张广辉
- 作品数：12 被引量：83H指数：6
- 供职机构：煤炭科学研究总院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金更多>>
- 相关领域：矿业工程自动化与计算机技术更多>>
- 不同冲击倾向性煤能量响应初始损伤效应分析被引量：1
- 2020年
- 为解释不同冲击倾向性煤能量响应特征的差异,研究煤内部初始损伤对能量演化行为的影响。基于统计损伤力学建立了考虑煤初始损伤和细观单元峰后应变的损伤本构模型。开展加载条件下煤样CT扫描实验,获取不同冲击倾向性煤损伤结构演化情况,计算损伤本构模型中的m值。在此基础上,对不同冲击倾向性煤能量响应特征进行分析。研究发现:考虑煤初始损伤和细观单元峰后应变的损伤本构模型可准确描述煤的能量响应特征;强冲击倾向性煤初始损伤发育程度更低,损伤结构受载演化特征更显著;受初始损伤影响,强冲击倾向性煤m值为6或7,无冲击倾向性煤m值为3;不同冲击倾向性煤能量响应特征的差异取决于煤内部初始损伤,初始损伤削弱了煤储存弹性应变能并发生冲击破坏的能力。
- 莫云龙李宏艳李宏艳齐庆新邓志刚张广辉
- 关键词：CT扫描
- 深部高瓦斯煤层冲击地压发生机理研究被引量：7
- 2016年
- 针对深部高瓦斯煤层的冲击地压灾害,从瓦斯对煤体强度影响、瓦斯煤体在卸载下的层裂现象及瓦斯煤体积聚静态能量3方面入手,探讨瓦斯煤层冲击地压的发生机理。通过理论推导得出:瓦斯降低了煤体强度,减小了煤体破坏时所需要的能量;含瓦斯煤体突然卸载后,受地应力和瓦斯共同作用会产生层裂现象,削弱了冲击显现区煤体抵抗变形的能力;最终在集中动载荷和耦合静态能量的共同作用下,建立了瓦斯煤层发生冲击地压的能量判据,指出了瓦斯煤体更容易发生冲击地压。此外,在冲击地压发生后往往出现瓦斯异常涌出的现象,瓦斯积聚对安全生产带来隐患,甚至引起煤与瓦斯突出等动力灾害。
- 张广辉欧阳振华李宏艳邓志刚赵善坤
- 关键词：高瓦斯煤层冲击地压煤体强度
- KJ768微震监测系统在高瓦斯矿井强矿压灾害预警中的应用被引量：5
- 2020年
- 针对晋煤集团某矿埋深大、高瓦斯和硬顶板煤层开采过程中强矿压灾害,利用KJ768微震监测系统探究高瓦斯矿井强矿压预警的可行性。研究表明:KJ768微震监测系统能够在工作面走向和煤岩层垂向上实现顶板局部破裂的精确定位;通过分析微震频次与工作面推进速度的关系可得出该系统对影响覆岩结构稳定因素变化的敏感性较好;利用每日最大微震事件能量值Emax、每日微震事件总能量∑E24和能量异常系数K划定了强矿压预警阀值,并通过现场强矿压显现的校验,表明KJ768微震监测系统能够有效地对现场强矿压现象进行预测。
- 张广辉张广辉蒋军军邓志刚
- 陕蒙地区厚硬砂岩顶板定向水力压裂预割缝倾角优化及防冲实践被引量：21
- 2020年
- 预割缝倾角是深孔顶板定向水压致裂重要施工技术参数之一。通过半圆盘试件3点弯(SCB)断裂力学试验以及水压致裂力学模型解析分析,研究预割缝倾角影响坚硬顶板在定向切槽诱导下水压致裂过程中的断裂特性。结果表明:水压裂纹的起裂方向明显受到预设裂纹倾角影响,但最大主应力对裂纹扩展方向起到控制作用。在地应力一定条件下,随着预割缝倾角增加,临界注水压力减小,Ⅰ型应力强度因子KⅠ逐渐增加,Ⅱ型应力强度因子KⅡ先增加后减小。为保证水压裂纹既受到较大的张拉作用,又能利用地应力的作用发生剪切扩展,KⅡ达到最大值时的预割缝倾角被选为施工水力压裂参数取值。该参数设计被应用到巴彦高勒煤矿厚层砂岩顶板水压致裂工况,对比压裂过程中顶板的煤炮强度和频次以及压裂前后辅回撤通道附近的微震、应力变化,证明了设计参数下水压致裂裂隙范围有效的起到了防冲效果。
- 赵善坤赵善坤李英杰姚茂宏柴海涛苏振国李少刚
- 关键词：冲击地压
- 集贤煤田地质构造演化特征及其对冲击地压的影响被引量：1
- 2019年
- 通过对集贤煤田构造演化及成煤构造特征的分析,结合煤田内部4个矿井不同水平的12个测点的地应力实测结果,得出集贤煤田属以水平应力为主且最大主应力量值大多在30MPa以上的σH>σh>σv型高地应力场,实测所得地应力数据离散型较大但最大主应力、侧向压力系数以及水平差应力整体上均随深度的增加而增大的规律,从区域构造作用、煤岩结构特征以及局部采场应力特征的角度分析了集贤煤矿冲击地压事故的原因和影响因素,为煤田矿井深部区域动力区划和开拓布局提供了划分依据方向和设计建议。
- 赵善坤赵善坤柴海涛张广辉李志国
- 关键词：地质构造地应力冲击地压采动应力
- 深孔顶板定向水压致裂防冲机理及多参量效果检验被引量：13
- 2019年
