曹家滩煤矿10 m超大采高工作面采场围岩控制技术 被引量：1

1

作者 王锐 徐刚 +11 位作者 康红普 张震 雷亚军 冯彦军 马英 黄志增 刘前进 刘晓刚 蔺星宇 马镕山 赵振 李正杰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1935-1950,共16页

曹家滩煤矿10 m超大采高开采一次开采高度及开采强度为世界首创,采场围岩的有效控制为工作面能否安全高效开采的关键。在分析煤层赋存条件及已采工作面矿压显现特征的基础上,结合工作面超大开采空间、超高煤壁的特点,明确了10 m超大采... 曹家滩煤矿10 m超大采高开采一次开采高度及开采强度为世界首创,采场围岩的有效控制为工作面能否安全高效开采的关键。在分析煤层赋存条件及已采工作面矿压显现特征的基础上,结合工作面超大开采空间、超高煤壁的特点,明确了10 m超大采高开采围岩控制难点,建立了超大采高采场“叠合拱-梁”结构模型,提出了“主动支撑防护+区域卸压弱化+全方位监测预警”三位一体围岩控制策略,验证了10 m超大采高开采围岩控制效果。研究表明:多层厚硬顶板的赋存特征致使工作面矿压显现异常强烈,初采期间大面积悬顶,正常开采期间长悬顶顶板煤壁前方断裂及架后弯曲下沉造成工作面强动载来压明显。超大采高采场“叠合拱-梁”结构力学模型计算结果及已采工作面矿压数据表明,超大采高开采所需支架支护强度将达到2 MPa以上,现有支护装备难以有效实现工作面围岩控制,降低来压步距、弱化来压动载、防止煤壁片帮及防止工作面压架是10 m超大采高采场围岩控制的关键;液压支架“双层伸缩梁+三级护帮”结构实现了对架前空顶及超高煤壁防护的独立运行,解决了原有分体式护帮煤壁防护不全面的问题,高初撑力高工作阻力液压支架明显降低了工作面煤壁片帮冒顶概率,有效缓解了来压期间顶板下沉量;井下深孔5.0 m^(3)/min大流量定向压裂弱化技术实现了多层厚硬顶板弱化,有效降低了工作面来压强度,控制了来压期间煤壁片帮量及顶板大幅度下沉,防止工作面压架;全方位监测预警有效保障了工作面开采期间支架支撑效率,实现了顶板破断的实时跟踪及强矿压的实时分析;超大采高工作面初采期间大面积悬顶及小型飓风问题得以解决,初次来压步距为49.35 m,来压持续距离为5.75 m,支架立柱安全阀开启比例为24.81%,周期来压期间矿压显现程度得到了明显缓解,液压支架立柱平均下缩量均值由0.48 m降至0.32 m,降幅达33.3%,最大下缩量由1.88 m降至1.44 m,降幅达23.4%,工作面周期来压平均动载系数大于1.5的占比由39.6%降至14%,工作面正常生产期间煤壁片帮处于可控范围内,煤壁片帮量集中于0.2~0.5 m。该研究成果对超大采高开采围岩控制具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 10 m超大采高 矿压显现 水力压裂 围岩控制 灾害防治

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10 m超大采高工作面煤壁片帮“支-卸”协同防控原理

2

作者 刘江斌 黄志增 +5 位作者 刘前进 张震 韩存地 蔺星宇 马镕山 赵振 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1965-1978,共14页

煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提... 煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提出了超大采高工作面围岩“支-卸”协同防控原理。结果表明:10 m超大采高工作面煤壁片帮形态以“半月”状和“斜台”状为主,工作面周期来压强矿压显现加剧了煤壁的片帮;煤壁片帮是采动应力作用的结果,煤壁前方煤体塑性损伤破坏主要发生在超前支承压力的峰后卸荷阶段,在该阶段,煤体水平应力和侧压系数呈梯度衰减变化,由于煤壁中部受顶底板夹持作用弱,水平应力衰减程度最大,且随着采高的增大,煤壁前方水平应力卸荷程度显著增强;水平应力卸荷导致的围压降低是脆性裂隙煤岩体超高煤壁破坏失稳的主控因素,煤壁破坏优先朝向水平应力卸荷程度最大和侧压系数最小的方向发展,据此得出了煤壁微裂隙群贯通轨迹,解释了煤壁“半月”状和“斜台”状片帮的机制。可通过减小作用在煤壁上的顶板载荷和增大煤壁水平支护力2方面来减轻超大采高工作面煤壁损伤破坏,形成了“高强度支护-大流量压裂卸压”协同控制技术,10 m超大采高工作面强矿压显现和煤壁片帮问题得到有效管控。 展开更多

关键词 10 m超大采高 煤壁片帮 水平应力卸荷 脆性煤体 “支-卸”协同控制

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10 m超大采高工作面过超高断面空巷技术研究

3

作者 刘茂福 刘晓刚 +3 位作者 白荣财 肖琦 刘前进 马镕山 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期63-75,共13页

针对以陕西榆林地区为代表的煤气共采区特厚煤层工作面过超高空巷问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对空巷合理支护强度及过空巷期间的围岩变形规律展开了分析研究。研究结果表明,当采用“煤矸充填+混凝土立柱”联合支护... 针对以陕西榆林地区为代表的煤气共采区特厚煤层工作面过超高空巷问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对空巷合理支护强度及过空巷期间的围岩变形规律展开了分析研究。研究结果表明,当采用“煤矸充填+混凝土立柱”联合支护时,10 m超大采高工作面过7.5 m超高空巷的支护强度应不小于2.1 MPa;受采动影响下,空巷围岩在超前工作面60 m处开始加速变形,采动强度随着工作面距离的缩短而增大;空巷顶板在合理支护载荷作用下,顶板变形量远小于两帮,垂向顶板稳定性较好。在现场工程实践中,结合工作面来压规律对不同区段空巷的充填必要性进行了等级划分,确定了空巷合理充填范围,并根据理论计算结果确定了“混凝土立柱”支护具体施工参数。结果表明,在工作面过空巷期间内,巷道及工作面架前顶板范围内围岩基本完好,工作面未出现局部冒顶及大面积来压情况,过空巷期间的顶板围岩控制取得了理想的效果。 展开更多

关键词 榆神矿区 10 m超大采高 超高空巷 充填支护

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特厚煤层10 m超大采高综采关键技术及装备

4

作者 康红普 雷亚军 +15 位作者 赵福堂 徐刚 李增林 李明忠 王锐 黄志增 刘江斌 马英 韩存地 冯彦军 张震 张金虎 任建超 宋业杰 曾明胜 程利兴 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1849-1875,共27页

超大采高综采技术是我国6~10 m特厚煤层实现高产、高效、高回收率开采的有效途径。在分析国内超大采高综采技术及装备研究现状的基础上,围绕陕煤集团曹家滩煤矿10 m特厚煤层超大采高工作面开采地质条件,从超大采高采场围岩控制、关键开... 超大采高综采技术是我国6~10 m特厚煤层实现高产、高效、高回收率开采的有效途径。在分析国内超大采高综采技术及装备研究现状的基础上,围绕陕煤集团曹家滩煤矿10 m特厚煤层超大采高工作面开采地质条件,从超大采高采场围岩控制、关键开采装备、智能协同控制3个方面分析了存在的难题,并提出了解决路径。经过5 a的技术攻关,取得一系列创新成果:(1)提出“主动强力支撑与防护+区域压裂弱化卸压”的支-卸协同超大采高工作面围岩控制策略,研发出5 m^(3)/min大流量井下水力压裂成套技术与设备,实现了超大采高工作面强矿压的有效防控。(2)研发出10 m超大采高强力液压支架,创新设计了“双层伸缩梁+三级护帮”机构,实现了超大采高工作面顶板和超高煤壁的安全防控;采煤机分区润滑与分布式冷却方案提高了大仰角长摇臂采煤机截割可靠性;高可靠中部槽、下链道悬链及慢变动力启动提高了超大运量刮板输送机对超大采高工作面煤流运输的适应性。系统集成世界首套特厚煤层10 m超大采高综采成套装备。(3)提出10 m超大采高液压支架运行状态智能控制策略,采煤机自动控制策略,通过应用粗糙神经网络技术,构建了超大采高采煤机与刮板输送机的协调控制系统。形成了超大采高重型开采装备群智能控制模式及控制逻辑。(4)构建了基于“微震-岩层移动-应力-水文”的超大采高工作面多场多参量协同监测融合分析系统,实现了工作面覆岩破坏、地表移动变形、地下水流场和矿压显现间的多元异构数据融合分析。研究成果在曹家滩煤矿得到成功应用,实现了10 m特厚煤层高产、高效、高回收率开采,取得了显著经济效益,引领了国内外特厚煤层高效智能开采技术的发展方向。 展开更多

