粒粒径的增加,破碎围岩空隙分布率呈现先增大后减小的趋势;破碎围岩注浆体单轴抗压强度随着粒径的增加呈现先减小后增加的趋势,随着水灰比的增加呈现先增加后减小的趋势;破碎围岩注浆体破坏形式以沿纵向裂纹的劈裂破坏为主.基于实验结果,提出工程建议,并进行现场破碎围岩支护方案的设计与应用,监测结果表明巷道破碎围岩得到了有效控制. | 王琦 王雷 刘博宏 江贝 张皓杰 许硕 | 2019 | 中国矿业大学学报2019，48，6： | 34 |
| 5 | 三软煤层巷道破坏机制及锚注对比试验显示文摘针对龙口矿区梁家煤矿典型软岩巷道—4606改造开切眼巷道围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。支护构件锚固性能试验表明,与注浆前相比,注浆10 d后注浆锚杆拉拔力提高214%,高强锚索提高89%。在此基础上,以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆,注浆锚杆+高强锚索两种联合支护对比试验方案。结果表明:方案实施后,巷道围岩变形量小于原支护方案59%以上,锚注支护可有效控制该类条件下巷道围岩变形;两种试验方案的围岩整体平均变形量相差6.6%,采用注浆锚杆+高强锚索联合支护方案可替代传统的U型棚支护。 | 江贝 李术才 王琦 潘锐 张若祥 任尧喜 王德超 丁国利 秦乾 姜作华 | 2015 | 煤炭学报2015，40，10： | 27 |
| 6 | 地下工程围岩数字钻探测试系统研发与应用显示文摘岩体力学参数与结构特征是地下工程稳定性分析的基础,围岩参数的实时获取对支护设计至关重要。地下工程建设常面临高应力、极软岩等复杂地质条件,导致围岩松散破碎,锚注支护是破碎围岩控制的有效方法,注浆前后破碎围岩体的力学性能是锚注参数设计的基本依据。数字钻探测试技术为实现围岩参数实时获取与锚注效果定量评价提供了新的手段。在前期岩体力学随钻理论研究、多功能真三轴岩体钻探测试系统(室内TRD系统)自主研制与大量室内试验的基础上,研发了本安型地下工程围岩数字钻探测试系统(现场SDT系统),基于该系统开展了完整岩石层、破碎岩体层和注浆岩体层等不同组合条件下分层岩体的数字钻探试验,结果显示:(1)现场SDT系统控制和监测性能良好,与室内TRD系统匹配程度高;(2)随钻参数在岩层界面处响应明显,基于现场SDT系统测试的岩体等效单轴抗压强度、黏聚力和内摩擦角与室内岩石力学测试结果的平均差值率均小于15%;(3)基于现场SDT系统测试的注浆后破碎岩层等效单轴抗压强度为注浆前的3.5倍。现场SDT系统可有效实现岩层界面准确识别、岩体等效力学参数实时测试和破碎岩体注浆效果定量评价。 | 王琦 高红科 蒋振华 李术才 江贝 | 2020 | 岩石力学与工程学报2020，39，2： | 24 |
| 7 | 无煤柱自成巷三维地质力学模型试验系统研制与工程应用显示文摘切顶卸压无煤柱自成巷技术是一种新型煤炭开采方法,利用矿山压力做功与岩体碎胀特性自动形成巷道,实现了煤炭开采无巷道掘进、无煤柱留设。为深入研究无煤柱自成巷开采全过程的覆岩运动机制、矿压显现规律与自成巷变形破坏机制,自主研发了切顶卸压无煤柱自成巷三维地质力学模型试验系统,由反力液压加载系统、自动采煤成巷系统和高精实时监测系统组成。试验系统配备无煤柱自成巷推采、切缝、成巷等核心工艺的成套模拟试验装置,实现无煤柱自成巷采掘留一体化开采全过程的真实模拟与完整工作面矿压规律的监测分析,通过组合式反力装置,可开展5.5 m×2.4 m×3.0 m(长×高×宽)以内不同尺寸模型体的地质力学模型试验。