我国充填采煤技术回顾及发展现状 被引量：53

1

作者 胡炳南 刘鹏亮 +1 位作者 崔锋 王浩宇 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期39-47,共9页

煤矿充填开采技术在固体废弃物处置、控制采煤沉陷、提高资源采出率和建设生态矿山等方面发挥着举足轻重的作用。自20世纪初至今,世界矿山充填开采技术已有百年的发展历史。根据资料分析,按照充填材料类型划分,20世纪矿山充填技术经历... 煤矿充填开采技术在固体废弃物处置、控制采煤沉陷、提高资源采出率和建设生态矿山等方面发挥着举足轻重的作用。自20世纪初至今,世界矿山充填开采技术已有百年的发展历史。根据资料分析,按照充填材料类型划分,20世纪矿山充填技术经历了废石干式充填、水砂充填、低浓度尾砂胶结充填和膏体充填4个发展阶段,回顾了当时我国充填采煤技术的应用和发展历程以及水砂充填、矸石自溜充填等主要充填工艺。21世纪以来,我国充填采煤技术取得了快速发展,形成了固体、膏体和超高水3种充填材料和应用于综采、连采工作面的2种充填工艺,固体废弃物利用种类、充填效果、机械化程度、整体技术水平大幅提升,对充填材料及其制备输送,工作面充填工艺特点进行了归纳总结,尤其是剖析了综采工作面充填的特点及生产效率制约因素,提出应从新型装备研发、临时护顶技术、充填空间高效密封措施等方面减少充填各环节时间。最后,结合实践效果,从充填采煤能力、地表下沉系数、充填开采增加成本、资源采出率和技术适用条件方面对固体充填综采、膏体充填综采、超高水充填综采、固体充填连采、膏体充填连采5种充填采煤方式进行了分析,为各矿选择适合自身的充填方式提供了依据。 展开更多

关键词 充填开采 固体充填 膏体充填 超高水充填 充填材料 充填工艺

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矸石充填巷式开采永久煤柱试验研究 被引量：31

2

作者 胡炳南 张文海 +1 位作者 高庆潮 刘鹏亮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2006年第11期46-48,51,共4页

结合我国矿区采动沉陷的实际,提出并实践了矸石充填巷式开采永久煤柱的试验方案,介绍了充填巷采工艺路线,分析了充填效果影响因素,得出了充填巷道空间的组成部分及所占比例。在邢东矿采用专用软件PASSM系统对6种不同的充填巷采方案进行... 结合我国矿区采动沉陷的实际,提出并实践了矸石充填巷式开采永久煤柱的试验方案,介绍了充填巷采工艺路线,分析了充填效果影响因素,得出了充填巷道空间的组成部分及所占比例。在邢东矿采用专用软件PASSM系统对6种不同的充填巷采方案进行了地表沉陷预计,均属于Ⅰ级变形范围。目前已实施了4条巷道的矸石充填,监测表明,试验取得了良好的减沉效果。 展开更多

关键词 永久煤柱 矸石充填 巷式开采

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矸石充填材料压缩仿真实验研究 被引量：53

3

作者 胡炳南 郭爱国 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1076-1080,共5页

采用大容器、大粒径、大载荷和仿真煤体条件,进行了23个方案模拟矸石压缩实验.总结了压缩过程中应力应变关系曲线和轴压侧压关系曲线的形态及其特征;得出了压缩率与粒径尺寸成正变、与侧压成反变的规律;分析了压缩率、侧压与煤体强度、... 采用大容器、大粒径、大载荷和仿真煤体条件,进行了23个方案模拟矸石压缩实验.总结了压缩过程中应力应变关系曲线和轴压侧压关系曲线的形态及其特征;得出了压缩率与粒径尺寸成正变、与侧压成反变的规律;分析了压缩率、侧压与煤体强度、矸石粒径及其级配之间的相互关系,揭示了充填材料级配优化提高充填效果的机理. 展开更多

