韩森
- 作品数：21 被引量：72H指数：5
- 供职机构：贵州大学矿业学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金贵州省科技计划项目贵州省科技支撑计划更多>>
- 相关领域：矿业工程文化科学环境科学与工程建筑科学更多>>
- 大相似比模型试验用超高强相似材料配比试验研究被引量：1
- 2023年
- 物理材料相似模拟试验是岩土工程领域中一种常用的研究手段,选择合适的相似材料并确定其配比是成功模拟原型工程的关键。现有相似材料多是针对几何相似比较小(1∶250~1∶25)的相似模拟试验研制,其强度普遍较小(0.2~7.6 MPa),难以满足较大相似比模型试验的需求。因此,为配制出强度在10 MPa以上的适合较大相似比模型试验的超高强相似材料,选择河砂、重晶石、石膏及不同强度等级的水泥作为模型试验的相似材料原料,以骨胶比、水泥石膏比、重晶石含量及水泥强度等级为正交试验的4个因素,共设计25组不同材料配比方案。根据试验要求制备各类相似模拟试件并开展相应的岩石力学试验,获得不同配比相似材料的基本物理力学参数。结果表明:试验所得相似材料力学参数变化区间较大,抗压强度为3.017~48.179 MPa,能满足较大相似比下超高强度相似模拟试验的需求;通过直观分析法分析各因素对相似材料物理力学参数的敏感性和影响规律,发现重晶石含量对相似材料密度起主要控制作用,骨胶比对相似材料抗压强度、抗拉强度、弹性模量、内摩擦角起主要控制作用,水泥石膏比对相似材料黏聚力起主要控制作用;运用SPSS软件对相似材料配比正交试验结果进行回归分析,得出超高强相似材料配比的经验公式并进行工程应用,所得公式可为快速确定水泥石膏砂相似材料的配比提供理论依据。
- 战新宇高林赵芳昊汪永印汪永印刘萍
- 关键词：正交试验
- 盘江矿区回采巷道围岩特征实验研究被引量：5
- 2022年
- 为进一步揭示盘江矿区回采巷道围岩变形机理,采集矿区范围内三对典型矿井回采巷道围岩煤岩样进行了点载荷、坚固性系数测定、矿物成分分析、耐崩解指数测定、水理特性等一系列围岩特征实验研究。结果表明:盘江矿区回采巷道顶底板岩层多为泥岩、泥质粉砂岩等软弱岩层,天然状态下抗拉强度、抗压强度及抗剪强度分别低至0.32 MPa、6.34 MPa及0.77 MPa,且煤的坚固性系数仅为0.50~0.86,矿区内回采巷道围岩软岩特征明显;围岩矿物成分以石英为主,但高岭石、钠长石等黏土矿物含量较高,遇水极易膨胀,裂隙及节理发育,围岩强度大幅度降低;围岩抵抗软化和崩解作用的能力较差,其中底板泥岩的耐崩解性指数低至8.70%。研究结论可为盘江矿区回采巷道围岩控制方案的制定提供科学依据和理论指导。
- 高林赵世毫黄小芬黄小芬马振乾孔德中康向涛
- 关键词：盘江矿区软岩物理力学性质回采巷道
- 急倾斜近距离煤层开采矿压显现规律研究被引量：6
- 2018年
- 研究急倾斜近距离煤层开采矿压显现规律,可以充分了解煤层在开采过程中的围岩应力分布特征、预防采场冒顶、片帮、压架等事故的发生。以贵州某矿14602采煤工作面为工程背景,运用数值模拟软件模拟急倾斜近距离煤层开采过程中顶底板岩层围岩应力的分布,分析得出开采过程中采煤工作面前后应力分布特征;采煤工作面推进过程中,顶底板超前支承压力形成"类椭圆应力区"。结合14602采煤工作面实际开采背景,分析得出采煤工作面推进过程中,工作面下部"三角封闭"结构强于上部,导致工作面下部巷道围岩应力、变形量较大。因此,在后期采场及巷道支护中应提高工作面下部巷道支护强度。