以我国首个N00工法工作面——柠条塔煤矿S1201–II工作面为工程背景,利用该试验系统开展了无煤柱自成巷工艺中最复杂的N00工法的三维地质力学模型试验,揭示了N00工法开采的矿压显现规律,得到了自成巷围岩变形控制机制,明确了自成巷关键破坏部位,提出了相应的工程建议,指导了现场设计与应用。现场试验与模型试验结果相一致,验证了模型试验系统研发与应用的合理性与有效性。 | 王琦 江贝 辛忠欣 何满潮 李术才 张朋 王悦 蒋振华 | 2020 | 岩石力学与工程学报2020，39，8： | 24 |
| 8 | 深立井大水工作面注浆堵水技术显示文摘结合山东菏泽龙固煤矿主井井筒在穿过高压、大水量含水层时的现场工程条件,提出了注浆堵水综合治理方案。方案采用'一个关键,四条原则'的设计施工方针。利用综合超前预报手段为先导,确定含水区域的位置、水量与裂隙通道的分布情况。为确保井壁和注浆安全,先进行井壁和止浆垫外围注浆,在井壁周围形成帷幕后再进行工作面注浆。对高压、大水情况下的注浆,采取'分次注浆,逐步降水'的方案。同时对分次注浆、钻孔布置等注浆技术参数的设计依据进行了阐述。总结了集'地质分析、综合探测、理论设计、施工反馈'于一体的注浆设计理念和技术经验,不仅成功封堵了涌水,而且对注浆施工期间的安全控制有显著效果。 | 李海燕 王琦 江贝 翟淑园 王汉鹏 李为腾 李智 | 2011 | 煤炭学报2011，36，S2： | 23 |
| 9 | 可缩式钢管混凝土支架力学性能及经济效益显示文摘建立了地下工程常用的U型钢支架、格栅钢架、空钢管支架与钢管混凝土支架的有限元模型,分析了各自的承载力、支护效应等力学性能及影响因素。通过研究材料用量和支护效应指标,对经济效益进行了对比分析。进行了钢管混凝土可缩性节点的设计及试验研究,分析了钢管混凝土节点的受力特性。研究表明:钢管混凝土支架支护性能与套箍系数密切相关。与传统支架相比,钢管混凝土支架承载力高,后期强度及延性大,规格多样,经济效益好。配以增阻可缩节点,可实现定量增阻,同时兼具让压功能。在优化分析组合效应的基础上,对钢管混凝土支架进行合理设计,可满足多种深部软岩及节理破碎岩体的支护要求。 | 王琦 李术才 王汉鹏 李为腾 李智 江贝 张伟杰 | 2011 | 山东大学学报(工学版)2011，41，5： | 23 |
| 10 | 基于地质预报的煤巷顶板事故防治研究显示文摘对煤巷顶板事故原因和机理进行了总结分析,指出现有煤巷掘进支护过程中顶板事故多发的主要原因是迎头地质情况调查不明、地质条件突变时缺少相应的预警机制和合理的应对措施。经过探讨指出利用煤巷超前地质预报技术预防顶板事故是可行的。通过对巨野矿区某矿煤巷多次冒顶事故教训的总结,指出建立合理的冒顶事故预警机制并设计相应支护预案的必要性,在此基础上提出了基于超前地质预报的煤巷顶板事故支护预案防治方法。以'地质先行、物探紧跟、钻探核实、预案配套、监控反馈'为指导方针,注重各预报环节的反复推演与相互修正。利用该方法成功预防了多起冒顶事故的发生,并对其中一起案例进行了深入分析,显示该方法具有较理想的预报效果,以锚索梁为主的支护预案可以有效控制断层区巷道变形,防止冒顶事故发生,并具有很好的经济性指标。 | 王琦 李术才 李为腾 王汉鹏 李智 江贝 王德超 | 2012 | 采矿与安全工程学报2012，29，1： | 20 |