关键词 特厚煤层 10 m超大采高 围岩控制 支-卸协同 关键开采装备 智能控制 多参量监测

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7m大采高综采智能化工作面成套装备研制 被引量：43

5

作者 任怀伟 王国法 +1 位作者 李首滨 牛剑峰 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第11期116-121,共6页

为实现晋陕蒙地区7 m左右厚煤层的安全高效自动化生产,研制7 m大采高综采智能化成套装备。针对采高增加而带来的围岩控制、巷道与工作面过渡、工作面设备协调控制以及运输系统可靠性等难题,采用液压支架智能耦合控制、大梯度过渡、工作... 为实现晋陕蒙地区7 m左右厚煤层的安全高效自动化生产,研制7 m大采高综采智能化成套装备。针对采高增加而带来的围岩控制、巷道与工作面过渡、工作面设备协调控制以及运输系统可靠性等难题,采用液压支架智能耦合控制、大梯度过渡、工作面直度调控、煤流平衡控制、设备参数在线监测等新技术,研制出7 m大采高液压支架,通过80 000次的循环加载寿命试验;工作面大功率运输设备运量达到4 500 t/h;工作面智能控制系统实现了350 m长工作面综采成套装备的精确控制和协调联动。成套装备在陕煤集团红柳林矿进行工业性试验,工作面作业人员由14人减少至5人,最高月产达111万t,工作面年生产能力达1 200万t。 展开更多

关键词 7 m大采高 成套装备 液压支架 年产千万吨工作面

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大柳塔煤矿52煤7m大采高综采工作面支架工作阻力分析 被引量：7

6

作者 高登彦 杨金楼 《中国矿业》 北大核心 2016年第2期80-84,101,共6页

为了提高液压支架选型的合理性,实现7m大采高工作面的安全高效生产,本文通过对大柳塔煤矿7m大采高52303工作面、52304工作面初采、正常回采、末采期间的的矿压进行实测,得出大采高工作面周期来压较明显,来压时煤壁片帮严重、顶板下沉明... 为了提高液压支架选型的合理性,实现7m大采高工作面的安全高效生产,本文通过对大柳塔煤矿7m大采高52303工作面、52304工作面初采、正常回采、末采期间的的矿压进行实测,得出大采高工作面周期来压较明显,来压时煤壁片帮严重、顶板下沉明显,易冒顶,来压期间支架工作阻力沿工作面倾向呈"几"字型分布的矿压规律。并分析了支架的受力特点,通过经验及理论公式对工作阻力进行了分析,并结合覆岩运动规律及形成的结构,给出了支架工作阻力确定公式及合理的工作阻力,即16800kN液压支架处于高位运行状态、18000kN液压支架工作阻力相对不足,目前大柳塔煤矿52煤使用的支架不能满足安全生产的需求,合理的工作阻力应为18550k^21586kN。 展开更多

关键词 7m大采高 矿压规律 支架 工作阻力

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山丘地形对浅埋7.0 m采高综采面矿压显现的影响 被引量：3