关键词 矸石充填 压缩仿真 级配优化

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煤矿充填体作用数值模拟研究及其机理分析 被引量：17

4

作者 胡炳南 李宏艳 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第4期13-16,共4页

为了在建筑物下、水体下和铁路下采煤技术中应用条带开采技术和绿色充填开采技术,采用数值模拟方法,模拟研究了在条带开采后充填与否条件下不同采出率开采方案的煤柱、充填体的受力及变形状态,定量计算了不同采出率开采方案的地表沉陷量... 为了在建筑物下、水体下和铁路下采煤技术中应用条带开采技术和绿色充填开采技术,采用数值模拟方法,模拟研究了在条带开采后充填与否条件下不同采出率开采方案的煤柱、充填体的受力及变形状态,定量计算了不同采出率开采方案的地表沉陷量;较系统研究了充填体在采动围岩系统中的作用机理。结果表明,通过煤柱和充填体的垂直应力支撑、充填体的侧限作用,充填体能有效改善煤柱和围岩系统的应力条件,而煤柱和充填体的垂直应力与充填体水平应力随着采出率和留宽而变化趋势具有规律性,充填条带开采法是将来"三下"压煤绿色开采的有效途径。 展开更多

关键词 条带开采 充填开采 地表沉陷 数值模拟

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连续采煤机房柱式分层开采厚煤层技术研究 被引量：6

5

作者 胡炳南 张玉卓 王明立 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2000年第10期46-48,共3页

介绍了连续采煤开采技术和发展 ,并基于神华集团大柳塔煤矿的地质采矿条件 ,论述了房柱式分层开采厚煤层的巷道布置和采煤工艺。着重研究了煤房和房柱尺寸设计 ,通过煤柱强度的反分析 ,推荐了合理的计算公式和大柳塔煤矿房柱尺寸新方案... 介绍了连续采煤开采技术和发展 ,并基于神华集团大柳塔煤矿的地质采矿条件 ,论述了房柱式分层开采厚煤层的巷道布置和采煤工艺。着重研究了煤房和房柱尺寸设计 ,通过煤柱强度的反分析 ,推荐了合理的计算公式和大柳塔煤矿房柱尺寸新方案。列举了连续采煤机开采技术的优势 ,展望了它在“三下”采煤中的应用前景。 展开更多

关键词 连续采煤机 房柱式开采 厚煤层煤柱 设计

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村庄建筑物下压煤高效开采研究 被引量：9

6

作者 胡炳南 孙希奎 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2001年第9期37-39,共3页

利用不同区域对村庄建筑物采动破坏影响的差异 ,提出了分区布置、两区工作面连接和压煤开采顺序措施 ;引入了小变形的概念 ,挖掘建筑物承受采动变形的能力 ,加大条带开采中的采出宽度 ,提高生产效率 ;分析了采厚和采出率因素对岩层控制... 利用不同区域对村庄建筑物采动破坏影响的差异 ,提出了分区布置、两区工作面连接和压煤开采顺序措施 ;引入了小变形的概念 ,挖掘建筑物承受采动变形的能力 ,加大条带开采中的采出宽度 ,提高生产效率 ;分析了采厚和采出率因素对岩层控制的影响 。 展开更多

关键词 分区布置 条带开采 岩层控制 村庄建筑物下采煤 压煤开采 岩层控制 采出率

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曲江煤矿地表塌陷成因时空关系分析 被引量：7

7

作者 胡炳南 江中乐 郭文砚 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第1期189-193,共5页

为了研究曲江煤矿地表塌陷机理和原因,基于本区地表塌陷时空特征、地质勘探结果、年降水量季节变化规律、地震记录数据、煤矿开采条件等资料,对该矿9处地表塌陷成因与地下孔洞、降水量、地震、开采等因素进行了时间与空间关系分析。研... 为了研究曲江煤矿地表塌陷机理和原因,基于本区地表塌陷时空特征、地质勘探结果、年降水量季节变化规律、地震记录数据、煤矿开采条件等资料,对该矿9处地表塌陷成因与地下孔洞、降水量、地震、开采等因素进行了时间与空间关系分析。研究表明:地表塌陷周边存在土洞,且埋深与相对塌陷距离多数在20 m以内,浅部存在孔洞和盖层薄是地表塌陷的本质内因;每年3月水位最低,4—6月降水量最多,共发生塌陷7处,地下水位下降和雨季盖层弱化是地表塌陷的直接外因;塌陷发生时间(除1号塌陷)与地震发生时间前后间隔均在3个月之内,地震是地表塌陷的诱发外因;井下开采与地表塌陷的相关性不明显,但对地表塌陷位置存在采动影响。 展开更多

