采矿与安全工程学报

蒋金泉, 张培鹏, 秦广鹏, 李付臣, 许斌, 许丽娜

2015, 32(4): 523-529.

摘要 ( 1440 )

PDF (427KB) ( 1486 )

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针对工作面一侧采空边界条件，建立三边固支一边简支高位硬厚岩层板结构力学模型，推导出硬厚岩层破断能量释放公式；通过比较岩板上表面固支边和下表面中部最大拉应力，揭示了硬厚岩层的变形破断规律；并结合现场微震监测数据，分析了高位硬厚岩层下开采微震活动分布特征。研究结果表明：当悬露系数λ＜1.024时，硬厚岩层倾向固支侧与下表面中部同时断裂，呈固支侧侧向跨度大于简支侧的竖向偏“O-X”型；否则，硬厚岩层走向固支边首先破断，呈对称的横向正“O-X”型；工作面开采时，小能量微震主要分布在厚关键层下方岩体内，且下方岩体运动易引发相邻采空区的微震活动；大能量微震活动发生在厚关键层破断失稳过程中，主要分布在厚关键层断裂线附近，集中于其内部及下方附近。

特厚煤层下山煤柱区巷道冲击危险性实时监测预警研究

魏全德，姜福兴，姚顺利，魏向志，舒凑先，郝其林

2015, 32(4): 530-536.

摘要 ( 1360 )

PDF (642KB) ( 1399 )

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通过理论研究和现场实测，研究了特厚煤层煤巷下山发生冲击地压的原因和冲击危险性实时监测预警方法。研究结果表明，下山煤柱区地层结构与开采形成的“不对称工字形”覆岩空间结构是造成异常应力集中的根本原因。通过建立下山煤柱区上覆岩层空间结构模型和走向支承压力估算模型，得到了煤柱区域支承压力分布规律，该支承压力分布区域的移动和量值的变化是导致下山煤柱区巷道发生冲击地压的主要原因。提出了震动场-应力场一体化监测预警下山煤柱区巷道冲击地压方法，应用微地震系统监测覆岩断裂运动，通过微震冲量快速预测“冲击危险区”，通过钻孔应力动态预警“冲击危险程度”，实现了下山煤柱区巷道“区域与局部相结合”和“冲击危险区与冲击危险程度相结合”的冲击地压实时监测预警。经千秋煤矿21 采区下山煤柱区现场应用，效果良好。

早强混凝土实验与极软岩巷道钢管混凝土支架应用研究

高延法，刘珂铭，冯绍伟，赵伟，曲广龙，谢浩

2015, 32(4): 537-543.

摘要 ( 1503 )

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针对极软岩巷道支护中普通型钢管混凝土支架在核心混凝土尚未有效凝固时就被压坏的问题，进行了早强混凝土的配比实验，结合实验成果研发了早强型钢管混凝土支架，通过理论计算对比分析了早强型和普通型支架的早期支护反力。最后以北皂煤矿二煤顶板巷道为工程背景，设计了基于早强型钢管混凝土支架的复合支护方案，并对支护效果进行数值模拟，最终应用于工程实践。结果表明：早强混凝土坍落度大于220 mm，缓凝3 h 以上，1 d 抗压强度大于40 MPa， 3 d 抗压强度大于49.9 MPa，满足泵送要求和早强要求；早强型钢管混凝土支架1，3，7 d 的支护反力分别可达普通型支架的1.68，1.4，1.26 倍，且后期仍能缓慢增长。数值模拟和工程实践充分证明基于早强型钢管混凝土支架的复合支护能够有效抑制极软岩巷道的早期快速收敛变形，并能维持巷道的长期稳定。

弱面影响下深部倾斜岩层巷道非均称失稳机制与控制技术

王襄禹，柏建彪，王猛

2015, 32(4): 544-551.