7

作者 邸帅 王继仁 +2 位作者 李冬辉 戚旭鹏 王延生 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期164-169,共6页

为分析山丘地形对浅埋煤层大采高综采面矿压显现的影响,以上湾煤矿12205综采面为例,采用理论分析、数值模拟与现场实测方法,研究综采面过平直与山丘地形下矿压显现的异同。通过应力传递力学模型确定山丘坡度、高度为矿压显现主要影响因... 为分析山丘地形对浅埋煤层大采高综采面矿压显现的影响,以上湾煤矿12205综采面为例,采用理论分析、数值模拟与现场实测方法,研究综采面过平直与山丘地形下矿压显现的异同。通过应力传递力学模型确定山丘坡度、高度为矿压显现主要影响因素,进而利用数值模拟分析坡度、高度对矿压显现的影响。研究表明：与平直地形相比,工作面经过山丘地形时支承压力峰值、峰值点位置和影响范围均增加,大于30°的山丘坡度或大于30 m的高度,可能引起强烈的矿压显现;同时现场实测表明在山丘地形下（坡度45°,高度50 m）矿压显现较为强烈,证明了理论分析与数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 山丘地形 浅埋煤层 7.0 m采高 矿压显现特征规律 力学模型 支承压力

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7.0m大采高工作面覆岩破断及矿压显现规律研究 被引量：29

8

作者 杨俊哲 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第8期1-7,共7页

为解决神东矿区7.0 m大采高综采工作面的安全高效开采问题,采用现场实测、理论分析和物理模拟的手段,对19个特大采高工作面的矿压规律和关键技术进行研究。研究结果表明:特大采高工作面矿压显现较普通采高工作面更加强烈;由于特大采高... 为解决神东矿区7.0 m大采高综采工作面的安全高效开采问题,采用现场实测、理论分析和物理模拟的手段,对19个特大采高工作面的矿压规律和关键技术进行研究。研究结果表明:特大采高工作面矿压显现较普通采高工作面更加强烈;由于特大采高工作面采高明显增大,覆岩第一亚关键层易进入垮落带,难以形成"砌体梁"结构,而呈"悬臂梁"结构周期性破断,形成工作面的周期来压,其持续长度与支架控顶距接近,较关键层"砌体梁"结构来压持续长度明显偏大;并且随着埋深的增大,高位关键层的破断对特大采高工作面矿压显现的影响也逐渐加大,多关键层的同步破断显然会传递更大的覆岩载荷,进而加剧了工作面矿压显现。针对特大采高工作面的矿压显现特征与特殊的覆岩破断规律,建立了支架合理工作阻力的确定方法,研发了特大采高工作面开采设备,开发了大断面巷道支护技术、强制放顶技术和末采快速贯通技术,实现了特大采高工作面的安全高效开采。 展开更多

关键词 神东矿区 7.0 m大采高 矿压显现 覆岩结构 浅埋煤层

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7m大采高综采工作面导水断裂带发育规律研究 被引量：23

9

作者 杨俊哲 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期61-66,共6页

为研究西部浅埋煤层大采高综采条件下导水断裂带的发育规律,以大柳塔煤矿5-2煤层7m大采高综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论计算分析、钻孔冲洗液漏失量分析和数字全景钻孔成像观测等方法。结果表明：导水断裂带发育高度与覆岩... 为研究西部浅埋煤层大采高综采条件下导水断裂带的发育规律,以大柳塔煤矿5-2煤层7m大采高综采工作面为研究对象,采用数值模拟、理论计算分析、钻孔冲洗液漏失量分析和数字全景钻孔成像观测等方法。结果表明：导水断裂带发育高度与覆岩赋存结构类型、工作面长度以及主关键层位置距煤层高度等因素有关,工作面尺寸的变化对覆岩导水断裂带影响较大,同样7 m大采高条件下,工作面长度为147.5 m时,导水断裂带发育高度为68.76 m,为采高的9.82倍;工作面长度为301m时,导水断裂带发育高度远超出理论值,断裂带高度为137.32 m,为采高的19.62倍。5-2煤层采后实测导水断裂带发育高度为68.76-137.32 m,裂采比为10.1-20.2。 展开更多

