张晓虎
- 作品数：14 被引量：146H指数：5
- 供职机构：中国矿业大学（北京）更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金山东省“泰山学者”建设工程项目更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学理学交通运输工程更多>>
- 基于双向聚能拉张爆破理论的巷道顶板定向预裂被引量：42
- 2018年
- 为在切顶卸压沿空留巷中获得巷道顶板预裂炮孔的最优间距,基于双向聚能拉张爆破技术,采用以LS-DYNA动力分析软件为基础的数值模拟和现场试验对巷道顶板定向预裂进行研究,优化炮孔间距。数值模拟结果表明,当炮孔间距为400mm时,应力波叠加后产生有效的拉应力;当炮孔间距为500mm时,应力波叠加后也能够产生有效的拉应力,该拉应力大于孔壁围岩的抗拉强度,能够使孔壁围岩沿聚能方向形成裂缝,且利于炮孔间裂纹的扩展;随着炮孔间距进一步的增大,当炮孔间距为600mm爆破时,由于间距过大,应力波无法有效叠加,不能产生连续裂缝。现场试验表明,间距为400和500mm的炮孔间隔爆破时,未爆破孔自炮孔孔底至孔口产生连续有效裂缝,裂缝长度达2.4m,相邻炮孔间沿炮孔中心线均能够形成连续有效的切缝面,能够有效控制沿空巷道顶底板位移及沿空巷道顶板压力。综合分析,在3种不同炮孔间距的试验方案中,确定间隔爆破、500mm的炮孔间距为同一地质条件下3种试验设计中的最优方案。
- 何满潮郭鹏飞郭鹏飞张晓虎
- 关键词：动力分析
- 花岗岩在温度-压力作用下原生气体运移实验研究被引量：1
- 2016年
- 为了探讨深部岩体在破裂过程中气体运移规律,本文利用改进后电液伺服岩石力学三轴试验机和高精度气体监测装置,依据深部工程开挖后岩体中应力变化特点对加拿大Creighton矿区花岗岩样品进行温度-压力实验.在实验中观测到随着温度升高样品外表面连通裂隙内游离气体热膨胀向外界逸散,释放气体中各组分浓度变化趋势与温度成正相关.在温度和单轴压力作用下花岗岩样品破裂成核前监测到声发射密集出现,破裂产生大量张性裂隙为游离气体提供储气空间,短时间内造成气体压力突降并在裂隙内外之间形成压力梯度,驱动外界气体向新生裂隙回流.裂隙区域充满回流的气体后溢出CO_2、CH_4和H_2S.在围压持续增大过程中裂隙逐渐闭合同时排出大量游离气体.根据实验结果分析并讨论在岩体破裂过程中气体运移规律.
- 王春光刘琛陶志刚张晓虎
- 关键词：温度气体运移
- 急倾斜厚煤层放顶煤开采“半圆拱”结构分析被引量：1
- 2016年
- 通过现场观测、理论分析等方法,针对急倾斜中厚煤层工作面上覆岩层垮落规律及其对工作面支架的影响进行了研究,提出并建立了"半圆拱"结构的力学模型,依据砌体梁理论、岩石断裂理论等,对拱的受力、失稳类型及工作面矿山压力显现进行了详细分析,总结并分析了岩块滑移失稳和散体滑移失稳的两种力学机理,分析了"半圆拱"结构和垮落散体对工作面矿山压力显现的影响,验证了"半圆拱"结构力学演化模型和失稳力学模型的准确性,对急斜厚煤层安全高效开采具有重要的指导意义。
- 郭鹏飞张晓虎金珠鹏孙广义
- 关键词：急倾斜厚煤层
- 钢纤维活性粉末混凝土数值建模方法
- 针对含钢纤维活性粉末混凝土数值建模方法,提出了判断钢纤维在投放过程中是否交叉的优化算法(钢纤维外包六面体法).该方法通过在当前投放钢纤维外侧构建外包六面体,把曲面图元间的交叉判别问题简化为线段与线段或矩形与矩形之间相互位...
- 王晓飞张晓虎王阳平吴礼程李静
- 关键词：活性粉末混凝土钢纤维
- 多孔介质微观结构的随机动力学构建方法被引量：3
- 2014年
- 针对多孔介质建模的复杂性,从随机动力学的朗之万方程出发,引入概率的影响,建立构造随机多孔介质的微观生长模型.通过不同的初始固相分布,该模型可以演化出各种不同性质的多孔介质微观结构.由于考虑了颗粒之间的作用力,模型生成的多孔介质与自然界真实的多孔介质更为接近,存在连通和不连通的孔隙结构,孔道迂回曲折.通过对多孔介质微观流动的数值模拟,验证该模型的实用性、可行性.
