王岗
- 作品数：12 被引量：53H指数：5
- 供职机构：辽宁工程技术大学力学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划辽宁省科技厅资助项目更多>>
- 相关领域：矿业工程环境科学与工程建筑科学更多>>
- 煤体冲击倾向性指标与煤体破裂电荷关系试验研究被引量：5
- 2016年
- 为完善冲击地压灾害的预测判据,在单轴压缩条件下,通过试验研究煤体冲击倾向性指标K与煤体破裂产生的电荷之间的关系。结果表明,随着应力峰后电荷脉冲数减少或累积电荷量减少,K值增大,煤样冲击倾向性增强;随着应力峰后电荷变化率增大,K值增大;煤样K值越大表示相应工程地质煤岩体的临界塑性区深度与临界荷载越小,冲击地压发生的可能性越大;因此,可将应力峰后电荷特征相关参数作为煤体冲击倾向性强弱及冲击地压发生难易程度的初步判定依据。
- 王岗潘一山肖晓春吴迪丁鑫赵鑫
- 关键词：冲击地压煤体
- 冲击倾向性对受载破坏煤样电荷规律影响的试验研究被引量：1
- 2019年
- 为了用电荷感应方法预测煤体冲击倾向性,研究了煤样冲击倾向性、物理力学特征以及电荷信号规律,重点分析了不同冲击倾向性煤样破坏全程电荷信号分布特征以及冲击倾向性指标与电荷相关参量的量化关系。研究结果表明:随着冲击倾向性增强,煤样破坏形式逐渐由破碎型向共轭剪切型再向单剪型转变;煤样破裂电荷信号的产生与应力突变具有较好的一致性;强冲击倾向煤样电荷信号主要集中在应力峰前的强化损伤阶段,煤样发生失稳破坏电荷前兆信息比较明显;弱冲击倾向煤样电荷信号主要集中在强化损伤和峰后破坏阶段;无冲击倾向煤样电荷信号主要集中在应力峰后的破坏阶段,煤样发生失稳破坏电荷前兆信息不再明显;煤样冲击倾向性越强,应力峰后累积电荷量越少,但应力峰后电荷变化率w越大;冲击能量指数K E与应力峰后电荷变化率w具有幂递增函数关系,弹性能量指数W ET与应力峰后电荷变化率w具有线性递增函数关系。因此可以通过电荷信号整体分布规律以及应力峰后电荷变化率的大小来初步判断煤体的冲击倾向程度。
- 王岗潘一山肖晓春
- 关键词：失稳破坏
- 单轴加载煤体破坏特征与电荷规律研究及应用被引量：5
- 2019年
- 为了完善电荷感应方法用于冲击地压的预测预报,利用自主研制的电荷监测系统开展了室内单轴压缩条件下煤样破裂电荷监测试验。重点分析了煤样的破坏类型、力学特性以及不同破坏类型下电荷时-频域信号规律,并对试验结果进行了工程验证。研究结果表明:煤样变形破坏特征可分为单剪型、共轭剪切型和破碎型;单剪型煤样电荷时域信号仅在峰后破坏初期,应力跌落至97%σ_c左右时产生,前兆信息难以捕捉,信号具有孤立性,幅值较高,电荷频率分布离散,主频为250 Hz。此特征电荷信号预示着相应工程煤体可能发生局部化破坏,将集聚的能量瞬间释放,冲击危害程度较大;共轭剪切型煤样电荷时域信号在强化损伤后期,应力达到(85%～100%)σ_c时开始产生,信号具有间隔突发性,主频为150Hz。预示着煤体可能发生分区化破裂,能量间断释放,冲击危害程度次之;破碎型煤样电荷时域信号在强化损伤初期,应力达到(70%～85%)σ_c时就开始产生,前兆信息易于捕捉,信号具有群发性,幅值较低,主频为0 Hz。预示着煤体可能发生均匀型破碎,能量缓慢释放,冲击危害程度较小。现场监测结果表明,在工作面煤体破碎区和发生煤炮时监测到的电荷信号特征,与试验室煤样发生均匀型破碎和单剪型破裂而产生的电荷信号特征具有高度相似性,验证了试验室结果的可靠性。
- 王岗潘一山肖晓春
- 关键词：煤样破坏特征冲击地压
- 预制大尺度单裂纹煤样破坏特征及电荷规律试验研究被引量：3
- 2018年