关键词 地表塌陷 岩溶溶洞 开采影响 降水量 地震

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我国煤矿充填开采技术及其发展趋势 被引量：174

8

作者 胡炳南 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第11期1-5,18,共6页

基于煤矿可持续发展与环境保护的要求,阐述了煤矿充填开采的必要性,通过收集分析我国20个典型充填开采应用实例,系统论述了巷道掘进抛矸充填、长壁普采矸石充填、长壁综采矸石充填、膏体充填和高水充填等技术特点,得出了巷道掘进矸石充... 基于煤矿可持续发展与环境保护的要求,阐述了煤矿充填开采的必要性,通过收集分析我国20个典型充填开采应用实例,系统论述了巷道掘进抛矸充填、长壁普采矸石充填、长壁综采矸石充填、膏体充填和高水充填等技术特点,得出了巷道掘进矸石充填适用于配采和重要保护场合,长壁综采矸石和膏体充填适用于主采和普通保护场合,高水充填适用于缺少充填材料和单一煤层场合;提出了采煤量、充填量、采出率、吨煤成本、充满率、移近量、下沉量、减沉率、变形量和保护面积可作为充填开采效果的评价指标。最后,建议对高效充填和充填空间密闭做深入研究。 展开更多

关键词 充填开采 固体矸石充填 膏体材料充填 高水材料充填

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条带开采中煤柱稳定性分析 被引量：79

9

作者 胡炳南 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期205-210,共6页

系统地分析了条带开采中煤柱稳定性问题。通过多个实例计算的对比分析，建议采用Ｗｉｌｓｏｎ强度公式进行一般地质采矿条件下条带煤柱强度的计算。从煤柱强度分析出发，导出了任意方向弱面的剪力强度安全系数计算式；建立了顶底板通过... 系统地分析了条带开采中煤柱稳定性问题。通过多个实例计算的对比分析，建议采用Ｗｉｌｓｏｎ强度公式进行一般地质采矿条件下条带煤柱强度的计算。从煤柱强度分析出发，导出了任意方向弱面的剪力强度安全系数计算式；建立了顶底板通过摩擦作用施加给煤柱的等效拉压应力引起的煤柱屈服区宽度变化的简化计算式；从３向受力状态角度分析了侧限力对增加煤柱强度的机理问题；还强调了煤柱载荷与采出率之间的非线性关系和条带开采设计中应注意的几个问题。 展开更多

关键词 条带开采 煤柱 稳定性 煤矿

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条带开采沉陷主控因素分析及设计对策 被引量：31

10

作者 胡炳南 袁亮 《煤矿开采》 2000年第4期24-27,共4页

文章从力学分析出发 ,导出了条带开采沉陷的解析解 ,分析了条带开采沉陷主控因素对开采沉陷的影响。通过正交试验和条带开采沉陷主控因素排队 ,提出了一些条带开采设计对策。

关键词 条带开采 开采沉陷 正交试验 岩层移动 煤柱 冒落带 开采深度 顶板

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采煤沉陷区损害防治对策与技术发展方向 被引量：20

11

作者 胡炳南 郭文砚 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期21-29,共9页

煤矿采动损害防治与沉陷区治理是我国煤矿区亟待解决的技术难题。客观评价了煤炭开采社会贡献和存在的采动负面效应;较全面地梳理总结了采煤沉陷区治理国家部委政策鼓励、资金支持和技术研发方面取得的进展;归纳了我国东北平原资源枯竭... 煤矿采动损害防治与沉陷区治理是我国煤矿区亟待解决的技术难题。客观评价了煤炭开采社会贡献和存在的采动负面效应;较全面地梳理总结了采煤沉陷区治理国家部委政策鼓励、资金支持和技术研发方面取得的进展;归纳了我国东北平原资源枯竭矿区、西部生态脆弱区、中东部平原高潜水位区和西南山区、丘陵岩溶区4种不同区域类型采煤沉陷区采动沉陷损害特征和存量、增量变化情况;提出存量科学治理和增量预防控制的采煤沉陷区防治重点;基于岩层移动控制关口前移、煤矿区采动沉陷预防与损害治理并重理念,提出实现绿色开采采动沉陷损害防治的采前优化设计、采中损害控制和采后科学治理三原则对策;针对采煤沉陷区存量与增量特征,提出东北、西部、中东部与西南采煤沉陷区存量治理关键技术和采煤沉陷区建筑复垦关键技术、增量控制关键技术共6方面治理关键技术发展方向;针对采煤沉陷区综合治理中的不足,提出开展全国范围采煤沉陷区现状调查评估和制定综合治理中长期专项规划,完善采煤沉陷区综合治理利用标准体系,构建新时期采煤沉陷区“源头防治-过程控制-综合利用-全程监测”一体化治理新模式,加大采煤沉陷区综合治理政策和资金支持力度等沉陷区综合治理建议,为我国煤矿采动沉陷损害防治和沉陷区治理技术提供参考。 展开更多