摘要 ( 1329 )

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采用地质调查、理论分析、数值模拟与工业性试验等方法，研究了弱面影响下深部倾斜岩层巷道变形特征。该类巷道非均称失稳机制主要包括弱面层间剪切破坏机制、高应力软岩扩容机制与弱面围岩失稳诱发机制。围岩首先沿弱面破坏，弱面层间剪切滑移变形引发邻近围岩破坏区扩展，局部围岩失稳加剧其他部位变形破坏，诱发巷道整体灾变失稳。弱面对巷道失稳起着诱导作用，维护巷道稳定的关键在于控制弱面层间剪切变形与弱面围岩失稳后软岩区域峰后承载阶段的持续变形。基于高强度高预应力控制原则、非均称控制原则与全断面控制原则，开发了以强力支护、弱面围岩加强支护、控制底鼓和二次支护为核心的分阶段动态控制技术，通过强化弱面及围岩整体强度与承载能力，控制巷道非均称变形，保持巷道长期稳定。

孤岛工作面动压回采巷道平移变形力学机制及控制技术研究

陈晓祥，王雷超，付东辉

2015, 32(4): 552-558.

摘要 ( 1176 )

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基于五阳煤矿 7603 孤岛工作面工程地质概况，进行现场调研并分析了运输巷掘进过程中出现两帮“平移”大变形的机理，得出巷道围岩变形机制是构造应力型(IIA)和重力型机制(IIB)+弱层走向型机制(IIIBA)+层理走向型机制(IIICA)+随机节理型机制(IIIE)的复合变形力学机制；运用变形力学机制转化原理，提出“携顶底，控两帮”的支护思路，进而提出了新的支护方案。运用FLAC3D 数值模拟对比分析了新方案与原方案的支护效果，新方案塑性区发育较原方案少106.5 m2 单位面积；新方案顶底板移近量较原方案减少了65.4%，两帮移近量减少了78.9%，新方案可以有效控制围岩两帮平移大变形。工业性试验表明，运输巷道的顶底板最大移近量约250 mm，两帮最大移近量仅有350 mm，分别比原支护方案减小45.9%和79.2%；两帮锚杆受力在110～160 kN 之间，锚索受力值约为300 kN，均在15 d 前后趋于稳定，巷道围岩得到了有效控制，能够满足通风和安全生产需要。

煤巷侧帮压力及锚杆参数计算

范金成，蒋斌松，张强

2015, 32(4): 559-564.

摘要 ( 1395 )

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煤矿为了高产高效，采区巷道普遍采取大断面矩形形状、且沿煤层布置。由于煤层相对于上覆岩层强度较弱，矿压显现明显，煤帮常常出现较大范围的破裂、破坏现象，严重威胁巷道稳定和安全生产。采用高强锚杆(索)加固技术可以维护巷道的稳定，但锚杆长度、直径、间排距等参数主要依靠经验确定，缺乏依据理论的计算方法。本文针对水平层状岩层、矩形煤巷，基于岩层控制关键层理论和弹性地基梁模型，获得岩梁变形及应力解析表达式，以确定煤巷侧帮的压力及破裂范围；进而根据岩土工程稳定原理，确定维护煤帮稳定所需要的锚固力，为锚杆直径及间排距的确定提供理论依据。最后，通过算例进行了煤巷侧帮压力及锚杆参数的计算，其结果符合工程实际。

浅拱底梁支架底鼓控制技术研究

刘建庄，杨忠东，刘树第，郭立稳

2015, 32(4): 565-570.

摘要 ( 1632 )

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克服现有深拱底梁闭式支架的不足，设计试制了具有较高水平抗力的浅拱底梁，摸索了其棚腿搭接方法。利用ANSYS12.1 模拟对比了浅拱底梁与深拱底梁的受力特征，结果表明均布载荷下浅拱底梁极值应力受矢高影响更为敏感，弯曲应力所占比重较小，空间稳定性更强；在水平挤压作用下，底梁弯曲受力为主要承载模式，弯矩与应力随着矢高的加大线性增加，前者抵抗水平变形能力远优于后者，更适合对于剪切滑移型底鼓的控制。开滦林南仓矿软岩巷道的工程应用，证实了受力分析的正确性，体现了浅拱底梁在治理剪切滑移型底鼓中的优越性。

深井高应力软岩巷道围岩变形破坏机制及控制

张广超，何富连

2015, 32(4): 571-577.