- 为有效提取含有宏观构造煤体失稳破坏的前兆信息,采用试验方法开展了完整煤样和预制不同倾角大尺度单裂纹煤样单轴压缩过程破坏特征及电荷信号规律的研究。结果表明:随预制裂纹倾角(裂纹与轴线方向的夹角)减小,煤样的峰值应力逐渐降低,达到峰值应力时间逐渐缩短,煤样由拉伸劈裂破坏向剪切滑移破坏转变,同时新生翼裂纹由垂直预制裂纹面的翼裂纹向平行预制裂纹面的翼裂纹转变;预制裂纹煤样由于宏观裂纹的存在,更容易发生破裂,在应力峰前就有显著电荷信号产生,因此预制裂纹煤样破裂前兆信息比完整煤样更容易被捕捉;随预制裂纹倾角由60°→45°→30°减小,煤样破裂首次高值电荷信号出现的时间逐渐提前,分别为68.5%σ_c和65.5%T,60.5%σ_c和47.0%T,37.5%σc和30.0%T(T为煤样全程破坏时间),应力峰后破坏阶段电荷信号幅值逐渐减小,电荷累积量曲线突变点增多且首次突变点有所提前;预制裂纹的存在通过改变煤样的变形破裂过程及形式从而实现对煤样破裂产生电荷规律的影响;可根据预制裂纹煤样破裂电荷信号相关特征,对现场进行宏观地质构造探测、以及对煤岩体节理或断层的产状进行合理的推断。有望为预测预报煤岩动力灾害提供新的方法和途径。
- 王岗潘一山肖晓春
- 关键词：预制裂纹破坏特征前兆信息动力灾害
- 煤体电荷感应信号评价冲击危险性试验研究
- 2021年
- 为完善冲击地压矿井的冲击危险性评价方法,提高冲击危险性预测的准确率,应用自主研制的煤岩电荷监测系统,选择典型冲击地压矿井的煤样,开展了煤体单轴压缩冲击危险性测试与电荷感应监测试验研究。基于冲击地压扰动响应失稳理论,将应变软化阶段产生的电荷信号变化作为预测冲击地压发生的前兆信息,得到了煤体冲击危险性指标的临界软化系数Kρ、临界应力系数Kp及其冲击危险的等级分类标准,分析了煤体电荷感应信号的电荷事件数CSJ和电荷事件的平均幅值CFZ参量与冲击危险性指标Kρ和Kp之间的量化关系。结果表明:煤样破裂应力峰后,冲击倾向性K与电荷事件数CSJ呈指数递减关系,与CFZ呈指数递增关系;随着Kρ或Kp的增大,煤样应力峰后CSJ呈幂函数关系递增,应力峰后电荷平均幅值CFZ呈一次函数关系递减,以此可预测煤体的冲击危险程度,最后得到了河南某矿煤层冲击危险性的应力峰后冲击危险等级的CSJ和CFZ判据与划分标准。煤体冲击危险性电荷感应信号评价方法为冲击地压矿井冲击危险性评价提供了一种新的方向,对现场煤层冲击危险性评价具有指导作用,但也还需要开展大量现场试验对其进行不断修正和完善。
- 赵林锁郑文红王岗罗浩王俊陆
- 关键词：安全工程煤体判据
- 煤岩破裂裂纹演化过程声-电信号时频特征研究被引量：3
- 2018年
- 为了探究煤岩破裂裂纹演化过程声-电物理信号规律,开展了单轴压缩条件下煤岩试样失稳破坏全程声-电信号的监测试验,重点分析了煤岩试样裂纹演化过程不同阶段声-电信号时频域特征,并对声-电信号相关参数进行了量化分析。研究结果表明:煤岩破裂裂纹演化过程依次经历了微破裂、次破裂和主破裂阶段,各阶段应力突变和声-电信号的产生及变化具有较好的一致性;随着裂纹逐渐演化,煤岩试样电荷信号峰值均值和声发射能量峰值均值都逐渐增大,高值电荷和声发射信号的同时产生预示着煤岩处于次破裂阶段,可以作为煤岩临近失稳破坏的前兆信息;裂纹的不同演化阶段对煤样电荷幅值的影响要大于对声发射能量幅值的影响;随着煤岩试样裂纹逐渐演化,声-电信号主频逐渐向低频转变,且主频幅值逐渐增大,由此可将声-电信号主频降低以及主频幅值增长的趋势作为煤岩失稳破坏的前兆特征;裂纹的不同演化阶段对岩样声发射能量主频幅值的影响要大于煤样。
- 王岗潘一山李忠华李国臻吴迪
- 关键词：失稳破坏
- 煤岩破裂裂纹演化过程声-电信号时频特征研究
- 为了探究煤岩破裂裂纹演化过程声-电物理信号规律，开展了单轴压缩条件下煤岩试样失稳破坏全程声-电信号的监测试验，重点分析了煤岩试样裂纹演化过程不同阶段声-电信号时频域特征，并对声-电信号相关参数进行了量化分析。研究结果表明...