关键词 采煤沉陷区 采动损害防治 存量治理 增量控制 绿色开采 沉陷区治理

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我国采煤沉陷区建筑利用关键技术及展望 被引量：19

12

作者 胡炳南 郭文砚 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期67-74,共8页

采煤沉陷区建筑利用是解决资源城市转型发展用地和沉陷区村庄搬迁选址土地资源短缺难题的重要途径。系统进行采煤沉陷区情况调研、城镇建设建筑利用需求分析和工程发展历程回顾总结。归纳采煤沉陷区建筑利用关键技术,首先凝练提出采空... 采煤沉陷区建筑利用是解决资源城市转型发展用地和沉陷区村庄搬迁选址土地资源短缺难题的重要途径。系统进行采煤沉陷区情况调研、城镇建设建筑利用需求分析和工程发展历程回顾总结。归纳采煤沉陷区建筑利用关键技术,首先凝练提出采空区精准勘察的多种物探勘察、钻探勘察、钻孔彩色电视和三维激光扫描等技术,并给出了5种物探方法适用条件;通过整体分析评价技术中采动空间和采动时间稳定性问题,并基于场地稳定性、地基稳定性评价判据提出了工程建设5种(不适宜作地基的区域、暂不适宜作地基的区域、要求井下采空区处理的区域、可作地基的区域和推荐作地基的区域)适宜性分类;总结列出采空区加固治理与地面建筑抗变形结构设计的井上下措施及其关键技术;最后,针对采煤沉陷区城镇建设中建筑利用技术难题和不足,提出加强采煤沉陷区城镇建设和建筑利用的空间整体规划统筹引领作用,提升采空区精准勘探和地基加固治理技术装备水平,拓展移动期后采空区残余移动变形时空规律研究,加强采空区与建筑结构变形协同作用机理和效果优化研究,加强建设场地和建(构)筑物监测监控技术装备研发等今后研究发展方向,为推动采煤沉陷区城镇化建设科学研究与工程实践发展提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 采煤沉陷区 建筑利用 地基稳定性评价 加固治理技术

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厚冲积层与薄基岩条带开采地表移动参数与实践效果 被引量：8

13

作者 胡炳南 赵有星 张华兴 《煤矿开采》 2006年第1期56-58,共3页

基于厚冲积层及薄基岩条件下条带开采观测数据,分析了表征空间形态的地表移动角量参数;优化了常规条带开采采动影响预测的地表移动计算参数;拟合了采用窄工作面计算方法计算的地表移动参数,用于计算非充分宽条带短壁工作面开采地表移动... 基于厚冲积层及薄基岩条件下条带开采观测数据,分析了表征空间形态的地表移动角量参数;优化了常规条带开采采动影响预测的地表移动计算参数;拟合了采用窄工作面计算方法计算的地表移动参数,用于计算非充分宽条带短壁工作面开采地表移动计算。通过实践,只要采用合理技术与设备,即使是在条带开采条件下,也能达到高产高效。 展开更多

关键词 厚冲积层 条带开采 地表移动 参数分析

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长壁重复开采岩层移动规律研究 被引量：11

14

作者 胡炳南 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 1999年第11期43-45,共3页

结合长壁开采岩层移动特点， 建立起采时力学模型和采后力学模型，

关键词 长壁重复开采 岩层移动 力学模型 移动规律

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两次条带法全柱开采技术研究及其工程应用 被引量：3

15

作者 胡炳南 林国尧 赵有星 《煤矿开采》 北大核心 2011年第3期70-72,135,共4页

为了在利用条带开采有效控制岩层移动的同时,进一步提高煤炭资源采出率,基于保护体承受采动附加应力特点和两次条带法开采岩层移动变形规律,引入分次小变形开采理念,提出了第1次条带开采和第2次煤柱开采的两次条带法全柱开采技术。应用... 为了在利用条带开采有效控制岩层移动的同时,进一步提高煤炭资源采出率,基于保护体承受采动附加应力特点和两次条带法开采岩层移动变形规律,引入分次小变形开采理念,提出了第1次条带开采和第2次煤柱开采的两次条带法全柱开采技术。应用这种技术,一方面,可相应地提高建筑物的抗采动应力的能力,另一方面,可减少地表水平变形,能实现村庄不搬迁采出全部压煤。该技术在丰城矿区坪湖矿岩溶和建筑物压煤开采中得到了成功的应用,取得了良好的效果。 展开更多