摘要 ( 1494 )

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为解决深井高应力软岩巷道出现的围岩大变形和支护问题，以邢东矿-980 大巷为例，采用现场调研、数值模拟、井下试验等方法，分析围岩大变形等级和变形破坏机理。研究认为其破坏的主要因素有围岩裂隙发育且敏感性强、高地应力、复杂地质构造、水理作用，确定其属于应力扩容膨胀型(HJS)复合地质软岩。巷道变形破坏动态过程为：围岩裂隙发育、强度低(高应力扰动作用下)→形成大范围破碎带→水理、复杂地质构造及流变特性→大变形失稳。基于上述研究，提出以高强锚网索、可缩性环形支架、注浆加固为核心的多层次耦合支护系统，分析具体支护形式与围岩的耦合作用机理，并进行支护参数设计。工程实践表明：-980 大巷扩修60 d 后围岩变形速率降至1 mm/d，顶板最大收敛值193 mm，两帮最大收敛值114 mm，底板最大收敛值151 mm，实现了深井软岩巷道稳定性控制。

深部土与立井井壁竖向相互作用试验台研制及初步应用

张驰，杨维好，王衍森，张涛

2015, 32(4): 578-584.

摘要 ( 1663 )

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本文研制成功了一种适用于深部土与立井井壁竖向相互作用研究的试验台，开展了饱和砂土与C60 混凝土井壁竖向相互作用初步研究。试验台最大有效试验空间为820 mm×820 mm，最大设计承载能力24 MPa，研究土层深度可达1 200 m。针对饱和砂土与C60 混凝土界面的竖向剪切试验表明：当界面法向正应力均值取0.2~0.4 MPa 时，剪切应力与剪切位移曲线可采用弹塑性模型加以描述，界面产生相互错动时对应的剪切位移约为0.53~1.11 mm，界面极限静摩擦因数为 0.70~0.53，界面抗剪强度值约在140~210 kPa 之间。

基于透明岩体的深埋软岩巷道变形破裂规律研究

林志斌，李元海，高文艺，张顺金，杨帆

2015, 32(4): 585-591.

摘要 ( 1272 )

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针对深部岩体物理模型试验中存在的内部变形量测难题，采用透明岩体相似模拟试验新方法，利用自行研制的数字散斑相关变形量测技术，通过进一步对模型内部制斑方法展开实验研究，得到了非构造应力作用下深埋圆形软岩巷道围岩的内部变形与破裂规律。研究结果表明：1) 提出的透明岩体人工填充式制斑方法能够有效保障数字照相变形量测的实施与精度；2) 不同埋深下，围岩的径向位移与其距巷道表面的距离大体呈指数衰减关系；3) 围岩的宏观裂纹数目、总长、破裂区域宽度与其埋深呈指数增长关系，而破裂分形维数则与埋深呈线性增长关系；4) 巷道两帮及对角线处的浅部岩体为重点锚喷支护与注浆加固区，同时，应采用桁架、格栅等构件形成封闭支护结构和有效承载环，防止巷道发生滑动失稳破坏。

复杂受压条件下不同尺寸煤柱破坏倾向性研究

何耀宇，宋选民，赵金昌

2015, 32(4): 592-596.

摘要 ( 1168 )

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以煤柱现场受压实际条件为依据，基于岩体破坏压剪和拉伸特征，通过理论分析建立煤柱压剪破坏和拉伸破坏危险性指标，采用数值模拟方法分析不同宽高比条件下复杂受压煤柱危险性指标分布规律及煤柱破坏倾向性特征。研究发现：随着煤柱宽度增加，压剪破坏倾向性依次呈现椭圆型、“X”+半椭圆型、半椭圆+双漏斗型、半椭圆+双梯形型结构特征；拉伸破坏倾向性呈现双曲线似矩形型、“X”+半椭圆型、双漏斗型、似双梯形型结构特征。煤柱宽高比对危险性指数的影响具有阶段性，呈现影响剧烈、平缓和零影响3 个阶段，煤柱受压时最大主应力分布存在明显端头效应，且服从圣维南原理。

流变条件下锚杆应力分布规律

康继春，卜庆为

2015, 32(4): 597-602.

