收藏本站
《沈阳工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

开挖引起的煤岩变形损伤及界面破裂数值模拟

侯雪  
【摘要】:为了提高煤层开采的有效性,安全性和经济性,通过模拟煤层倾角对煤层和上部岩体界面在开挖扰动载荷作用下的变形损伤演化的影响,研究了煤层变形损伤及界面软弱层系统破坏的机理,为瓦斯渗流和瓦斯突出灾难的机理分析打下了基础。 本文应用ABAQUS进行数值模拟,计算中采用了Drucker-Prager作为煤岩的屈服条件,Traction-Separate Law作为界面单元的损伤判定标准,将混凝土损伤本构应用到煤层损伤分析中。得到主要结论如下: (1)四种倾角模型最大与最小主应力值分别位于采空区左下方底板内和右上方顶板中,与水平煤层明显不同;垂直应力集中区范围不断转移扩大到下部底板;工作面前方的剪应力逐渐向前蔓延形成应力更高的集中带。 (2)沿煤层走向采空区顶板岩层出现弯曲下沉的特征,呈现不对称偏态漏斗型;上层顶板左右端以及煤层的开采面附近都出现较大偏向右侧的水平位移;煤层倾角越大,竖向位移越大。 (3)在扰动载荷作用下,界面刚度逐渐降低,采空区附近单元甚至产生失效,随着界面损伤的扩散,导致了周围结构的裂隙和缺陷的产生 (4)靠近工作面的煤层中裂纹受到较大张应力,致使裂纹扩展到周边介质,煤岩中出现损伤甚至失效,倾角越大,损伤越早出现,并且短时间单元达到失效。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD325

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐涛,唐春安,张哲,张永彬;单轴压缩条件下脆性岩石变形破坏的理论、试验与数值模拟[J];东北大学学报;2003年01期
2 ;COAL GAS DYNAMICS AND ITS APPLICATIONS[J];Scientia Geologica Sinica;1994年01期
3 余楚新,鲜学福,谭学术;煤层瓦斯流动理论及渗流控制方程的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1989年05期
4 梁冰,王拉才,章梦涛;煤岩体拉伸失稳破坏的机理及数值模拟[J];阜新矿业学院学报(自然科学版);1994年01期
5 岳世权,李振华,张光耀;煤岩蠕变特性试验研究[J];河南理工大学学报(自然科学版);2005年04期
6 谭学术;袁静;;矿井煤层真实瓦斯渗流方程的研究[J];重庆建筑工程学院学报;1986年01期
7 周储伟,杨卫,方岱宁;内聚力界面单元与复合材料的界面损伤分析[J];力学学报;1999年03期
8 沈新普 ,王建学;Numerical scheme for elastoplastic parameter identification and finite element analysis of wall-slope of the Fushun West Open Pit Mine[J];Journal of Coal Science & Engineering(China);2002年01期
9 孙培德;;瓦斯动力学模型的研究[J];煤田地质与勘探;1993年01期
10 孙培德;煤层瓦斯流动方程补正[J];煤田地质与勘探;1993年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 段东;唐春安;徐涛;高坤;李连崇;;开采过程中煤岩体应力场变化的数值试验研究[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
2 王海锋;采场下伏煤岩体卸压作用原理及在被保护层卸压瓦斯抽采中的应用[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 边金;可描述加速蠕变的流变力学组合模型和煤岩的蠕变试验研究[D];重庆大学;2002年
2 常聚才;基于应力壳综放面顶煤岩运移规律研究[D];安徽理工大学;2005年
3 魏磊;下保护层开采覆岩结构演化及卸压瓦斯抽放技术研究[D];安徽理工大学;2007年
4 孔令海;近距离煤层条带上行开采煤岩层变形破坏机理及数值模拟研究[D];山东科技大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
2 金学玉;瓦斯“截流抽放”快速揭煤法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
3 张霖;;桃园矿高位钻孔瓦斯抽放参数优化研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
4 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
5 汪义国;;近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
6 徐士良;;基于滑动裂纹模型的岩石损伤统计本构模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年02期
7 李晖;王月;王艳分;;桂林会仙喀斯特湿地生态环境调查及生态旅游开发[J];安徽农业科学;2010年27期
8 王刚;郭广礼;李伶;;矿区土地的破坏机理与治理措施研究[J];安徽农业科学;2011年11期
9 刘庭金,朱合华,唐春安;围岩卸载损伤演化及应力场调整有限元分析[J];地下空间;2002年04期
10 刘成学;杨林德;曹文贵;;岩石统计损伤软化本构模型及其参数反演[J];地下空间与工程学报;2007年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 陶俊林;刘彤;王汝恒;陈裕泽;;混凝土材料的高温静载压缩力学性能研究[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