关键词 浅埋煤层 7m大采高综采 导水断裂带 钻孔成像 “三带”分布 保水采煤

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10m超大采高智能化开采关键技术及装备研究 被引量：8

10

作者 韩会军 韩春福 +3 位作者 李明忠 张金虎 张权 曾明胜 《中国煤炭》 北大核心 2024年第7期82-90,共9页

通过调研陕西陕煤曹家滩煤矿业有限公司22煤层赋存条件,探究了超大开采空间矿压显现规律及超高煤壁片帮特点,总结了超大采高综采工作面围岩控制关键技术,分析了超大采高综采工作面端头区支护特点,提出“大梯度+小台阶”端头区过渡模式,... 通过调研陕西陕煤曹家滩煤矿业有限公司22煤层赋存条件,探究了超大开采空间矿压显现规律及超高煤壁片帮特点,总结了超大采高综采工作面围岩控制关键技术,分析了超大采高综采工作面端头区支护特点,提出“大梯度+小台阶”端头区过渡模式,实现了综采工作面中部到两端头巷道6 m高差的短缓过渡及端头区三角煤高回收率支护;基于综采工作面智能化成套开采装备选型配套,研发了适应10 m超大采高综采工作面的成套开采装备,实现了超大开采空间安全防护、特厚煤层高效截割、超大运量煤流顺畅运输;搭建工作面“采支运”一体化智能协同作业控制系统及多源系统集成与数据融合分析平台,支撑10 m超大采高综采工作面安全高效开采。 展开更多

关键词 10 m超大采高 厚及特厚煤层 开采技术及装备 智能化开采

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8 m大采高综采工作面成套装备研发及应用 被引量：42

11

作者 王国法 李希勇 +1 位作者 张传昌 任怀伟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第11期1-8,共8页

针对8 m大采高工作面围岩控制、液压支架可靠性保证、超大煤量自适应连续运行、工作面配套存在的问题进行研究,建立液压支架与围岩的耦合力学模型,采用"双因素控制法"确定超大采高液压支架合理工作阻力,设计伸缩梁与护帮板分... 针对8 m大采高工作面围岩控制、液压支架可靠性保证、超大煤量自适应连续运行、工作面配套存在的问题进行研究,建立液压支架与围岩的耦合力学模型,采用"双因素控制法"确定超大采高液压支架合理工作阻力,设计伸缩梁与护帮板分离的三级协动护帮装置、大缸径抗冲击双伸缩立柱,有效控制片帮及顶板压力;采用高强度结构钢及智能焊接新工艺提高8.2 m大采高液压支架可靠性;基于无极软启动、超大规格链条及传动系统和电直驱齿辊式连续破碎装置,研制超大煤量自适应刮板输送机;综合对采煤机行走传动、带式输送机可折叠机身、超前液压支护等多个方面进行研究,研发了首套8 m大采高综采成套装备,并在兖矿集团金鸡滩煤矿108工作面进行工业性试验。试验表明:成套装备能有效地控制顶板和煤壁,具备良好的稳定性及可靠性,煤流运输顺畅,无大块煤堵塞,试验期间工作面最高日产5.7万t,月产达到150万t以上。 展开更多

关键词 8 m大采高综采 成套装备 超大采高液压支架 重型刮板输送机

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8.8 m超大采高工作面矿压显现规律实测及机理分析 被引量：40

12

作者 杨俊哲 刘前进 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期69-74,共6页

针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6... 针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6;超大采高工作面周期来压具有来压步距短、来压持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈等特点。根据工作面上覆顶板结构分析认为,工作面开采强度大、顶板活动剧烈,关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断,是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因。 展开更多

