陈光波
- 作品数：16 被引量：82H指数：5
- 供职机构：山东科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金内蒙古自治区自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程建筑科学环境科学与工程更多>>
- 基于云模型和D-S理论的冲击地压危险性综合评价被引量：19
- 2017年
- 由于冲击地压影响因素较多,且影响因子存在随机性、模糊性、灰度、未知性等不确定性,冲击危险性综合评价时考虑因素不足,导致评价结果不准确。针对此问题,基于云的定性不确定性度量模型和D-S理论的冲突证据合成规则,综合考虑地质条件、开采技术条件、安全管理因素以及其他影响因素,构建了冲击地压危险性综合评价体系,并对峻德煤矿冲击危险性进行综合评价。评价结果与工程实践符合,结果表明:基于云模型和D-S理论的冲击地压危险性综合评价准确、可靠,精度较高,具有较高的应用价值。
- 陈光波
- 关键词：冲击地压综合评价云模型
- 断层破碎带垮冒堆积体空间尺寸及变形机制被引量：2
- 2022年
- 煤矿灾后垮冒堆积体堵塞巷道并中断救援路线,严重影响救援工作的开展。以断层破碎带灾后垮冒堆积体堵塞救援路线为背景,在首次阐明断层破碎带地质特征和堆积体形态特征的基础上,推导了巷道冒空区尺寸、堆积体覆盖范围、堆积体高度计算公式,讨论了堆积体的变形特征和碎块移动方式。研究发现:断层破碎带可分为碎块型、裂隙型、共生型3种类型;岩石碎块越坚硬,碎块粒径越分散;紧密堆积体碎块接触点数目较松散堆积体多;冒空区尺寸和堆积体高度均与巷道高度、宽度、侧向应力系数、似内摩擦角有关;堆积体覆盖范围与巷道高度、巷道揭露断层破碎带长度、前区堆积角、后区堆积角有关。实测结果表明:巷道冒空区尺寸、堆积体覆盖范围、堆积体高度计算公式符合现场实际,吻合度较高;堆积体变形分为受载变形和蠕变变形;块体调整方式为横向移动调整、纵向移动调整、自身转动调整3种方式。
- 陈光波陈光波李谭张国华
- 关键词：断层破碎带堆积体
- 基于剩余能量释放速率指数的煤岩组合体冲击倾向性判定被引量：2
- 2023年
- 煤岩冲击倾向性是煤岩是否发生冲击地压的自然属性,是煤岩发生冲击地压灾害的关键影响因素。为准确评判煤岩冲击倾向性,以煤岩组合体为研究对象,对其开展单轴循环加卸载试验,获得组合体不同应力水平下弹性应变能,建立弹性应变能与应力水平之间的函数关系,提出一种峰值应力时刻弹性应变能计算新方法。据此,提出一种综合考虑试件峰值强度、弹性应变能、破坏过程能量耗散及破坏时间的剩余能量释放速率指数,并结合现有指标给出冲击倾向性判定区间,最后进行合理性验证。结果表明:(1)随着应力的增大,弹性应变能呈现“缓慢→快速→缓慢”的增长规律,对应了应力-应变曲线的压密阶段、弹性阶段、塑性阶段。(2)输入应变能、弹性应变能、耗散应变能的演化规律与应力演化规律相似,均随应力的增大而增大,输入应变能增幅最大,耗散应变能增幅最小。(3)试验获得了组合体不同应力水平时刻的弹性应变能,建立弹性应变能与应力水平之间的函数关系,即任一时刻应力的平方与弹性应变能具有良好线性关系,据此,提出一种峰值应力时刻弹性应变能计算新方法。(4)综合考虑试件峰值强度、弹性应变能、破坏过程能量耗散及破坏时间等多种因素,提出一种新的冲击倾向性鉴定指标:剩余能量释放速度指数WT,该指数为试样峰前弹性应变能减去峰后耗散应变能得到的剩余能量与动态破坏时间的比值,表征煤岩发生冲击破坏时单位时间内能量释放情况。该指标与抗压强度Rc、冲击能量指数KE、弹性能量指数WET、动态破坏时间DT密切相关。给定了剩余能量释放速度指数WT的评判区间:当WT≤0时,煤岩无冲击倾向;当014.5时,煤岩为强冲击倾向。(5)采用多试样法对提出的剩余能量释放速率指数WT进行合理性验证。采用该指数对8�
- 陈光波陈光波张国华张国华刘刚刘刚李元
- 关键词：岩石力学
- 不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性及破坏机制被引量：28
- 2021年