- 刘怀谦刘萍韩森韩森曹云钦
- 关键词：断面检测
- 倾斜煤岩层条件回采巷道支护控制技术被引量：7
- 2022年
- 以贵州桐梓某矿20701运输巷为工程背景,通过现场监测、室内试验,发现造成巷道非对称、大面积变形的主要原因有:原支护方式不合理,结构单元失效;巷道围岩含大量黏土矿物,易吸水膨胀、软化;巷道布置于带有倾角的煤岩层,局部区域存在大量的软弱结构面;煤体的承载能力较小。针对巷道破坏特征,提出“锚杆/索+注浆+钢筋网+U型钢”联合支护方案,通过数值模拟和理论分析得出,优化后的围岩-支护结构可视为双壳承载拱结构,多单元协同互补,减少了围岩间的膨胀破坏以及自身的变形,改善了围岩力学性质,提高了承载拱结构的承载能力,从而控制巷道的非对称变形,保持巷道长期稳定。模拟结果表明,顶、底板最大位移由289 mm降低至59 mm,左、右两帮最大位移由318 mm降低至52 mm,最大主应力由10 MPa提升至17 MPa。工程实践表明,平均收敛率为11.49%,较原方案降低了30.58%,对巷道变形的控制效果良好。
- 贾毅超刘萍韩森韩森罗畅陈镇刘晓峰
- 关键词：半煤岩巷注浆加固支护优化
- 岩块锚固机理的模拟试验研究被引量：3
- 2023年
- 为研究锚杆对深部巷道围岩的作用机理,利用自制三轴加载物理相似模拟试验系统,进行了加锚与不加锚完整和预裂岩石试件(400 mm×400 mm×400 mm)的加载对比试验,比较了锚杆预紧力和支护密度对完整和预裂岩石试件的锚固效果,分析了锚杆对完整和预裂岩石试件的作用时机。研究结果表明:无论完整试件或预裂试件,锚杆支护均可提高其峰值强度,尤其预紧力对提高峰值强度的作用明显,对预裂试件峰值强度的提高幅度比完整试件更大。加锚预裂试件相对于无锚预裂试件其应力应变曲线从竖向加载一开始就相对滞后;而加锚完整试件相对于无锚完整试件,从竖向加载开始到试件峰前连续变形阶段,应力应变曲线差别不大,无锚完整试件在达到其峰值强度后,承载力开始下降,而此时加锚完整试件承载力继续增大,只是增速有所减缓。对于预裂试件,锚杆承载具有即时性,即与试件基本同时承载;而对于完整试件,锚杆承载则体现出延时性,即锚杆在岩体发生破坏、产生较大变形后才开始承载。因此,锚杆支护难以阻止巷道围岩的塑性变形和塑性区的形成,深部巷道的围岩控制理念应由变形控制向稳定控制转变。深部巷道锚杆的主要作用一是提高破碎岩体的残余强度,二是阻止破碎岩体裂隙的后续扩张,从而提高围岩的整体性和完整性,达到维护巷道稳定的目的。
- 王卫军韩森韩森彭刚
- 关键词：巷道围岩岩石试件相似模拟试验
- 基于支护干涉的巷道围岩蝶形塑性区控制方法研究被引量：1
- 2023年
- 为控制巷道围岩塑性区的蝶形扩展,通过理论分析、数值模拟,对巷道埋深及围岩强度对塑性区形态和范围的影响进行分析,并研究巷道支护方式和支护时机对巷道围岩蝶形塑性区的影响。研究表明,巷道埋深及围岩本身的强度对塑性区的形态和范围有显著的影响。随着巷道埋深的增加和围岩强度的减小,巷道围岩塑性区半径相应增大,蝶形塑性区蝶叶扩展越加明显。巷道围岩蝶形塑性区是可以通过现有支护手段进行控制的,巷道开掘后,选择合适的支护时机,通过支护、注浆等方式提高巷道浅层围岩强度,对巷道施加较大支护阻力,并对可能出现蝶叶扩展的巷道部位进行加强支护,可有效抑制塑性区蝶形扩展。研究为深部巷道围岩大变形和重大动力灾害防治提供了新的思路。
- 韩森韩森董恩远彭刚
- 关键词：巷道围岩围岩强度