3 冯金龙;沈新普;刘应华;;混凝土塑性损伤ABAQUS用户子程序开发[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
4 杨润全;;深井中厚煤层突出预测敏感指标临界值研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
5 常先隐;;远距离下保护层开采瓦斯治理效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
6 刘宜平;杨业新;蔡东红;华海洋;;大采高跨上山综采工作面瓦斯综合治理技术[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
7 苏罗丹;杨庆生;;基于内聚力模型的金属层合板复合材料损伤分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
8 武光辉;石军宏;何涛;;高瓦斯矿井立井井筒快速揭煤实践研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
9 张进军;刘宁川;昝军才;;大佛寺煤矿掘进工作面卸压松动圈范围的确定[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
10 田永东;;煤矿区采煤采气一体化技术及其对设备的要求[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
5 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
9 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
10 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭柯;陶二井田瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
2 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
3 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
4 潘少杰;新安煤田瓦斯赋存规律与突出区域预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
5 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
6 姚春雨;黄陵二号煤矿综采工作面采空区瓦斯流动规律数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
7 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
8 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
9 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
10 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任松,姜德义,刘新荣,刘春;用3D-Sigma分析岩盐溶腔围岩地应力场[J];地下空间;2003年04期
2 杨小林,王树仁;岩石爆破损伤断裂的细观机理[J];爆炸与冲击;2000年03期
3 纪连帮;用激光散斑测金属丝的杨氏模量[J];长春光学精密机械学院学报;1989年02期
4 李元辉;刘炜;解世俊;;矿体阶段开采顺序的选择及数值模拟[J];东北大学学报;2006年01期
5 段小宁,李鉴初,刘继山;应力场与渗流场相互作用下裂隙岩体水流运动的数值模拟[J];大连理工大学学报;1992年06期
6 冯吉利,韩国城;损伤剪切带的稳定状态与路径——大变形非局部化分析[J];大连理工大学学报;1996年04期
7 郑捷,姚孝新,陈顒;岩石变形局部化的实验研究[J];地球物理学报;1983年06期
8 唐克丽;开发西部切入点的研究──以黄土高原生态环境建设切入点为例[J];第四纪研究;2000年06期
9 朱显谟;试论黄土高原的生态环境与“土壤水库” ──重塑黄土地的理论依据[J];第四纪研究;2000年06期
10 赵生才;深部高应力下的资源开采与地下工程——香山会议第175次综述[J];地球科学进展;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许光祥;裂隙岩体渗流与卸荷力学相互作用及裂隙排水研究[D];重庆大学;2001年
2 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵顺柳;岩盐溶腔扩展的数值模拟及三维显示[D];四川大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 聂百胜;何学秋;王恩元;李钢;刘文波;;煤岩力电耦合模型及其参数计算[J];中国矿业大学学报;2007年04期
2 石必明;刘泽功;;保护层开采上覆煤层变形特性数值模拟[J];煤炭学报;2008年01期
3 石必明,俞启香;远距离保护层开采煤岩移动变形特性的试验研究[J];煤炭科学技术;2005年02期
4 沈新普;郭丽丽;金生吉;杜显赫;胡舒涵;;开采引起的煤岩粘弹塑性变形数值模拟[J];科技风;2009年21期
5 杨光;刘俊来;;鄂尔多斯盆地煤岩变形与煤储层特性关系的实验研究[J];地质学报;2008年10期
6 李子丰,杨敏嘉,李邦达;油井套管损坏的机理分析[J];石油钻采工艺;1985年04期