摘要 ( 1222 )

PDF (402KB) ( 1234 )

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为了解围岩流变条件下锚杆应力变化规律，在求出西原模型下圆形巷道的黏弹塑性位移解的基础上，运用“中性点”理论，推导出全长锚固锚杆剪应力与轴应力随时间变化的表达式。据现场围岩位移数据，反推出西元模型中的4 个参量值。计算结果表明：中性点的位置与时间无关；当围岩处于减速蠕变时，锚杆的应力增加速率减速趋零；当围岩处于等速蠕变阶段，锚杆的应力增加速率随着时间推移减速趋稳。为验证锚杆在巷道服务年限内是否失效与确定二次支护时间提供一种新的思路。

淮南矿区上提工作面覆岩结构分类与压架临界支护阻力计算

李迎富，李志华，华心祝，杨科

2015, 32(4): 603-609.

摘要 ( 1172 )

PDF (454KB) ( 1208 )

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为了防止淮南矿区上提工作面压架突水，根据冒落带顶板岩层综合强度及裂隙带是否存在坚硬岩层，将上提工作面覆岩结构分为I，II，III，IV 4 种类型，建立了不同覆岩结构类型的力学模型，推导出工作面压架临界支护阻力计算式，确定了上提工作面压架失稳判据，并分析了影响压架临界支护阻力的因素。研究认为：采取减少面长、降低采高、保持工作面直接顶完整性、防止采空区顶板悬顶、加固工作面煤壁、采前疏水降压等措施将有利于上提工作面支架的稳定。

急倾斜煤层水平分段综放面开采扰动影响分析

崔峰，来兴平，曹建涛，单鹏飞

2015, 32(4): 610-616.

摘要 ( 1257 )

PDF (648KB) ( 1483 )

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针对水平分段开采造成的持续性扰动作用运用数值模拟的方法进行分析，揭示本分段开采后和下分层开采后模型整体的塑性区、应力场和位移场分布特征，并重点分析了下分段巷道的围岩应力分布特点，最后通过现场监测分析掌握了实际开采过程中开采扰动的影响特点。结果表明：急倾斜水平分段工作面中，随着分段高度的加大上分段开采对下分段的影响逐渐减弱，下分段较大厚度的煤体起到了缓冲作用；下分段底板侧+518 m 水平巷道(B3 巷)岩石侧承受的压力较大，顶板侧即+518 m 水平B6 巷道岩石侧承受的压力较大，上分段开采对下分段的超前影响距离是 10~20 m，下分段巷道受到开采扰动和采空区覆层介质垮落的影响，锚杆拉力变化滞后于工作面。

厚松散层薄基岩充填开采覆岩裂隙发育分析

徐平，周跃进，张敏霞，李佳伟，曹正正

2015, 32(4): 617-622.

摘要 ( 1548 )

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为分析厚松散层薄基岩固体充填开采覆岩裂隙发育规律，将厚松散层单一薄基岩视为作用在固体充填材料上的承载结构，建立了单层薄基岩Winkler 弹性地基连续梁力学分析模型；在力学分析基础上，得到了充填体压缩模量与岩梁任意截面裂隙发育高度的关系。通过分析固体充填材料压缩特性，建立了厚松散层单一薄基岩岩梁裂隙发育高度与充实率之间的对应关系。结合工程实例，在力学分析模型上采用UDEC 数值模拟软件建立数值模型，分析了充实率为60%，70% 和85%时岩梁裂隙发育情况，并与裂隙发育高度的经验公式预计值对比。研究表明：固体充填开采中由于充填体对上覆岩层的支撑作用，使得开采中上覆薄基岩塑性区发育高度得到抑制，从而限制了覆岩裂隙的发育；工作面推进过程中，其裂隙发育高度在工作面推进30~50 m 时迅速增长，且随着充实率的提高而迅速递减。分析及测试结果证实密实固体充填是确保松散含水层薄基岩下煤炭安全开采的有效途径。

有限元强度增加法模拟综放开采覆岩垮落带与裂隙区分布

雷文杰，冯拥军，王兆丰，韩真理，余明高

2015, 32(4): 623-627.

