陈超凡
- 作品数：13 被引量：131H指数：6
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家级大学生创新创业训练计划国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：矿业工程理学建筑科学文化科学更多>>
- 低渗非达西渗流运动方程研究被引量：2
- 2017年
- 低速非达西渗流现象广泛存在于高放废物地质处置库及能源开发领域,描述这种非线性过程具有重要的意义.本文利用分数阶微积分方法对幂函数型、指数型两种常用的非线性运动方程进行了研究.首先从达西定律出发,通过拉普拉斯变换得到了与Hansbo幂函数型方程相一致的渗流运动方程.进而对Swartzendruber指数型方程进行研究,得到了分数阶导数意义下的Swartzendruber运动方程及其解析表达式.验证了在求导阶次为1的情况下,原Swartzendruber运动方程是分数阶Swartzendruber方程的一种特例.基于非饱和渗流实验数据,采用最小二乘法拟合获得了新运动方程中的相关参数,对参数变化趋势进行了分析.由曲线拟合结果可知,分数阶Swartzendruber方程精度较高,可以更好地描述非线性渗流过程.
- 王睿周宏伟钟江城易海洋陈超凡赵阳
- 关键词：分数阶微分
- 基于数字散斑相关方法计算煤矿相似模拟实验中采场覆岩的体积应变
- 本文将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到相似模拟实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过计算得到了不同推进度下的上覆岩层体积应变及其趋势,分析了上覆岩层的移动规律和移动变形特征。结果表明,...
- 陈超凡
- 关键词：数字散斑采场覆岩体积应变
- 文献传递
- 煤柱承载、分区及接续工作面基本顶力学模型与计算分析被引量：4
- 2013年
- 论文针对煤柱的承载、分区及其对接续工作面基本顶板的支撑特点展开研究。基于极限平衡理论和克希霍夫定律,首先给出一侧采空实体煤内支承应力的表达式,结合岩石的全应力—应变曲线对实体煤各区域的划分给出确定准则,并考虑双侧采动条件下留设煤柱尺寸内部存在分区的情况。为了进一步分析不同尺寸煤柱接续工作面支承压力分布规律,采用FLAC3D对5m、20m以及80m护巷煤柱的稳定性及相应接续工作面支承应力分布情况进行计算分析,最终的研究结果表明,计算接续工作面支承应力分布时,不能忽视与相邻工作面采空区之间所留设的煤柱尺寸因素。
- 王志强高洋丁自伟陈超凡高运郭晓菲
- 关键词：煤柱支承压力弹性薄板
- 浅埋煤层超大采高开采柱式崩塌模型及失稳被引量：9
- 2015年
- 为认清西部典型浅埋条件下覆岩致裂机理及定量分析失稳条件,基于相似模拟试验开展浅埋深薄基岩厚松散层超大采高采动裂隙演化研究。提出采动裂隙柱式结构并揭示柱式结构生成机制。基于支架工作阻力,指出周期来压期间,柱式结构的形成给支架带来了巨大的压力,波浪式特征明显,是导致压架发生的主要原因。依据破裂角演化规律,揭示切顶线破裂角较大,切落特征明显,易促成垂直柱式结构的形成。提出岩柱失稳的3种主要方式:拉裂式崩塌失稳、滑移失稳及倾覆失稳。推导了2种模式的不同失稳模型的稳定系数表达式。对于上覆软土、砂情况,最有可能发生的是拉剪混合型,然后是纯拉型;对于上覆硬土情况,最有可能发生的是纯剪型。从2种模型失稳模式可以看出,倾覆失稳的稳定系数最容易小于1,因此也是最容易发生的,其次是拉裂式崩塌失稳。
- 薛东杰周宏伟任伟光刘亚群陈超凡
- 关键词：浅埋深
- 基于数字散斑相关方法计算煤矿相似模拟实验中采场覆岩的体积应变
- 本文将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到相似模拟实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过计算得到了不同推进度下的上覆岩层体积应变及其趋势,分析了上覆岩层的移动规律和移动变形特征。结果表明,...