7 石必明;刘健;俞启香;;型煤渗透特性试验研究[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2007年01期
8 尹光志;李广治;赵洪宝;李小双;敬小非;蒋长宝;;煤岩全应力–应变过程中瓦斯流动特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年01期
9 石必明;俞启香;王凯;;远程保护层开采上覆煤层透气性动态演化规律试验研究[J];岩石力学与工程学报;2006年09期
10 刘俊来;杨光;马瑞;;高温高压实验变形煤流动的宏观与微观力学表现[J];科学通报;2005年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢海峰;饶秋华;谢强;黎纵宇;王志;;孔洞对岩石剪切(Ⅱ型)亚临界裂纹扩展的影响[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年
2 孙钧;宋德彰;;高地应力隧洞围岩非线性流变及其对洞室支护的力学效应[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
3 牛志仁;施行觉;;岩石分形断裂的统计理论[A];1991年中国地球物理学会第七届学术年会论文集[C];1991年
4 章成广;李先鹏;;高温高压下岩石声波速度研究[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
5 冯永革;赵鸿儒;;岩石综合物性测定的思想基础及应用实例[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
6 莫修文;李舟波;范晓敏;;岩石的导电模型研究与油气饱和度评价[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
7 黃國忠;陳堯中;陳立憲;;岩石間接張裂破壞之聲射演化及其時頻特徵[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
8 崔彪;;光爆劈裂管的光爆机理和应用[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年
9 孙萍;殷跃平;吴树仁;陈立伟;;东河口滑坡岩石微观结构及力学性质试验研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
10 周德培;;岩石的抗压蠕变性质[A];首届全国岩土工程博士学术讨论会论文集[C];1990年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姗悦;旅游业看好古老岩石的拉动作用[N];鞍山日报 ;2006年
2 武卫政;在岩石上种树[N];人民日报;2007年
3 林展鹰;龙岩石油资金运转安全及时[N];中国石化报;2003年
4 何屹;勇气号又盯上了岩石“米米”[N];科技日报;2004年
5 实习生 蒋洪涛;任东:翻开岩石记忆,续写亿万年前的美丽[N];科技日报;2010年
6 本报记者 冯飞;资本市场估值遵循“价无价”[N];证券时报;2004年
7 孟群舒;金岩石:2008恰如“胎儿临产”[N];解放日报;2008年
8 满东广 李先昭;新沂:岩石上“长”出4万亩良田[N];新华日报;2009年
9 记者黄健能;明代红砂岩石龟藏身小山坡[N];广州日报;2009年
10 记者 李学华;土星卫星家族发现第60颗新成员[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾杰;深埋硬岩隧道围岩稳定性研究[D];重庆大学;2011年
2 张先伟;结构性软土蠕变特性及扰动状态模型[D];吉林大学;2010年
3 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
4 季明;湿度场下灰质泥岩的力学性质演化与蠕变特征研究[D];中国矿业大学;2009年
5 崔少东;岩石力学参数的时效性及非定常流变本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
6 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
7 周华樟;旋切板胶合木的蠕变及其对结构稳定性的影响[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
9 郭臣业;岩石和瓦斯突出发生条件及机理研究[D];重庆大学;2010年
10 程强;红层软岩开挖边坡致灾机理及防治技术研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯雪;开挖引起的煤岩变形损伤及界面破裂数值模拟[D];沈阳工业大学;2011年
2 刘宝安;下保护层开采上覆煤岩变形与卸压瓦斯抽采研究[D];安徽理工大学;2006年
3 赵启峰;缓倾斜多煤层开采围岩应力场及岩层运移规律研究[D];安徽理工大学;2008年
4 王松鹤;黄土蠕变特性试验研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 杨欣;充填体蠕变本构模型及其工程应用[D];江西理工大学;2011年
6 姚伟林;超固结粉质粘土短期蠕变行为试验研究[D];北京交通大学;2011年
7 傅强;工程软岩蠕变理论及其支护方法的研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 侯成;轴承巴氏合金的蠕变力学行为研究[D];太原科技大学;2012年
9 郭建光;考虑土体蠕变的铁路边坡稳定性分析[D];中南大学;2009年
10 周玉鑫;含夹层岩盐储库渗透性与密闭性研究[D];河北工业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026