- 张晓虎何满潮刘得超任晓龙
- 关键词：多孔介质随机动力学微观结构N-S方程
- 矿山压力对煤矿瓦斯涌出影响实验分析及其控制被引量：17
- 2016年
- 为了在室内再现工作面煤岩瓦斯涌出量随开采过程矿山压力变化的响应过程,利用自主研发的温度-压力耦合气体运移实验系统,进行了应力状态改变下的气体解吸-运移室内模拟实验。实验中在恒温条件下对煤样进行单轴压缩破坏和施加围压两个应力变化过程,实验全过程实时监测逸出气体压力、流量,并抽样检测气体浓度和成分。实验结果表明逸出气体压力和流量随应力状态变化相应明显:气体在样品破坏和围压降低瞬间出现了负压现象;逸出气体流量与应力状态变化呈近似正相关规律且流量变化略滞后于应力状态改变。结合现场经验提出了以"短壁梁理论"为基础的110工法的矿山压力控制对策,以唐山沟8820工作面液压支架压力监测情况为例展示了其对周期来压的控制效果。
- 何满潮任晓龙宫伟力张晓虎王春光
- 关键词：矿山压力瓦斯涌出煤岩
- 热-力作用原煤变形特征与力学性质演化试验研究被引量：7
- 2014年
- 开展原煤在热-力作用下煤热膨胀与吸附瓦斯解吸研究对于深入理解深部煤岩失稳破坏机制有重要意义。通过对四川白皎矿和徐州张双楼矿的原煤施加不同温度-应力条件,获取煤的热变形、解吸气体运移以及煤的力学性质的热响应。试验结果表明:白皎煤在低于35℃条件下表现为膨胀变形;在高于35℃恒温环境下,煤体变形表现为先膨胀后收缩趋势。张双楼煤在低于60℃条件下表现为先膨胀后会出现收缩;在高于60℃恒温环境下,煤样趋向整体膨胀。其结果说明,煤岩在热环境中的变形行为取决于煤基质的热膨胀与解吸收缩之间的竞争结果。煤吸热升温后孔隙中解吸气体数量增多,煤样在受载压缩变形过程中显现出复杂解吸气体排放特征,包括煤中原生孔隙裂隙压缩闭合排出气体,煤体内不均匀变形导致气体流动,煤体开裂导致气体回流。力学测试结果表明,煤样的单轴抗压强度以及弹性模量随着环境温度上升均表现出下降趋势。其结果为深入理解深部煤层在热-力耦合下渗透率与强度变化机制提供试验依据。
- 王春光陈连军王长盛张晓虎魏明尧
- 关键词：煤解吸温度
- 钢纤维活性粉末混凝土数值建模方法被引量：2
- 2015年
- 针对含钢纤维活性粉末混凝土数值建模方法,提出了判断钢纤维在投放过程中是否交叉的优化算法(钢纤维外包六面体法)。该方法通过在当前投放钢纤维外侧构建外包六面体,把曲面图元间的交叉判别问题简化为线段与线段或矩形与矩形之间相互位置关系的判别问题,降低了数值建模过程编程难度。并通过第1次粗判与第2次细判,实现了钢纤维在投放过程中的交叉判别,有效提高了投放运算效率。利用Matlab软件编程实现上述算法,完成钢纤维活性粉末混凝土数值建模过程。通过与同钢纤维含量活性粉末混凝土圆柱体试样(h=100 mm,R=50 mm)切片比较,发现数值模型与试验试样对应切片面内钢纤维的分布较一致,能较好地模拟钢纤维在活性粉末混凝土中的分布情况。
- 王晓飞张晓虎王阳平吴礼程李静
- 关键词：活性粉末混凝土钢纤维
- 沿空留巷卸压钻孔间距优化试验研究被引量：6
- 2016年
- 针对不同间距卸压钻孔设计5种试验方案,在禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场试验。沿空巷道内,随着卸压钻孔间距的增大,巷道顶板压力与巷道顶、底板位移差异较大,间距150 mm与间距400 mm卸压钻孔对应区域的顶、底板位移量分别为138 mm与193 mm。综合考虑卸压效果、施工难度等因素,确定200 mm为卸压钻孔的最优间距。
- 张晓虎郭鹏飞王炯王浩
- 关键词：沿空留巷卸压钻孔顶板压力
- 基于光滑粒子流方法的双向聚能张拉爆破数值模拟被引量：3
- 2022年
- 为了研究聚能角度对双向聚能张拉爆破的影响,首先,从双向聚能张拉爆破的原理出发,分析其断裂力学机理;其次,引入Johnson-Holmquist本构模型探究岩石的动力损伤特征;第三,运用光滑粒子流方法对双向聚能张拉爆破过程进行数值计算,再现60°,90°和150°聚能角度下的聚能爆破裂纹扩展过程,获得对应聚能角度下岩石损伤发展、粒子分布、应力分布及裂纹扩展的规律;最后,通过现场爆破试验验证其可行性和实用性。研究结果表明:在上述3种聚能角度下,双向聚能张拉爆破均能实现聚能方向上定向裂纹的形成和贯通,虽然存在次生裂纹,但是并不影响定向裂纹的形成和发展;聚能角度越小,聚能方向裂纹扩展的偏移角度越大,即双向聚能张拉爆破的定向预裂精度越差;在定向开裂过程中,炸药粒子以“气楔”作用的形式促进了裂纹在宽度和长度上的扩展。现场爆破试验结果证明了双向聚能张拉爆破具有优良的定向预裂效果。
- 朱淳胡南翔张晓虎何满潮何满潮陶志刚孟庆祥
- 关键词：定向爆破