关键词 条带开采 小变形 建筑物和岩溶下采煤 岩层控制

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两次跳采法开采建筑物下压煤技术探讨 被引量：9

16

作者 胡炳南 刘天泉 《煤矿开采》 1999年第3期45-47,共3页

文章针对我国存在的建筑物下压煤开采难题， 从建筑物承受重复地下采动附加应力增加—释放—减少—再增加的加载特点和两次跳采法开采时岩层移动的动静态水平变形规律出发， 提出了两次跳采法。采用这种方法， 一方面， 可相应地提高建... 文章针对我国存在的建筑物下压煤开采难题， 从建筑物承受重复地下采动附加应力增加—释放—减少—再增加的加载特点和两次跳采法开采时岩层移动的动静态水平变形规律出发， 提出了两次跳采法。采用这种方法， 一方面， 可相应地提高建筑抗采动应力的能力； 另一方面， 可减少建筑物承受的静态水平变形。加之， 与注浆充填措施配合， 能实现村庄不搬迁采出全部压煤。 展开更多

关键词 跳采法开采 岩层移动 建筑物下采煤 采煤

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重复开采“活化”主要因素分析 被引量：5

17

作者 胡炳南 曹荣平 彭成 《煤矿开采》 1996年第4期45-47,共3页

文章对重复开采沉陷“活化”作了明确的定义，通过力学原理、冒落带形成、孔隙守恒以及现场实测的钻孔离层情况多角度地分析了开采沉陷“活化”的主要影响因素。着重总结出了不同岩性结构类型、不同开采次数和不同重复开采类型的“活化... 文章对重复开采沉陷“活化”作了明确的定义，通过力学原理、冒落带形成、孔隙守恒以及现场实测的钻孔离层情况多角度地分析了开采沉陷“活化”的主要影响因素。着重总结出了不同岩性结构类型、不同开采次数和不同重复开采类型的“活化”影响特点。 展开更多

关键词 重复开采 活化 开采沉陷 扩容 采煤 分层开采

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采空区地基稳定性研究及其技术对策 被引量：10

18

作者 胡炳南 《煤炭工程》 北大核心 2010年第11期13-15,共3页

文章从煤矿采空区建设工程需求出发,介绍了采空区勘察技术,提出了三种物探方法应用条件,通过裂缝带高度与载荷影响深度计算,分析地基空间可靠性;通过地表残余移动变形与建(构)筑物允许值的比较,分析其抗变形能力;系统地提出了采空区地... 文章从煤矿采空区建设工程需求出发,介绍了采空区勘察技术,提出了三种物探方法应用条件,通过裂缝带高度与载荷影响深度计算,分析地基空间可靠性;通过地表残余移动变形与建(构)筑物允许值的比较,分析其抗变形能力;系统地提出了采空区地基适宜性分区的五个类型,并结合代表性工程实例,总结了采空区工程的相应技术对策。 展开更多

关键词 采空区 地基稳定性 技术对策

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煤层群条带开采优化设计原则 被引量：17

19

作者 胡炳南 《煤矿设计》 北大核心 2000年第4期3-6,共4页

本文从地质采矿因素对开采沉陷的影响程度出发 ,提出了煤层群条带开采中选择开采煤层的最小采动影响原则、条带布置的层间距和层间条带煤柱的对齐原则以及条带参数计算的“小变形”

关键词 煤层群 条带开采 设计原则 最佳化 采煤

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基于避免采动损害的高效开采设计与实践 被引量：4

20

作者 胡炳南 马永亮 《煤矿开采》 2003年第3期46-48,共3页

　根据地表建筑物承受采动变形的特点和建筑物承受的采动变形,在传统条带开采基础上,提出了采用两个新的设计优化理念:宽条带小变形与大采高中小采出率。该方法在减少村庄建筑物采动损害的前提下,克服了传统条带开采法对采出宽度的过分... 　根据地表建筑物承受采动变形的特点和建筑物承受的采动变形,在传统条带开采基础上,提出了采用两个新的设计优化理念:宽条带小变形与大采高中小采出率。该方法在减少村庄建筑物采动损害的前提下,克服了传统条带开采法对采出宽度的过分限制,一改过去只能采用炮采或高档普采的不足,实现了村庄群下压煤高效开采。 展开更多

关键词 采动损害 高效开采 条带开采 采出宽度 小变形 采高 采出率 工程实例

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