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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
蝶形破坏理论及其应用研究进展
  • 作者

    李军马念杰王卫军任建举连小勇马振凯

  • 单位

    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院湖南科技大学资源环境与安全工程学院辽宁工程技术大学矿业学院

  • 摘要
    煤矿工作面回采导致巷道所处位置的区域应力场较原岩应力发生剧烈变化,蝶形破坏理论基于采动巷道非等压应力环境建立了巷道围岩破坏形态与区域应力场的量化关系,为研究巷道围岩力学行为和动力灾害提供了理论基础.本文首先系统回顾了蝶形破坏相关研究的发展历程,阐述了蝶形理论的研究趋势;然后,对巷道围岩3种破坏形态及其判别准则、5类蝶形破坏特性、4个方面的蝶形破坏理论适应性等进行了评析,并介绍了蝶形破坏理论在各类巷道围岩稳定性控制、煤与瓦斯共采、冲击地压、煤与瓦斯突出、以及蝶型地震与断层形成机理等方面的应用创新情况;最后,深入探讨了蝶形破坏理论适应性和局限性,从蝶形破坏特性表征、系列机理和机制的实践验证以及新技术研发角度指出了蝶形破坏理论未来的发展方向.
  • 关键词

    蝶形破坏形态演化蝶形特性理论适应性工程应用蝶形展望

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(51704294,52004289);
  • 文章目录
    1 蝶形破坏研究综述
    1.1 国内蝶形破坏研究趋势
    1.2 2014年以来蝶形破坏研究趋势分析
    1.3 巷道蝶形破坏形态的由来
    1.3.1 卡斯特奈近似解公式及“舌形”曲线
    1.3.2 煤层巷道“*”形破坏
    1.3.3 初始应力状态与围岩破坏形态
    1.3.4 围岩塑性区边界方程与蝶形塑性区的发展
    1.3.5 含预制孔洞实验室力学试验
    2 巷道蝶形破坏理论的原始创新与适应性
    2.1 蝶形破坏理论的构成
    2.2 巷道围岩破坏形态及判别准则
    2.2.1 破坏形态不变原理
    2.2.2 破坏形态判别准则
    2.3 巷道蝶形破坏特性
    2.3.1 破坏方向不变原理(蝶叶方向旋转性)
    2.3.2 高度敏感性原理(蝶叶大小突变性)
    2.3.3 无限扩展性原理
    2.3.4 形态变异性原理
    2.3.5 穿透性原理
    2.4 巷道蝶形破坏理论的适应性
    2.4.1 理论公式的适应性原理
    2.4.2 不同巷道断面条件下蝶形理论适应性原理
    2.4.3 非均质围岩条件下蝶形理论适应原理
    2.4.4 强度准则低敏感性原理
    3 巷道蝶形破坏理论的应用创新
    3.1 巷道围岩稳定性控制
    3.1.1 巷道围岩非对称大变形破坏机理与控制
    3.1.2 复合顶板巷道塑性区穿透致冒顶机理与控制
    3.1.3 巷道非均匀变形破坏及冒顶控制
    3.1.4 重复采动巷道塑性区演化规律及稳定性控制
    3.1.5 巷道底臌机理及控制
    3.1.6 煤巷冒顶隐患分类及支护对策
    3.1.7 高应力软岩巷道围岩塑性区扩展过程及其控制
    3.1.8 深部动压回采巷道围岩大变形破坏机理与控制
    3.2 煤与瓦斯共采
    3.3 巷道蝶型冲击地压
    3.4 巷道蝶型煤与瓦斯突出
    3.5 蝶型地震
    3.6 蝶形断层
    4 巷道蝶形破坏理论的发展方向
    1)巷道蝶形破坏理论适应性和局限性进一步探讨
    2)巷道蝶形破坏特性“定性-定量-定性”表征
    3)基于巷道蝶形破坏理论提出的系列机理、机制的实践验证
    4)巷道蝶形破坏理论指引下系列新技术研发应用
    5 总结与展望
    1)适应性
    2)局限性
    3)发展方向
  • 引用格式
    李军,马念杰,王卫军,任建举,连小勇,马振凯.蝶形破坏理论及其应用研究进展[J].中国矿业大学学报,2023,52(02):209-228.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20210733.
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