- 针对深孔顶板水压致裂防冲施工技术参数选择及效果检验的难题,通过理论分析和现场测试探讨了3种不同顶板定向水压致裂防治冲击地压的类型及机理,采用钻孔窥视、应力监测、微震监测等多种检测手段对比分析了压裂前后的防冲效果。研究得出根据深孔顶板水压预裂施工位置及工作面的对应关系,可将顶板水压致裂防冲分为防治煤柱冲击、防治工作面冲击和防治初末采期间工作面冲击3种类型,现场对比分析得出巷道双侧压裂卸压效果优于单侧压裂,顶板压裂促使微震事件向工作面中部转移,工作面周期来压步距和来压期间的动载系数降低,巷道变形量和锚杆(索)应力增量随工作面推进波动上升,但变化幅值和增长趋势明显小于未压裂段。此外,间隙性顶板水压致裂人为在高位顶板制造了空白卸压区,破坏了顶板连续变形和能量传递,工作面进出该区域往往易造成动压显现的发生,为此类工程条件下顶板定向水压致裂参数选取和防冲效果验证提供理论依据和工程指导。
- 赵善坤赵善坤柴海涛张广辉刘毅涛柴海涛
- 关键词：冲击地压多参量
- 循环加载下冲击倾向性煤能量耗散与损伤演化研究被引量：11
- 2017年
- 为研究强冲击倾向性煤在多级循环加载条件下的能量耗散特征及损伤演化过程,在实验室开展了陕西某矿煤样的多级循环加载试验,试验研究结果表明:在多级应力循环下煤样的耗散能先迅速降低,后缓慢增加,当循环上限应力达到63%破坏载荷时,耗散能开始急剧增加;而能量耗散率先迅速降低,后逐渐稳定;煤样加卸载阶段弹性模量均有增大趋势,加载阶段弹性模量先迅速增大,后缓慢增加,而卸载阶段弹性模量变化较为平稳。采用累积耗散能定义循环加载中试件的损伤变量,并建立煤样损伤演化方程,通过试验和数值计算测定各个参数。理论和试验研究表明,基于能量耗散分析建立的冲击倾向性煤损伤演化方程能够较好反映煤样的损伤演化过程。
- 张广辉欧阳振华邓志刚王寅刘波
- 关键词：能量耗散
- 瓦斯对冲击倾向性能量指标影响的数值模拟被引量：3
- 2019年
- 为探究瓦斯对煤冲击倾向性能量指标的影响,基于含瓦斯煤的受力特点,建立含瓦斯煤样气-固耦合控制方程,并植入COMSOL数值模拟软件,开展瓦斯对弹性能量指数和冲击能量指数的影响研究。结果表明:伴随瓦斯压力的增加,煤样中塑性应变区域扩大,且塑性应变程度有所增加,煤样储存弹性应变能的能力下降;煤样变形破坏过程中消耗能量增加,煤样完全破坏后盈余能量减少,导致冲击能量指数和弹性能量指数降低;瓦斯弱化了煤的冲击倾向性,在含瓦斯煤层冲击倾向性鉴定和冲击危险性评价过程中应充分考虑瓦斯对煤冲击特性的影响。
- 李少刚李少刚邓志刚
- 关键词：瓦斯能量耗散冲击地压数值模拟
- 不同尺寸煤体失稳破坏的前兆声发射特征研究被引量：4
- 2017年
- 利用岩石力学试验机和AMSY-6发射信号采集系统对不同尺寸强冲击倾向性煤样进行了单轴压缩的声发射测试,研究了其变形破坏过程中的声发射能量计数、振铃计数、定位事件的动态演化规律。实验结果表明:强冲击倾向性煤样声发射统计参量曲线均可以表征煤岩体失稳破坏过程,可将煤样失稳破坏过程划分为4个阶段,与应力应变曲线的压密、弹性、塑形、破坏阶段基本对应;表征煤岩失稳破坏的前兆特征包括:能量计数及振铃计数破坏前的大幅度增加,能量计数、振铃计数以及定位事件计数破坏前的声发射平静期,单位应力增量内声发射定位事件的大幅增加;试样尺寸的变化,对声发射统计参量曲线前期影响较大,对于失稳破坏的前兆特征无明显影响,尺寸效应不明显。
- 蒋军军蒋军军欧阳振华邓志刚王寅欧阳振华
- 关键词：平静期前兆特征尺寸效应
- 不同加载方式下强冲击倾向性煤声发射特征研究被引量：5
- 2020年
- 为探究强冲击倾向性煤在多级循环加载下能量积聚与耗散形态、损伤演化过程,以充分辨识冲击倾向性煤破坏前兆,利用TAW-2000型电液私服试验机对强冲击倾向性煤样进行了多级应变循环加载和多级应力循环加载试验。试验表明:在多级应变和应力加载条件下,振铃计数率均呈现加载初期振铃计数较高,临近破坏时振铃计数急剧增加趋势;每级加卸载产生的能量耗散与损伤变量均呈现出先降低后增加的趋势;受加载方式的影响,应力加载条件下振铃计数更高,且在载荷转换阶段,煤样有明显声发射现象,煤样内部结构劣化较快,单循环损伤程度严重,煤样累计损伤增长更快;伴随循环级数的增加FR值逐渐降低,且呈现加速下降趋势;循环加载初期煤样变形处于压密和弹性变形阶段,损伤程度低,Kaiser效应显著,上一级循环载荷超过煤样峰值强度的60%后,煤样损伤加剧,在次级加载时Felicity效应显著。
- 张广辉张广辉蒋军军邓志刚莫云龙蒋军军马斌文
- 关键词：循环加载KAISER效应能量耗散
