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房式采空区集中煤柱诱发动载矿压机理及防治 被引量:49
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作者 付兴玉 李宏艳 +4 位作者 李凤明 李少刚 张彬 李宏杰 魏立科 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1375-1383,共9页
针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面出上覆房式采空区集中煤柱回采动载矿压问题,利用现场实测和理论分析方法,通过分析超前支承压力作用下小煤柱保持稳定时的临界弹性核宽度、动载荷作用下工作面覆岩结构及支架载荷,对动载矿压的发生机... 针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面出上覆房式采空区集中煤柱回采动载矿压问题,利用现场实测和理论分析方法,通过分析超前支承压力作用下小煤柱保持稳定时的临界弹性核宽度、动载荷作用下工作面覆岩结构及支架载荷,对动载矿压的发生机理及防治措施进行了研究。结果表明:出集中煤柱期间,下煤层工作面覆岩的回转运动使上覆集中煤柱支撑宽度减小,若超前支承压力导致该部分集中煤柱及前方大面积小煤柱失稳,超前失稳煤柱覆岩的运动将使工作面覆岩受到动载荷作用,破坏工作面覆岩承载结构的稳定性,从而诱发动载矿压;提出了提前爆破集中煤柱的防治措施,并确定了爆破时工作面与集中煤柱间应满足的安全距离,在现场应用效果显著。 展开更多
关键词 房式采空区 集中煤柱 煤柱稳定性 弹性核宽度 动载荷 动载矿压
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浅埋薄基岩工作面水砂溃涌通道形成机理 被引量:14
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作者 杨俊哲 张彬 +2 位作者 付兴玉 吴作启 季文博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4144-4153,共10页
为了研究浅埋薄基岩工作面溃水溃砂致灾原因,采用现场实测、理论分析、相似模拟等方法研究了工作面切顶压架导致基岩裂隙导通工作面与含水松散层的发生机理。建立了覆岩组合承载结构模型,论证了“主控层-软弱层”组合承载结构模型在神... 为了研究浅埋薄基岩工作面溃水溃砂致灾原因,采用现场实测、理论分析、相似模拟等方法研究了工作面切顶压架导致基岩裂隙导通工作面与含水松散层的发生机理。建立了覆岩组合承载结构模型,论证了“主控层-软弱层”组合承载结构模型在神东矿区浅埋薄基岩工作面覆岩破断过程中的适用性与合理性,通过组合承载结构模型对神东矿区浅埋薄基岩工作面覆岩组合结构稳定性进行了分析并推导了覆岩组合结构滑落失稳判据,揭示了冲击荷载形成条件并给出了最大冲击荷载计算方法。利用相似材料模拟实验开展了基载比分别为0.625,0.750,0.875,1.125四种工况的相似模拟实验,研究不同“基载比”条件下覆岩结构破坏规律,实验结果表明基载比对主控岩层破断步距的影响方面:初次来压前4类工况中直接顶均发生初次破断冒落,当基载比为0.875~1.150时,直接顶初垮步距及冒落厚度增幅减小;当基载比为0.750~1.125时,初次来压步距呈现增大趋势,直接顶冒落厚度呈现减小趋势;当基载比由0.625增加至1.125过程中周期来压步距呈现明显整体增大的趋势,周期来压相对于初次来压冒落岩层厚度明显减小。基载比对覆岩结构形态的影响方面:当基载比<0.625时,初次破断期间覆岩将发生贯通至地表的切落;基载比>0.75时中上位岩层断裂岩块块度为i=0.09~0.50,部分岩层可形成稳定简支结构,覆岩表现为下位冒落、中上位“简支梁-简支梁”组合承载结构,基载比由0.625增加至1.125过程中,对于块度i>0.50的中位岩层断裂岩块,将形成单回转岩块结构,该层位岩块架后切落始终存在,对于块度0.25<i<0.50的上位岩层断裂岩块,将形成简支梁结构,整体覆岩形成协同运动的承载结构,覆岩表现为下位冒落、中上位“单回转岩块-简支梁”组合承载结构,模拟实验结果与理论模型相符。22402工作面初采区域支架实测阻力平均介于5000~6000 kN,且来压期间呈现明显的动压显现,支架类型为最大支撑阻力5500 kN型支架,由于支架性能未能满足实际来压需要导致切顶,基岩裂隙导通工作面与含水松散层,发生溃水溃砂,因此通过适当增加支架阻力可有效防止溃水溃砂事故的发生。 展开更多
关键词 溃水溃砂 浅埋薄基岩工作面 组合承载结构 关键层 覆岩移动
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近距离煤层群上行式开采悬空结构稳定性研究 被引量:16
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作者 王寅 付兴玉 +2 位作者 孔令海 赵阳 张宁博 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期95-100,共6页