- 考虑支护作用的巷道围岩塑性区边界方程及应用被引量：23
- 2021年
- 结合Mohr-Coulomb强度准则,推导考虑支护力作用下的非等压圆形巷道围岩塑性区边界方程的近似解,通过理论分析和数值模拟,得出支护阻力对巷道围岩塑性区范围和形态的影响作用。研究表明:在现有支护条件下,支护阻力能够使浅部低应力巷道围岩塑性区范围有一定程度的减小,特别是对于双向主应力比值较大情况下浅部巷道围岩塑性区呈现的蝶形扩展,支护阻力能起到较好的抑制作用;而对于深部巷道,现有支护阻力对减小其塑性区半径的作用不大,难以阻止深部巷道的大变形,支护对于深部巷道的作用在于阻止巷道围岩的破裂。深部巷道围岩控制,应由"变形控制"向"结构稳定控制"理念转变,以改善巷道围岩应力环境和围岩力学性能为主要途径,以预留变形和控制非连续变形为主要方法,尽量保证巷道围岩结构稳定、完整,满足使用要求。
- 王卫军韩森韩森
- 关键词：支护阻力塑性区
- 近距离煤层群采空区高位定向钻孔布置优化研究被引量：6
- 2022年
- 为解决贵州矿区内采空区遗留煤体及邻近煤层中的瓦斯受采动影响逸散至工作面的问题,以贵州某矿10605工作面为工程背景,结合理论分析、数值模拟对高位钻孔布置优化进行研究,结果表明,垮落带高度为11 m,裂隙带范围为11~38.4 m,邻近煤层处于顶板裂隙带范围内,会受开采扰动的影响;裂隙带的应力集中系数在0~0.6之间,其顶板卸压区中应力集中系数不超过0.4的区域导气裂隙发育更好,该区域距离顶板15~25 m,倾向距回风巷10~20 m。工程实践表明,优化后的抽采措施有效地治理了瓦斯超限问题,8个钻孔平均抽采瓦斯浓度约42%,主管抽采瓦斯纯量为12.32~15.5 m^(3)/min;下排孔比上排孔的孔内平均瓦斯浓度大,且越靠近采场的钻孔孔内平均瓦斯浓度越大,与"O"形圈导气裂隙发育情况相对应;抽采一定时间后,采空区瓦斯显著下降,上隅角的瓦斯浓度由0.68%降至0.32%,符合安全生产标准。
- 贾毅超刘萍韩森韩森罗畅
- 关键词：近距离煤层瓦斯抽采
- 基于数值模拟的高位瓦斯抽采巷层位布置研究被引量：6
- 2018年
- 针对某矿瓦斯含量较大,严重影响矿井生产的问题,运用理论分析并结合FLAC3D数值模拟等方法,对17#煤层高位瓦斯抽采巷层位布置进行研究。通过对煤层的开挖,分析上覆岩层不同高度位置的应力释放情况,得出在离顶板20m处的应力得到完全释放,在离顶板35 m处和50 m处的应力为原岩应力的一半。结合经验公式计算得出25m的裂隙带高度,最后推断出距离煤层顶板25~50 m范围为裂隙带,该范围内的岩层适合布置高位瓦斯抽采巷,为矿井布置抽采巷利用"卸压增流效应"治理瓦斯提供了基础。
- 王春华刘萍康向涛康向涛韩森李帝书
- 关键词：应力释放裂隙带
- 煤矿顶板等级及其在中国煤矿的应用分析被引量：1
- 2019年
- 介绍了煤矿顶板等级的基础数据收集、测定及煤矿顶板等级值的计算、煤矿顶板等级的划分方法,简要介绍了煤矿顶板等级在美国等国家的主要应用成果。通过贵州盘江山脚树煤矿及老屋基煤矿的煤矿顶板等级与矿井的实际安全状况的比较,分析了煤矿顶板等级在贵州煤矿的适用性。根据国内不同所有制的煤矿企业的顶板安全管理现状之间的差异以及国内煤矿在不同时期顶板安全管理现状之间的差异,分析了煤矿顶板等级对国内煤矿的适用性,并提出了在国内开展煤矿顶板等级研究的重要意义,提出了煤矿顶板等级在国内煤矿的应用及开发思路。
- 汪永印潘奇志吴桂义韩森徐贤毕
- 关键词：顶板安全
