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松软厚煤层区段煤柱剪切滑块运动机理及协同控制技术 被引量:4
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作者 王方田 屈鸿飞 +3 位作者 张洋 刘超 郝文华 江振鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1332-1344,共13页
松软厚煤层区段煤柱高、煤壁暴露面积大,加之煤质松软、裂隙发育,强采动作用下极易造成煤柱失稳,巷道维护难度极大。以山西伏岩煤业3号煤层开采为工程背景,基于剪切滑块理论,探究采掘扰动下煤柱变形破坏机理,求解煤柱剪切滑块运动范围... 松软厚煤层区段煤柱高、煤壁暴露面积大,加之煤质松软、裂隙发育,强采动作用下极易造成煤柱失稳,巷道维护难度极大。以山西伏岩煤业3号煤层开采为工程背景,基于剪切滑块理论,探究采掘扰动下煤柱变形破坏机理,求解煤柱剪切滑块运动范围及应力分布规律,揭示煤柱侧帮剪切滑块运动机理,提出煤柱稳定性协同控制对策并在现场进行工程实践验证。结果表明:①采用极限平衡理论与叠加理论,确定了煤柱剪切滑块运动范围及煤柱垂直应力分布规律,阐明煤柱剪切滑块安全系数分布规律:0~1.26 m深度,煤柱上部安全系数较小;在1.26~3.95 m处,煤柱中线部分大面积安全系数较小,易受顶板来压破坏。②提出了1种以“注浆加固—锚索强化—切顶卸压”为主体的区段煤柱协同控制技术,煤柱侧裂隙较无支护条件及原支护条件分别减少62.89%和46.26%,巷道围岩完整性大幅提高,形成了强承载结构,有效控制了煤柱变形及底臌。③根据松软厚煤层区段煤柱条件,合理确定了协同控制设计参数,并对煤柱防控效果进行试验监测评估。现场试验结果表明,煤柱裂隙得到充分填充,注浆后煤体强度提高63%以上;巷道位移、锚杆索受力、离层等均在可控范围,表明协同控制技术明显提高了煤柱承载力,回采巷道围岩变形得到有效控制,为工作面安全高效开采提供了空间保障。 展开更多
关键词 松软煤层 煤柱 剪切滑块 协同控制 围岩稳定性
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煤矿GIS一张图快速构建平台研究
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作者 黄坤 江振鹏 +1 位作者 杨晓宇 安宁 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第7期40-46,114,共8页
目前,煤矿使用的工程专题地图基本都是CAD制图,高效提取CAD图件中的数据并快速组织成地理信息系统(GIS)服务,进而支持矿井空间对象创建和业务属性扩展,集成安全生产实时数据,是构建煤矿GIS一张图的关键。基于ArcGIS平台将CAD图件转为GI... 目前,煤矿使用的工程专题地图基本都是CAD制图,高效提取CAD图件中的数据并快速组织成地理信息系统(GIS)服务,进而支持矿井空间对象创建和业务属性扩展,集成安全生产实时数据,是构建煤矿GIS一张图的关键。基于ArcGIS平台将CAD图件转为GIS服务的方法实现过程较为繁琐,且ArcGIS平台成本较高,无法较好地跨平台运行。针对该问题,设计了一种煤矿GIS一张图快速构建平台。该平台包括CAD图件管理、地图服务发布、专题地图管理3大功能模块:CAD图件管理模块用于图件基础信息管理和状态跟踪,地图服务发布模块用于地图打包发布和在线预览,专题地图管理模块用于地图服务管理、矿井对象创建及属性扩展。基于开放设计联盟(ODA)的Teigha for Java SDK实现CAD图件全要素精确识别与快速准确提取;通过构建基于GIS数据特征的煤矿CAD图件数据分层描述模型,实现了CAD图件全要素数据快速存储;按照面向对象设计思路,开发了Spring Cloud框架下的Web端煤矿CAD图件数据集存储接口及专题地图服务发布平台,实现了煤矿GIS一张图快速构建。以某煤矿采掘工程平面图为例,分别采用传统方法和快速构建平台进行煤矿GIS一张图的构建,对比结果表明,快速构建平台可大幅提高煤矿GIS一张图的构建效率,为煤矿智能化建设提供时空数字底座。 展开更多
关键词 煤矿智能化 煤矿GIS一张图 地理信息系统 CAD图件全要素提取 CAD图件数据分层描述模型 专题地图服务发布
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深井孤岛煤柱工作面停采线设计及巷道围岩控制 被引量:4
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作者 杨月飞 江振鹏 +3 位作者 王方田 曹庆华 陈慧明 耿继业 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第8期37-41,共5页
车集煤矿深井孤岛煤柱工作面开采具有埋深大、应力高、三侧采空的特点,其停采线末端方向布置该工作面的出煤巷道。为探究工作面开采过程中应力分布特点保证工作面正常回采及出煤巷道的稳定,通过构建工作面超前应力分布模型,利用FLAC3D... 车集煤矿深井孤岛煤柱工作面开采具有埋深大、应力高、三侧采空的特点,其停采线末端方向布置该工作面的出煤巷道。为探究工作面开采过程中应力分布特点保证工作面正常回采及出煤巷道的稳定,通过构建工作面超前应力分布模型,利用FLAC3D模拟工作面不同推进长度对回采巷道的影响,揭示了工作面不同停采线位置下巷道围岩应力分布及变形破坏机理,基于此提出巷道围岩控制方案;理论计算得出工作面最佳停采线位置为距出煤巷道帮部21.9 m处;模拟得出停采线距出煤巷道超过28.5 m时,超前煤柱压力趋于稳定,塑性区增加幅度微小,围岩变形处于合理范围;采用了锚索加强和支柱联合支护方案,实现了深井高应力煤柱工作面开采合理停采线位置确定及出煤巷道支护方式。 展开更多
关键词 深井开采 孤岛煤柱 停采线 围岩应力分布 巷道支护
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深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究 被引量:3
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作者 曹庆华 江振鹏 +3 位作者 王方田 陈慧明 杨月飞 耿继业 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2023年第3期56-61,67,共7页
以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景,探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理;构建沿空留巷围岩力学结构模型,计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度,并通过FLAC^(3D)软件模拟、现场监测验证了充填体宽度... 以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景,探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理;构建沿空留巷围岩力学结构模型,计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度,并通过FLAC^(3D)软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明:孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术,以充填袋成形方式进行充填,可使充填体有效接顶;采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时,合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明:23下工作面开采30 d内,煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内,顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小,最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。 展开更多
关键词 孤岛煤柱 沿空留巷 巷道围岩稳定 数值模拟 支护设计
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