摘要 ( 1183 )

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在完善平面应变条件下Drucker-Prager 内切圆屈服准则推导过程的基础上，推导出 Drucker-Prager 内切圆向外切圆直接转换系数，及内摩擦角强度增加系数的适用范围，提出有限元强度增加的非连续介质极限分析方法。建立由煤层和上覆岩层组成的综放开采有限元模型，通过煤岩体强度增加获得工作面周期来压时顶煤、上覆岩层的极限状态，以及上覆岩层的垮落形状和裂隙带分布，并采取经验方法验证冒落带、裂隙带高度的可靠性，从而为非连续介质临界状态特征分析提供一种新的分析方法。

常村矿巨厚砾岩下特厚煤层开采对地表形变的影响分析

李春意，崔希民，胡青峰，何荣

2015, 32(4): 628-633.

摘要 ( 1193 )

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为了研究巨厚砾岩下特厚煤层开采地表形变规律，以概率积分模型为原型，建立了基于叠加原理的三维空间分布式优化求参模型。以常村煤矿2113 工作面地表移动观测站实测资料为依据，采用下沉和水平移动求参模型求取了地表形变预计参数。结合工程地质资料，从岩层运移机理对参数的分布规律进行了分析。结果表明，巨厚砾岩关键层的初次破断距为367 m，悬臂梁周期破断距为179 m，关键层破断后地表非连续变形显现强烈，巨厚砾岩层的悬臂支承作用是造成地表沉陷盆地出现偏态下沉的根本原因，与实测结果相吻合。

覆岩导水裂缝带高度与开采参数的关系研究

赵兵朝，刘樟荣，同超，王春龙

2015, 32(4): 634-638.

摘要 ( 1212 )

PDF (287KB) ( 1359 )

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为了研究覆岩导水裂缝带最大高度与开采参数之间的关系，结合岩层中间层和导水裂缝带广义损伤因子的定义，假定可用两段椭圆弧来拟合导水裂缝带上位岩土层的下沉曲线，导出了开采厚度、基岩厚度、载荷层厚度和导水裂缝带广义损伤因子之间的关系，简化了确定导水裂缝带最大高度的计算方法。研究结果表明：导水裂缝带最大高度与开采参数之间存在较大联系，确定导水裂缝带最大高度时必须考虑开采参数。同时，通过工程实例验证了该计算方法的适用性和可靠性，为进一步研究保水开采奠定了理论基础。

大倾角煤层工作面底板岩层富水异常区探查方法研究

张平松，凡净，吴荣新，郭立全

2015, 32(4): 639-643.

摘要 ( 1244 )

PDF (518KB) ( 1332 )

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淮南矿区老区大倾角煤层工作面较多，其A 组煤层开采过程中受到底板灰岩水的威胁，需提前进行探测与处理，但大倾角条件下直流电穿透方法适用性需要得到确认。论文结合大倾角A 组煤层工作面开采地质条件，进行物理模型构建及测试实验，并通过现场探查实践，对双巷并行电透视成像方法进行研究，获得了三维电透视数据采集、处理与反演关键技术认识。认为通过三维全空间电穿透数据采集及处理，对底板岩层富水特征探查分辨具有良好的效果，可为大倾角煤层工作面防治水技术措施制定提供依据。

本煤层水压致裂增透范围分析

赵源，曹树刚，李勇，覃乐

2015, 32(4): 644-650.