关键词 神东矿区 8.8 m超大采高 大采高综采 矿压规律 浅埋深

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8 m以上大采高综采工作面综合防尘关键技术 被引量：9

13

作者 赵国瑞 亓玉浩 +1 位作者 杜毅博 岳宁 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第11期51-55,共5页

基于超大采高工作面开采高度远超出了传统喷雾降尘有效作用的距离,导致易出现跑尘、漏尘的问题,研究了超大采高工作面的产尘特点及运移规律,探讨了相应的综合防尘关键技术,优化了影响防尘效果的关键元部件的相关参数,提出了8 m以上大采... 基于超大采高工作面开采高度远超出了传统喷雾降尘有效作用的距离,导致易出现跑尘、漏尘的问题,研究了超大采高工作面的产尘特点及运移规律,探讨了相应的综合防尘关键技术,优化了影响防尘效果的关键元部件的相关参数,提出了8 m以上大采高工作面综合防尘新方法。井下应用表明,综合防尘新方法有效覆盖了产尘区域,解决了8 m以上大采高工作面跑尘、漏尘的问题,保障了工作面生产安全,避免了煤尘对工人健康造成的危害,具有很好的应用推广价值。新方法的提出奠定了8 m以上大采高工作面综合防尘技术理论体系基础,对相关综合防尘技术的研究具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 8 m大采高 职业健康 工作面防尘 喷雾

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8.5 m大采高综采工作面煤壁片帮特征研究 被引量：10

14

作者 邸帅 王继仁 宋桂军 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第9期97-102,115,共7页

为解决8.5 m大采高综采工作面煤壁片帮严重的问题,以上湾煤矿12401首采工作面为研究对象,采用理论分析、经验回归分析、数值模拟手段,对煤壁片帮的主要影响因素与煤壁片帮特征进行研究,提出了基于D-P准则引入洛德参数修正塑性区宽度计... 为解决8.5 m大采高综采工作面煤壁片帮严重的问题,以上湾煤矿12401首采工作面为研究对象,采用理论分析、经验回归分析、数值模拟手段,对煤壁片帮的主要影响因素与煤壁片帮特征进行研究,提出了基于D-P准则引入洛德参数修正塑性区宽度计算公式,并以采高、塑性区宽度和现场实测场数据为基础,由经验回归分析法综合预测出煤壁片帮深度。结果表明:神东矿区综采工作面煤壁片帮主要影响因素为支承压力、采高、周期来压和埋深,综合确定上湾煤矿12401综采工作面煤体塑性区宽度为9.87 m,煤壁主要发生剪切破坏、易失稳位置距顶板2.98~3.57 m,片帮深度约2.85~3.45 m,综合分析法得到的片帮深度是可靠的,可为支架护帮板设计提供依据,并相应采取合理的防片帮措施。 展开更多

关键词 8.5 m大采高 片帮特征 塑性区宽度 回归分析 洛德参数

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8.8m智能超大采高综采工作面关键技术与装备 被引量：60

15

作者 杨俊哲 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期116-124,共9页

为解决浅埋煤层8.8 m特厚煤层一次采全高安全高效开采的问题,以上湾煤矿首个8.8 m超大采高综采工作面12401工作面为研究对象,利用数值模拟、现场实践以及工程类比等手段,在设备配套、围岩控制、回采技术以及信息化方面进行技术攻关,形... 为解决浅埋煤层8.8 m特厚煤层一次采全高安全高效开采的问题,以上湾煤矿首个8.8 m超大采高综采工作面12401工作面为研究对象,利用数值模拟、现场实践以及工程类比等手段,在设备配套、围岩控制、回采技术以及信息化方面进行技术攻关,形成了一套8.8 m超大采高一次采全高综采关键技术。实践证明:采取的巷道支护、采场矿压监测、三角区顶板控制、支架自动增压补液、防片帮、防漏矸、回采工艺、工程质量控制以及信息化等技术,保证了综采面安全高效回采。8.8 m超大采高一次采全高综采设备选型及配套合理,不仅能够满足综采面生产、支护以及运输需要,而且生产能力显著提升。该综采工作面与同煤层7 m大采高综采工作面相比,可多回采煤炭405万t,采出率提高了20.2%。该成套装备、工艺及关键技术的研发和应用,为类似条件下特厚煤层的开采提供技术指导和借鉴。 展开更多