- 陈超凡
- 关键词：数字散斑采场覆岩体积应变
- 再论采场“三带”的划分方法及工程应用被引量：72
- 2013年
- 为解决现有导水裂隙带发育高度确定方法存在的不足展开了研究,研究基于采场覆岩"三带"的划分展开。采用相似模拟实验、理论分析及现场验证等方法和手段,通过理论分析并结合相似模拟实验发现,一次采出煤层厚度、工作面开采范围、覆岩残余碎胀系数、关键层与煤层之间的距离以及关键层自身的运动特点均是影响采场覆岩"三带"分布的影响因素。在此基础上,提出了基于关键层稳定及断裂后运动特点的采场覆岩"三带"划分的新方法及其适用条件。应用所提方法对祁东煤矿7130工作面、6130工作面、7121工作面、补连塔煤矿41301工作面、潞安煤矿6206工作面实际地质与开采情况进行划分结果的验证,结果表明,新方法更接近实测数据。
- 王志强李鹏飞王磊高运郭晓菲陈超凡
- 关键词：垮落带断裂带导水裂隙带高度关键层铰接结构
- 低渗煤样CH_4非线性压力分布与渗透率演化
- 2016年
- 为研究低渗煤岩全应力-应变过程中的渗流特性,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件,结合达西定律与固体力学理论对张集矿的标准煤岩试件内部气体渗透特性进行数值模拟。结果表明:甲烷气体在煤样中的非饱和渗透过程中,气体压力非线性分布现象十分明显,但随着渗透时间推进,其气体压力分布规律逐步趋于线性;围压与屈服强度存在正相关的关系,与渗透率呈负相关的关系,此外,低渗煤岩的流固耦合渗流效应更加明显。
- 陈超凡王睿薛东杰卓壮周宏伟
- 关键词：MULTIPHYSICS
- 厚煤层一次采全高三带划分的新方法及应用被引量：9
- 2013年
- 基于厚煤层一次采全高导水断裂带高度的确定.综合现有研究成果及相似模拟实验发现:工作面的开采范围影响上覆关键层的稳定性,而关键层的运动决定导水断裂带的高度,在关键层达到极限悬露步距之前,垮落带或者裂隙带的高度固定不变;当达到极限悬露步距后发生断裂,如果形成铰接结构,则关键层及其随动层属于裂隙带;反之,关键层及其随动层属于垮落带.在此基础上,提出以关键层理论划分采场导水断裂带的新方法,并给出适用条件.以补连塔31401工作面、潞安6202工作面以及柴沟1502工作面实际地质及回采条件为工程背景进行验证,发现一次采出煤层越厚,地质资料数据的精确性越高,新方法得到的数据越接近实测值,并且比《规程》计算结果更客观.
- 王志强朱晓丹王磊郭晓菲高运陈超凡李鹏飞
- 关键词：厚煤层导水断裂带一次采全高垮落带裂隙带
- 华丰煤矿覆岩离层注浆减沉技术研究被引量：22
- 2014年
- 基于华丰煤矿4#煤层开采的覆岩离层注浆钻孔布置,采用理论分析、区域动力规划与室内相似模拟试验3种方法,分析现有技术受工作面长度短、留设煤柱与巨厚砾岩断裂步距判定有误等因素造成减沉效率低的问题,提出采用覆岩离层连续一体化注浆技术布置倾向注浆钻孔,区域动力规划划分断裂的基础上布置走向注浆钻孔。通过相似模拟试验发现,采用覆岩离层连续一体化注浆技术可改善覆岩采动不充分、煤柱失效造成采空区活化以及砾岩下方受工作面倾斜长度影响难以出现离层等现状。最后,提出在华丰矿巨厚砾岩下方沿倾斜方向布置连续一体化注浆钻孔,在工作面上巷外侧80 m沿走向布置6个注浆钻孔于断裂位置处,并对其进行分析认为,离层区下方岩层的采动程度充分,注浆减沉效率可达到44.6%,多回收煤炭资源9.4×107 kg及沿倾斜方向减少钻孔工程量930 m。
- 王志强郭晓菲高运陈超凡李鹏飞王磊赵景礼
- 关键词：采矿工程覆岩离层注浆充填采动程度减沉效果
- 突出煤层实现连续卸压的倾斜近距下保护层开采技术研究被引量：11
- 2013年
- 研究基于突出煤层连续卸压的近距下保护层合理开采展开。为确定被保护层开采的可行性与卸压效果,首先进行相似模拟试验并提出基于关键层理论的采场"三带"划分方法,结合实践数据确定被保护层在"三带"中的层位及相应的卸压效果,并对层间关键层以及保护层开采范围的影响进行分析。结合某矿开采煤2作为煤1保护层的工程实际,认为层间关键层在原设计工作面长度情况下会影响煤1沿倾向的卸压效果,提出在煤2中布置完全无煤柱搭接工作面,相应的裂隙带高度上升,相对降低煤1在裂隙带中的层位,卸压效果更充分,并且可以实现煤1沿倾向的连续以及反复卸压。最后,综合回采率和巷道工程量考虑,煤2采用无煤柱开采方案比原方案增加回采利润2.84亿元人民币;与5 m小煤柱沿空掘巷相比,减少岩巷工程费用计600万元人民币,增加回采利润1.4亿元人民币。因此,研究的结论具有一定技术与经济意义。
- 王志强冯锐敏高运李鹏飞郭晓菲陈超凡王磊赵景礼
- 关键词：采矿工程倾斜煤层卸压突出煤层