- 为研究不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性和破坏机制,对19种不同煤岩比例和组合方式的二元、三元组合体开展轴向压缩试验,从抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数入手,分析组合体的力学特性;对构建的煤岩组合体相互作用模型进行理论分析,探究煤岩组合体的失稳破坏机理;从煤岩组合体的不同破坏形态入手,研究组合体破坏过程中的能量传递机制。研究发现:组合体的抗压强度介于各组分抗压强度之间,且偏向于软弱组分的抗压强度,随着细砂岩比例的增加而增大;组合体的弹性模量随着细砂岩占比的增大而增大,且岩石的弹性模量越大,组合体的弹性模量也越大;有煤组分的组合体的峰前积聚能量较少,细砂岩与粗砂岩构成的组合体的峰前积聚能量较多,组合体的峰前能量随着细砂岩占比的增加而增多;组合体的冲击能量指数与细砂岩比例为线性关系,随着细砂岩占比的增加而增大;细砂岩组分对于组合体的抗压强度、峰前能量、冲击能量指数的影响较大,对组合体的力学特性和冲击效应起决定作用;推导了煤岩组合体的弹性模量计算公式,从理论上揭示了组合体的弹性模量随岩石占比的增加而增加的规律;构建了煤岩组合体的力学模型,分析了组合体的失稳破坏机制。研究结果可为煤炭资源开采过程中的煤岩体相互作用下的破坏形态、力学特性、失稳机制等研究提供参考。
- 陈光波陈光波杨磊张国华李建伟董红娟
- 关键词：力学特征
- 煤岩组合体破坏前能量积聚规律试验研究被引量：9
- 2021年
- 煤系地层是由多种岩层相间互层构成的,每种岩层的力学性质不同,其能量积聚能力也不同,这就导致了煤岩系统中的能量分布具有不均等性,为探索煤岩系统中的能量积聚规律,确定引发冲击地压的能量积聚关键层位,对自主构建的不同岩性和煤岩比例的组合体开展单轴压缩试验。结果表明:①随着煤岩比例的增大,组合体破坏区域由整体破坏到半整体破坏到局部破坏逐渐过渡,破坏类型由“碎状”完全破坏、“Y型”半完全破坏到“点式”不完全破坏逐渐过渡。②随着煤岩高度比增加,组合体强度、弹性模量逐渐减小、峰前能量逐渐增多;岩石组分对于组合体的强度和弹性模量具有一定的提升作用,岩石组分的硬度越大,组合体的强度和弹性模量也越大,但组合体峰前能量越少。煤岩组合体的冲击能量指数均在5.164~6.049,具有强冲击倾向。③构建了煤岩组合体力学模型,基于煤岩结构特征及其力学特性分析借助组合体和组分的应力-应变曲线,推导了同径煤岩组合体与非同径煤岩组合体破坏前的能量分布计算公式。④细砂岩-煤组合体中煤组分积聚能量占比在60.00%~94.54%,细砂岩组分积聚能量占比在5.46%~40.00%;粗砂岩-煤组合体中煤组分积聚能量占比在54.55%~89.64%,粗砂岩组分积聚能量占比在10.36%~45.45%;三元组合体煤组分能量积聚占比为66.13%,78.48%,粗砂岩组分积聚能量占比为19.35%,13.29%,细砂岩组分积聚能量占比为14.52%,8.23%。所有组合体中煤组分积聚能量占比均大于50%,煤组分是能量积聚的主要载体。组合体各组分的能量积聚顺序为:煤>粗砂岩>细砂岩,弹性模量小的软弱岩层(煤层),能量积聚能力更强。随着煤岩比例增大,煤组分能量占比也增大。⑤理论分析了煤岩组合体能量积聚规律,揭示了深部开采活动中冲击地压的易发机制,并且针对坚硬顶板-煤体-坚硬底板这种能
- 陈光波陈光波张国华吕鹏飞吴祥业
- 关键词：冲击地压能量积聚
- 基于组合赋权的煤矿透水应急救援能力评价被引量：6
- 2023年
- 煤矿透水事故应急救援能力对于煤矿透水事故发生后的应急救援具有重要意义。煤矿透水应急救援能力的影响因素较多,并且各因素具有一定的模糊性和不确定性,导致在安全评价时无法得到合适的指标权重。据此给出了一种组合赋权的方法,通过引入拉格朗日函数,建立决策模型;引入欧氏距离函数,建立主客观权重和偏好系数关系;通过层次分析法与熵权法获得更加合理的组合权重,并运用到模糊综合评价中。运用提出的组合赋权-模糊综合评价模型对黑龙江某煤矿透水应急救援能力进行评价,评价结果为“优”,符合工程实际。结果表明:组合赋权能够获得合理的煤矿透水事故应急救援能力指标权重,可了解应急救援中真实存在的问题,从而有针对性地提升应急救援能力指标。基于组合赋权的模糊综合评价模型具有较好的科学性和准确性,在工程应用上有良好的实用价值。
- 陈光波陈光波