- 王岗潘一山李忠华李国臻吴迪
- 关键词：失稳破坏
- 钻杆扭矩法测定煤岩强度的理论与试验研究被引量：8
- 2015年
- 通过对打钻时钻杆上扭矩的力学分析,理论上给出了利用钻杆扭矩判断煤岩体强度的可行性,提出通过测试钻孔过程中的钻杆扭矩来判断煤岩体强度的方法.在此基础上,建立钻杆扭矩法测定煤岩强度试验系统,研究了不同煤岩体强度条件下钻杆扭矩的规律.试验结果表明,钻杆扭矩能够反映被钻削煤岩体的强度,单一影响因素条件下,钻杆扭矩同煤岩体强度呈线性递增规律.应用该方法在现场的测定结果符合试验情况,验证了钻杆扭矩法测定煤岩体强度的有效性和可靠性.
- 李忠华朱丽媛李国臻王岗
- 关键词：煤体强度打钻
- 基于临界应力指数法巷道冲击地压危险性评价被引量：8
- 2020年
- 冲击危险性评价的目的是确定待采掘区域的冲击地压危险等级及范围,是冲击地压防治工作的基础。建立了“应力-围岩-支护”巷道冲击地压力学模型,发现了巷道冲击地压发生的临界应力、临界阻力区深度与煤体单轴抗压强度、巷道支护强度、巷道几何参数以及冲击能指数4者之间的内在关系。冲击能指数直接影响巷道围岩系统结构失稳的临界应力与临界阻力区的大小,阻力区深度增加导致冲击地压发生的临界载荷增加,实际阻力区深度与应力环境是影响冲击地压发生的重要因素。给出了考虑了煤体的实际应力环境、煤体冲击倾向性、巷道结构属性及实际围岩状态4个因素的临界应力指数计算方法。提出采用临界应力指数评价巷道冲击地压危险性的方法,将相似条件下已经发生过冲击地压区域的临界应力指数,作为待评价区域的冲击地压发生指标Kfcr,把临界应力指数在[0,Kfcr]区间以0.25Kfcr为间隔,划分为4个数值区间,由低到高分别对应无冲击危险、弱冲击危险、中等冲击危险和强冲击危险4个危险等级,依据临界应力指数在4个区间的分布情况判定待评价区域的危险等级。以某矿303工作面实际工程为案例,介绍了包含10个步骤的冲击危险性评价流程,评价结果表明:该工作面存在中等冲击危险区域5个,强冲击危险区域7个。钻屑法监测数据表明评价结果与现场实际相符。与综合指数法评价结果相比,临界应力指数法的评价结果更趋于量化。
- 王爱文王岗王岗陈建强施天威吕祥锋蔡荣宦
- 关键词：巷道冲击地压支护
- 电荷感应法检测煤层注水防冲效果研究被引量：4
- 2019年
- 为了探究电荷感应法检测煤层注水防冲效果,采用试验方法开展了不同含水率煤样单轴压缩破坏电荷规律的研究。理论分析了水对煤样物理力学性质和煤样产生电荷信号特征影响的规律,并对现场煤层注水过程进行了电荷感应现场监测,分析了注水前、中、后电荷信号变化规律以及产生原理。研究结果表明:水的存在减弱了煤样内部颗粒之间的摩擦作用,促进了微孔裂隙的增长与发育,导致水对电荷信号的产生起到弱化作用,出现有应力降而无电荷信号产生以及电荷信号滞后的现象;随含水率增高,煤样电荷均幅呈指数函数递减趋势;得到了煤样电荷均值与含水率的关系式,进而得到耿村煤矿符合煤层注水防冲要求的含水率增量对应的电荷降幅理论百分比为50.13%。由此可根据现场煤层注水前、后电荷降幅实际百分比与理论百分比相比较,就可对煤层注水防冲效果进行初步评价;现场监测结果表明煤层注水前和注水过程中,监测的电荷幅值较大,注水后电荷幅值与注水前相比降幅为52.65%,大于试验室理论结果,符合煤层注水要求。因此,电荷感应方法可以用来检测煤层注水防冲效果,但还需要大量的试验室以及现场试验进行不断的修正和完善。
- 王岗潘一山肖晓春
- 关键词：煤样含水率煤层注水