摘要 ( 1264 )

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在理论分析水压致裂起裂机理和起裂方向的基础上，应用煤岩损伤破裂过程渗流-应力耦合分析系统，对5 种不同地应力条件下的本煤层水压致裂过程进行模拟，得到了煤体的起裂方向、起裂压力和扩展压力。研究发现：侧压系数λ<1 时，煤体基本沿垂直方向起裂，起裂压力和扩展压力呈逐步增长的趋势；λ>1 时，煤体的起裂方向为水平，起裂压力和扩展压力表现出平缓降低的趋势；在λ=1 时，运用3 种屈服准则进行了对比分析，得到了不同判别准则下的最小起裂水压。通过对λ=1.2 时的受力状态进行深入分析，提出了压裂增透范围为宏观裂隙区、微裂隙贯通区、微裂隙产生区(受拉区)和原生裂隙扰动区(压应力恢复区)之和；利用数值图像处理得到的增透面积增长趋势符合二次函数的关系。

深部岩体在高压水头作用下的渗透性状况试验

黄震，姜振泉，孙晓倩，曹丁涛，王宗胜，辛斌

2015, 32(4): 651-657.

摘要 ( 1110 )

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现场压水试验是揭示深部岩土工程中岩体渗透性能的可靠方法，为探究深部煤层底板岩体的渗透性，采用钻孔高压压水测试手段，对兖州矿区某矿下组煤底板三段岩体进行了现场压水试验，获得了大量压水测试数据。结合渗透系数计算公式，对试验数据进行了分析，获得了不同深度及不同岩性岩体的渗透系数值及渗透系数与压力关系的概化模式。研究结果表明：岩体发生渗流时，测试水压和流量会发生突变。岩体的渗透系数-压力关系曲线在几何形态表现出明显的分段性，即可分为突变点前的平稳段和突变点后的线性变化段。压水结束后，岩体裂隙会发生闭合，且仍具有较强的抗渗性。

地下矿山采场群稳定性分析及其控制技术

徐文彬，宋卫东，曹帅，江国建，吴锋，姜磊

2015, 32(4): 658-664.

摘要 ( 1416 )

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为了研究地下采场群稳定性问题，基于 Voronoi 图法理论，建立了不规则矿柱稳定性评价方法。以大尹格庄金矿为工程背景，在调查、分析采场矿柱、顶板失稳破坏模式的基础上，总结得到影响矿柱稳定性的主要因素；并借助正交极差分析方法对矿柱稳定性影响因素敏感性进行对比分析，得到了矿柱稳定性影响因素敏感性主次顺序。对-496 m 水平各采场矿柱的稳定性现状进行评价，结果表明：1-2#，2-6#，3-1#，3-2#以及4-2#矿柱安全系数皆低于1.0；6203 采场整体稳定性差，极易发生矿柱连续破坏事故。最后，提出了控制采场群稳定性支护对策。现场实践证明，采场顶板发生冒落、矿柱出现开裂或片帮等现象急剧减少，采场整体稳定性得到显著提高。

含水煤样破裂过程中的声发射及分形特性研究

高保彬，李回贵，李化敏，李林，苏承东

2015, 32(4): 665-670.

摘要 ( 1454 )

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为了研究含水煤样破裂过程中的声发射及分形特征，以余吾煤业 3#煤层煤样为研究对象，利用RMT-150C 型岩石力学伺服试验系统和AE-win E1.86 型声发射监测仪，分别对干燥、自然和饱和煤样进行单轴压缩下的声发射试验，对声发射计数序列进行了分形特征分析。研究结果表明：含水量的增加会造成单轴抗压强度的降低；3 种状态煤样破裂过程中的声发射参数的演化过程大致相同，可以分为3 个阶段，即初始声发射平静期、声发射活跃期和峰后声发射平静期；自然煤样与干燥煤样相比，声发射计数下降了49.95%，声发射累计计数下降了37.04%；饱和煤样与干燥煤样相比，声发射计数下降了77.48%，声发射累计计数下降了52.17%；干燥煤样、自然煤样和饱和煤样破裂过程中都具有分形特征，声发射计数分维值都会出现波动上升→突降→最大值的现象，这可以作为一种煤岩动力灾害预测的前兆信息。

内排土场对端帮边坡稳定性影响研究

周伟，韩流，才庆祥

2015, 32(4): 671-676.