| 11 | 一种基于移动Agent技术的网络管理模型显示文摘现有的网络管理模式已经不适合计算机网络的发展。移动Agent技术是一种新型的分布式计算技术,介绍了基于移动Agent技术的网络管理结构,提出了一种实现模型,并分析了移动Agent技术在网络管理中的优势。 | 刘晓明 黄传河 江贝 | 2000 | 计算机应用研究2000，17，12： | 20 |
| 12 | 深部煤巷高强让压型锚索箱梁支护系统研究显示文摘对现阶段煤巷支护现状,尤其是对让压支护理论及技术进行了总结分析。对'先控后让再抗'支护理念的必要性和工程意义进行了研究。以该理念为指导,针对深部高地应力煤巷支护需要,研制了高强让压型锚索箱梁支护系统,分析了系统的高强让压性能,研究了箱型支护梁及锚索让压环等组成构件的功能和力学特性。通过与槽钢、工字钢的对比分析结果可知箱型支护梁强度高、刚度大、护表效果好、传力性能佳、经济性高;单轴压缩试验结果表明该锚索让压环具有独特的二阶式让压性能,且让压点较高、让压距离大、让压稳定性好。该支护系统组合方式多样、适用范围广。根据赵楼煤矿3320运输平巷地质情况设计了高强让压型锚索箱梁支护系统相应方案,并与原支护方案进行了数值模拟对比,结果显示该方案明显优于原支护方案。新型支护方案用在平巷的试验段中,达到了良好的支护效果。 | 王琦 李术才 李为腾 阮国强 李海燕 王德超 江贝 张红军 | 2013 | 采矿与安全工程学报2013，30，2： | 20 |
| 13 | 深部厚顶煤巷道大型地质力学模型试验系统研制与应用显示文摘为研究深部厚顶煤巷道围岩应力演化规律与变形特征,研制了大型地质力学模型试验系统。该系统由反力装置、柔性均布压力加载装置、数字智能液压控制系统和高精度多元实时监测系统组成,具有可自由拼装、模拟空间大、荷载集度高、边界加载均匀和模拟精度高等特点。以赵楼煤矿3302工作面运输巷为工程背景,通过大量的相似材料配比及力学参数测试,确定了两种不同系列的材料分别模拟砂岩和煤层;设计制作了预应力锚杆(索)、箱型支护梁、钢带及托盘等相似构件;对让压型锚索箱梁支护系统进行了大比尺模型试验研究,得到了深部厚顶煤巷道开挖支护过程中的围岩内部应力演化与变形规律。结果表明,该系统能够较好地进行深井煤巷及其他大型地下硐室开挖支护全过程的模型试验研究。 | 李术才 王德超 王琦 王富奇 彭蓬 李为腾 江贝 王洪涛 | 2013 | 煤炭学报2013，38，9： | 20 |
| 14 | 非线性破坏准则下水平浅埋条形锚板抗拔承载力的极限分析显示文摘基于非线性Mohr-Coulomb强度准则,根据相关联的流动法则,构造出条形锚板上方土体破坏的机动许可场,利用极限分析上限法,结合变分原理,推导出了水平浅埋条形锚板极限抗拔力的表达式与极限状态下对应的土体破裂机制,讨论了不同锚板设计参数与土体强度参数,对锚板极限抗拔力与土体破裂机制的影响,并将该文计算结果与不同计算方法对应计算结果进行了对比。计算表明:随着锚板埋置深度、土体初始粘聚力与重度的增加,锚板的极限抗拔力不断增大;该文提出的土体破裂机制,与现有文献中的试验结果一致,破裂曲面的形状主要取决于非线性系数m的大小,而且非线性系数m对锚板极限抗拔力也有着显著的影响,随着非线性系数m增加,锚板抗拔力非线性不断降低,土体破裂范围不断减小,破裂曲面的曲率则不断增加,当m=1.0时,破裂曲面退化为一平直面。该文上限解计算结果与现有文献计算成果以及数值计算结果非常接近,从而证明了该计算方法的有效性,为条形锚板的设计提供一定参考。 | 王洪涛 李术才 王琦 苗素军 江贝 | 2014 | 工程力学2014，31，2： | 19 |