- 关键词：安全评价透水事故应急救援组合赋权
- 巷道垮塌堆积体的临界状态研究
- 2015年
- 分析了巷道垮塌堆积体出现临界状态的原因,对巷道垮塌堆积体临界状态下的变形特征进行研究,指出巷道垮塌堆积体临界状态的出现跟加载路径没有关系,跟起始密度的大小也没有关系,当巷道垮塌堆积体出现临界状态后,假设周围没有任何约束条件,剪应变会不断地增大然而巷道垮塌堆积体的体积却不会发生变化。
- 郭海涛陈光波
- 组合岩体动力破坏能量积聚规律实验研究被引量：1
- 2015年
- 冲击地压发生的本质是积聚能量的突然释放。为研究这些能量积聚的具体层位,笔者进行了煤岩组合体动力破坏实验。煤岩单体实验中,峰前积聚能量由多到少为细砂岩、粗砂岩、煤;而煤的冲击倾向性更大;组合体中,有煤参与的组合体积聚能量更多,冲击能量指数也较高,且组合体各组分之间的强度差距越大,越容易积聚能量,发生冲击地压的可能性也越大。研究表明:软弱岩层是能量积聚的关键层区,是诱发冲击地压发生的关键岩层。据此,在实际煤矿开采过程中提出工程建议。
- 陈光波郭海涛
- 关键词：冲击地压能量积聚组合煤岩
- 水岩作用下煤岩组合体力学特性与损伤特征被引量：2
- 2023年
- 水岩相互作用是地下采矿工程活动中的常见问题。为研究水岩作用下煤岩组合体的力学特性、损伤特征及劣化机制,对不同浸水时间下的细砂岩−煤(FM)、粗砂岩−煤(GM)、细砂岩−煤−粗砂岩(FMG)3种组合体开展了轴向压缩试验。结果表明:①组合体含水率随浸水时间增加而增大,浸水20 d以后达到饱水状态;5~15 d为组合体的吸水区,15~20 d为组合体近饱和区,20~25 d为组合体的饱和区。②水岩作用下3种组合体的抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数具有明显的劣化效应,其参数值均随浸水时间增加而减小;浸水5~15 d阶段为峰前能量陡降区,浸水15~25 d阶段为峰前能量缓降区;浸水时间5~15 d,组合体冲击能量指数劣化明显,15 d之后,劣化效应较弱;浸水5~10 d组合体为弱冲击倾向性,浸水15~25 d组合体无冲击倾向性。③随着浸水时间增加,组合体的声发射累积数显著下降。利用损伤理论构建了基于浸水时间的组合体损伤模型,该模型揭示了损伤变量与浸水时间的关系,反映了随着浸水时间增加,组合体的损伤程度增大的规律。④推导了类孔隙比计算公式,组合体的类孔隙比为:FM组合体
- 陈光波陈光波杨磊张国华张国华滕鹏程
- 关键词：水岩作用力学特性声发射
- 裂隙煤岩组合体单轴压缩力学响应及失稳机制
- 2024年
- 煤岩系统中煤层与岩层之间的层间薄弱带是裂隙分布的主要区域,这些裂隙贯穿于两岩层,严重影响着煤岩系统的力学性质与工程稳定。为探究贯穿裂隙对煤岩系统力学性质的影响,对5种裂隙长度、5种裂隙角度的裂隙煤岩组合体开展轴向加载试验,结果表明:(1)随裂隙长度的增加,抗压强度、弹性模量、峰值能量、冲击能量指数呈线性减小。随裂隙角度的增大,抗压强度、弹性模量、峰值能量、冲击能量指数先减小后增大。(2)试样破坏声发射活动均经历平静期、活跃期、剧烈期3个阶段。随裂隙长度的增加,声发射累计能量先增加后减小。随裂隙角度的增大,声发射峰值能量和累计能量先增大后减小。(3)裂隙长度和角度对翼裂纹、次生倾斜裂纹、次生共面裂纹、斜裂纹、次生衍生裂纹、翼裂纹衍生裂纹、远场裂纹以及剥落现象有一定影响。(4)随裂隙长度的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐降低。随裂隙角度的增加,黏聚力和内摩擦角先减小后增大。(5)构建了考虑裂隙长度和裂隙角度的Drucker-Prager强度准则,合理性验证发现:试样误差在1.367%~5.055%合理范围之内。(6)基于耗散结构理论,分析了组合体失稳破坏机制,组合体破坏主要经历了准稳态、亚稳态、失稳、新稳态4个阶段;构建了裂隙煤岩组合体能量运移模型,分析了裂隙煤岩组合体失稳破坏过程中的能量运移规律。裂隙两端是能量积聚的主要区域,煤组分裂隙端破坏时,一部分能量运移到岩石组分裂隙端,以岩石组分破坏或变形的形式释放出去。研究结果可为探究深部煤岩力学性质、揭示煤岩动力灾害发生机制提供有益参考。
- 陈光波陈光波李谭王创业王二雨王创业