为解决上行式开采工作面推进至下部煤层采空区开切眼附近的底板下沉风险问题,选取新疆龟兹矿业西井A6-103典型上行式开采工作面,采用理论分析和相似模拟方法,通过研究上行式开采重复采动下顶底板结构形态,得到覆岩破断机制,并提出了&qu... 为解决上行式开采工作面推进至下部煤层采空区开切眼附近的底板下沉风险问题,选取新疆龟兹矿业西井A6-103典型上行式开采工作面,采用理论分析和相似模拟方法,通过研究上行式开采重复采动下顶底板结构形态,得到覆岩破断机制,并提出了"上行式开采三铰拱式结构"。结果表明:近距离煤层群上行式开采工作面通过下部煤层采空区开切眼上方前会逐渐形成特殊块体结构,该结构以下部煤层开采而产生的预定裂隙位置为中间铰接点,且只能靠层间岩层关键层形成的悬空结构提供支撑才能保持稳定,并得到了该模型稳定条件判据及计算方程。另通过相似模拟结果,证明了该结构在上述条件回采过程中无法保持稳定,下部煤层采空开区切眼边界处的悬空结构会发生二次失稳,使得上行式开采工作面顶底板突然垮断。最后提出了针对性的防治措施,保证了工作面的安全回采。 展开更多
关键词 近距离煤层群 上行式开采 关键层 悬空结构 三铰拱式结构
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工作面长度对房式采空区下回采影响规律
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作者 宋桂军 杨俊哲 +2 位作者 付兴玉 魏立科 张彬 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第S2期22-26,共5页
针对神东矿区石圪台煤矿房式采空区下工作面矿压显现剧烈问题,采用现场实测及理论分析方法,研究了不同面长工作面矿压显现特征及支架工作状态,并通过分析房式采空区小煤柱稳定性、覆岩运动规律,研究了面长对工作面矿压显现的影响原因。... 针对神东矿区石圪台煤矿房式采空区下工作面矿压显现剧烈问题,采用现场实测及理论分析方法,研究了不同面长工作面矿压显现特征及支架工作状态,并通过分析房式采空区小煤柱稳定性、覆岩运动规律,研究了面长对工作面矿压显现的影响原因。研究结果表明:房式采空区下工作面回采时,缩减工作面长度改变了覆岩运动情况,增强了上煤层房式采空区小煤柱稳定性,减小了煤层间岩层受力,从而导致下煤层工作面来压强度减弱;缩短工作面长度后支架高负荷工作状态总时间的减少,减小了支架故障率,保证了工作面的安全高效开采。针对房式采空区下工作面回采矿压显现控制问题,提出了爆破采空区煤柱等防控手段。 展开更多
关键词 房式采空区 矿压显现 工作面长度 支架工作状态
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房式采空区失稳煤柱下回采异常矿压发生机理 被引量:4
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作者 王寅 付兴玉 +3 位作者 李凤明 刘文玉 张彬 李少刚 《煤矿开采》 北大核心 2016年第4期103-106,55,共5页
针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面在上覆房式采空区失稳煤柱下回采期间矿压显现异常问题,利用现场实测和理论分析方法,对失稳煤柱下回采矿压显现异常的机理进行了研究。结果表明:失稳煤柱下回采期间,上煤层失稳煤柱冒落覆岩断裂岩块... 针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面在上覆房式采空区失稳煤柱下回采期间矿压显现异常问题,利用现场实测和理论分析方法,对失稳煤柱下回采矿压显现异常的机理进行了研究。结果表明:失稳煤柱下回采期间,上煤层失稳煤柱冒落覆岩断裂岩块间不能形成铰接结构,且工作面上方冒落覆岩上覆岩层断裂岩块与其前方岩层共同向下运动,从而增加了下煤层顶板受力,使工作面呈现来压步距减小、来压强度增大的特征;由于失稳煤柱覆岩对煤层间岩层的作用力相比出集中煤柱期间小,因此未发生动载矿压灾害;煤层间岩层厚度的增加将减小下煤层顶板受力,进而减小失稳煤柱下回采矿压显现强度;提出在上煤层房式采空区失稳煤柱覆岩运动较充分后再进行下煤层开采的控制措施。 展开更多
关键词 房式采空区 失稳煤柱 异常矿压 稳定铰接结构
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房式采空区集中煤柱下动载矿压灾害防治技术 被引量:11
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作者 商晶志 付兴玉 +4 位作者 李凤明 李宏艳 邓志刚 赵善坤 李少刚 《煤矿开采》 北大核心 2016年第3期112-116,共5页
针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面出上覆房式采空区集中煤柱期间的动载矿压问题,通过现场实测及理论分析方法,结合动载矿压发生机理,研究了相应的灾害防治技术。结果表明:出集中煤柱回采期间,超前支承压力使具有有效支撑作用的集中煤... 针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面出上覆房式采空区集中煤柱期间的动载矿压问题,通过现场实测及理论分析方法,结合动载矿压发生机理,研究了相应的灾害防治技术。结果表明:出集中煤柱回采期间,超前支承压力使具有有效支撑作用的集中煤柱及前方大面积小煤柱失稳,失稳煤柱覆岩运动使工作面覆岩受到动载荷作用,破坏了工作面覆岩断裂岩块间形成结构的稳定性,从而导致了动载矿压灾害的发生。据此认为,避免工作面覆岩受到动载荷作用是防治该类动载矿压灾害的关键,因此提出了以阻止、促进房式采空区覆岩运动为思路的动载矿压灾害防治措施,以及各措施的现场实施技术要求,并研究了各措施现场实施效果评价方式,现场应用后效果显著。 展开更多
关键词 房式采空区 集中煤柱 煤柱稳定性 动载荷 动载矿压 防治措施
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