| 15 | 恒阻吸能锚杆力学特性与工程应用显示文摘地下工程面临大量高应力、极软岩等复杂条件,导致围岩应力集中、能量积聚,易发生围岩大变形。高强度、高预紧力、高延伸率以及高吸能特性的锚杆支护是大变形围岩的有效支护方式。传统锚杆支护存在强度低、延伸率不足等问题,支护体系易发生破断。基于此,自主研发了具有高强、高延伸率特性、可施加高预紧力的恒阻吸能锚杆,开展了新型锚杆、普通锚杆与恒阻大变形锚杆的静力拉伸与动力冲击对比试验。结果表明,在静力学性能方面,新型锚杆的屈服强度和破断强度分别为普通锚杆的2.06和1.62倍以上,具有高强、恒阻的力学特性。新型锚杆的最大力延伸率和断后延伸率分别是普通锚杆的1.52和1.26倍以上,单位长度吸收的能量是普通锚杆的3.05倍,具有高延伸率、高吸能特性。在动力学性能方面,新型锚杆的单次冲击平均位移量相比普通锚杆降低了47.0%,延伸率是普通锚杆的1.53倍,单位长度吸收的能量是普通锚杆的2.77倍,表明新型恒阻吸能锚杆具有良好的抗冲击能力和整体变形能力。恒阻吸能锚杆具有高强、高延伸率、高吸能特性,提出了恒阻吸能锚杆支护思路,并将新型锚杆在大断面隧道和深部高应力矿井现场进行了应用,现场监测结果表明,采用恒阻吸能锚杆的支护方式能够有效控制围岩变形。 | 王琦 何满潮 许硕 辛忠欣 江贝 魏华勇 | 2022 | 煤炭学报2022，47，4： | 19 |
| 16 | 破碎围岩锚注扩散加固机制研究与应用显示文摘随着煤炭开采深度的增加,高地应力、复杂地质构造和巷道围岩松散破碎现象逐渐增加,锚注作为该类巷道治理中常采用的支护手段,在该类巷道治理中取得良好的控制效果,而锚注浆液的扩散及加固规律作为锚注研究的重要依据,相关研究目前还比较缺乏。本文以巨野矿区千米深井赵楼煤矿为工程背景,通过现场注浆前后普通锚杆拉拔力试验,定义锚注有效加固区,得到锚注有效加固区的陀螺形分布规律。在此基础上,开展不同注浆锚杆布设条件下的数值模拟试验,分析注浆锚杆长度和间排距对锚注加固效果的影响规律,提出基于现场锚注扩散试验和数值模拟研究的锚注支护设计方法,并在赵楼煤矿5302轨道巷破碎围岩锚注支护设计中进行应用,有效控制了围岩变形。 | 王琦 许英东 许硕 江贝 潘锐 刘博宏 | 2019 | 采矿与安全工程学报2019，0，5： | 19 |
| 17 | 大断面厚顶煤巷道顶板冒落破坏的上限分析显示文摘根据大断面厚顶煤巷道顶板的破坏特性,考虑了顶板围岩应力水平与支护荷载的影响,利用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,构造出厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机构。基于塑性力学中的上限分析方法,结合变分原理,推导得到了大跨度厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机制,并以赵楼煤矿某巷道现场实践为例,分析了不同计算参数对顶板冒落破坏机制的影响。计算研究表明:随着岩体经验参数A、抗拉强度、抗压强度及支护荷载的增加,冒落体尺寸随之增大,而当岩体经验参数B、围岩应力及岩体重度增加时,冒落体尺寸则随之减小;冒落体尺寸代表了巷道顶板安全性能的大小,其尺寸越大,表明使巷道顶板发生冒落破坏所需外力功越多,顶板安全性能也越高;岩体经验参数B、围岩应力水平与支护荷载对顶板围岩破裂机制影响较为显著,参数B决定了冒落体的破裂形状,随着参数B的增加,冒落破裂迹线的曲率不断减小;增大支护阻力是提高顶板稳定性的有效途径,其研究结果可为大断面厚顶煤巷道支护设计提供一定的理论依据。 | 王琦 王洪涛 李术才 王德超 江贝 张红军 李为腾 | 2014 | 岩土力学2014，35，3： | 18 |