摘要 ( 1192 )

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为了研究压帮内排参数变化对于不平衡地应力及端帮稳定性的影响，基于内排台阶的发展规律及靠帮开采的关键理论，采用FLAC 软件对哈尔乌素露天煤矿北端帮边坡进行三维模拟，记录靠帮开采过程中产生的不平衡地应力及压帮内排产生的收敛效应，同时分析压帮内排对端帮稳定性的增效效果。结果表明：内排台阶能较好地抵消不平衡地应力，并呈现出良好的线性变化规律；内排参数按一维变化时，边坡稳定系数与内排宽度符合二次函数，与内排高度符合一次函数；内排参数按照三维变化时，边坡稳定系数与之表现为良好的指数函数关系。

转地下开采后龙首矿露天采坑底部隆起机理

邓清海，曹家源，张丽萍，马凤山，徐嘉谟

2015, 32(4): 677-682.

摘要 ( 1173 )

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基于金川龙首矿地表移动GPS 监测数据，分析了露天采坑围岩移动、变形规律。监测结果表明：地下开采已经引起地表大范围的岩体移动和变形，并形成了2 个沉降区和1 个上升区；其中上盘沉降区最大沉降量达到767 mm，下盘沉降区最大沉降量达到了1 078 mm，位于露天坑底的上升区最大上升量达到了684 mm。实验模拟了露天转地下开采过程中采坑围岩的移动和变形过程。物理模拟实验结果与监测结果相符，并在露天开采阶段和地下开采阶段都清晰地观测到了坑底隆起现象。在此基础上，从理论上分析了转地下开采后露天采坑底部的隆起机理，认为地下开采活动会使得边坡岩体原有的在露天开挖条件下产生的移动和变形活化，这种活化作用大于地下开采引起的下沉量时，就会造成露天采坑底部的挤压上升。

考虑水平地应力作用的边坡三维极限平衡法研究

谭文辉，孙中华，李聪聪，李宁

2015, 32(4): 683-688.

摘要 ( 1377 )

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随着露天矿山开采深度的不断增加，地应力成为影响边坡稳定性的重要因素。基于改进的 Spencer 法，推导并建立了考虑水平地应力作用的边坡三维极限平衡计算公式和程序，以首铁水厂铁矿边坡为例进行了应用分析，并与基于强度折减法的FLAC3D 数值分析结果和现场监测结果进行了对比研究。研究表明：无论是边坡三维极限平衡分析还是数值模拟，考虑水平地应力作用得到的安全系数都比不考虑水平地应力作用得到的安全系数小，得出的边坡临界滑体尺寸偏大；数值模拟中，考虑地应力作用时得到的位移与边坡现场监测位移更为接近。因此，在深凹高陡边坡稳定性分析中必须考虑地应力的影响。

冻融循环影响下金属矿山边坡坚硬岩石物理力学性质研究

闻磊，李夕兵，苏伟

2015, 32(4): 689-696.

摘要 ( 1257 )

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利用西藏玉龙铜矿边坡花岗斑岩、灰岩、石英砂岩3 种典型的坚硬岩石样本进行冻融循环实验，根据矿区所在地多年气象资料、采场所处自然环境，进行冻融温度区间为-20~20 ℃的岩石冻融循环试验，模拟了岩石冻融过程，研究了饱水状态坚硬岩石在冻融循环作用下的质量、体积、单轴抗压强度、抗拉强度、冻融系数、风化程度的变化规律，并绘出了冻融次数与试样的抗压强度、抗拉强度、冻融系数的拟合关系曲线，为坚硬岩石冻融研究提供了试验依据。将实验结果应用于西藏玉龙铜矿花岗斑岩边坡的具体实例中，采用强度折减法计算出了矿山边坡冻融风化前、后的安全系数，为寒区露采矿山边坡的稳定性研究提供了参考。

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