| 18 | 深部高应力穿层巷道变形机制及支护技术研究显示文摘针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破坏较少,且拉伸破坏主要集中在巷道浅部围岩。2)穿层巷道处于单一软岩时,巷道变形破坏严重,稳定性差,穿层巷道塑性破坏区主要分布在软岩中,塑性破坏区域沿着交界面增加。3)建立穿层巷道稳定性分析模型,确定不同工况下穿层巷道稳定性等级,提出穿层巷道分区联合支护方案,有效控制巷道变形破坏,提高了穿层巷道的整体稳定性。 | 王雷 王琦 黄玉兵 张皓杰 江贝 许英东 鹿伟 | 2019 | 采矿与安全工程学报2019，36，1： | 18 |
| 19 | 深部高强锚注切顶自成巷方法与验证显示文摘针对深部高应力回采巷道围岩控制难题,以我国最大采深矿井——山东泰安孙村煤矿为工程背景,对传统沿空掘巷、锚杆(索)支护巷道进行监测分析,结果表明:巷道围岩变形量大,破坏范围广,锚杆大部分处于强度劣化区内,难以发挥支护作用,锚索受力大,接近极限破断力。为解决上述问题,系统开展了不同煤柱宽度、地应力大小、顶板围岩强度、切顶高度等影响因素下的数值试验研究,建立了顶板应力释放率、侧向支承压力提升率与围岩变形控制率等定量评价指标,对比分析了多种因素下切顶自成巷与沿空掘巷矿压变化规律与围岩控制机制。基于此,提出了深部高强锚注切顶自成巷方法,利用高强锚注提高巷道顶板完整性,利用顶板预裂切缝切断采空区与巷道顶板之间的应力传递,使巷道处于应力降低区。为进一步验证该方法的合理性,利用自主研发的地质力学模型试验系统,开展了模型试验对比研究,高强锚注切顶自成巷围岩应力比沿空掘巷平均降低20.8%,围岩变形量为后者的45.1%,应力释放与围岩控制效果明显。结合上述研究,提出了相应的工程建议,并在孙村煤矿2215工作面进行了现场应用,监测表明该方法有效控制了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采。 | 王琦 张朋 蒋振华 何满潮 李术才 王悦 江贝 | 2021 | 煤炭学报2021，46，2： | 18 |
| 20 | 煤巷断层区顶板破断机制分析及支护对策研究显示文摘针对断层区煤巷顶板破断问题,分别建立了正断层和逆断层构造区的顶板弹性深梁力学模型,研究了顶板应力分布规律,并以Mohr-Coulomb破坏准则为判据,分析了不同顶板压力、支护强度、跨高比等因素下的顶板破断机制。理论分析表明,顶板深梁最大有效剪应力随跨高比增大而增大;其随跨高比不同而呈现出3种不同破断模式;穿越断层的巷道在断层区域应尽早使用强力支护系统,提高支护强度;穿越正断层的巷道在断层面附近应当提高护表效果。根据理论分析结论提出,在煤巷断层区使用让压型锚索箱梁支护系统,可对顶板围岩进行及时强力支护,实现'先控后让再抗',既能有效发挥支护系统作用,又能充分发挥围岩自承能力。上述支护对策应用于巨野矿区断层区煤巷支护方案设计中,有效防止了顶板事故的发生,验证了理论分析的正确性。 | 王琦 李术才 李智 李为腾 王富奇 江贝 王德超 王洪涛 | 2012 | 岩土力学2012，33，10： | 17 |
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