关键词 8.8 m超大采高 厚煤层 一次采全高 智能开采

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8 m大采高综采工作面关键回采技术研究 被引量：38

16

作者 杨俊哲 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第11期9-14,共6页

为解决8 m厚煤层安全高效开采的问题,以补连塔煤矿首个8 m大采高为研究对象,通过联合技术攻关,形成了一批具有神东自主知识产权的关键技术。重型设备配套总功率达到13 009.4k W,装备技术水平得到进一步提升;在围岩控制方面,形成了大断... 为解决8 m厚煤层安全高效开采的问题,以补连塔煤矿首个8 m大采高为研究对象,通过联合技术攻关,形成了一批具有神东自主知识产权的关键技术。重型设备配套总功率达到13 009.4k W,装备技术水平得到进一步提升;在围岩控制方面,形成了大断面巷道支护技术、高压水致裂初次放顶技术、超强大阻力支架支护技术,总结出了超大采高矿压规律;在回采方面,形成了双支架垂直过渡工艺,提高了资源回采率;在信息化技术方面,形成了设备动态监测、数据采集等多种技术。通过一系列关键技术的应用,实现日产4.48万t,具备年产达1 550万t以上的生产能力,回采率达98.12%,为类似条件下8 m厚煤层开采提供技术指导和借鉴。 展开更多

关键词 8 m大采高 厚煤层 安全高效开采 一次采全高

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超大采高工作面厚硬顶板压裂卸压技术研究及应用

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作者 雷亚军 冯彦军 +9 位作者 康红普 赵福堂 尚晓光 王锐 王鹏 张震 任建超 赵凯凯 郑仰发 刘晓刚 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1907-1934,共28页

针对超大采高厚硬顶板综采工作面面临的超大开采空间、强矿压显现及超高煤壁稳定性控制等难题,以世界首个10 m超大采高综采工作面——曹家滩煤矿122104工作面为研究背景,系统开展了厚硬顶板压裂卸压机制、真三轴水力压裂裂缝重构试验、... 针对超大采高厚硬顶板综采工作面面临的超大开采空间、强矿压显现及超高煤壁稳定性控制等难题,以世界首个10 m超大采高综采工作面——曹家滩煤矿122104工作面为研究背景,系统开展了厚硬顶板压裂卸压机制、真三轴水力压裂裂缝重构试验、三维裂缝扩展流固耦合数值模拟、大流量复合压裂技术与工艺、水力压裂效果监测与评价等方面的研究。研究结果表明:厚硬顶板水力压裂卸压作用机制主要体现在结构调控、应力转移、能量释放、强度劣化等方面;延安组相较于直罗组脆性矿物含量更高,易形成复杂裂缝网络;排量由1 m^(3)/min增至5 m^(3)/min,裂缝平均半径由21.9 m增至32.5 m,增幅约为48.40%,排量越大水力裂缝尺度越大。研发了井下厚硬顶板水力压裂卸压技术及大流量压裂装备,开发了磨料射流预切缝与5 m^(3)/min大流量复合压裂技术工艺,提出了一种井下长水平钻孔定向水力压裂“一场一策”分区设计理念,形成了一种动态更新压裂层位和压裂方案的井下长水平钻孔定向水力压裂方法,并在曹家滩煤矿开展了工程应用试验,实现了10 m超大采高工作面矿压显现的科学有效防控。通过地面微震实时监测技术实时捕捉缝网扩展轨迹,有效指导了水力压裂方案的优化,并获得了顶板水力裂缝空间展布特征。开展了水力压裂实施效果的多因素综合评价,对液压支架工作阻力、工作面周期来压步距和持续距离、来压动载系数、微震事件及能量等进行综合分析,综合评价了水力压裂效果。井下试验结果表明:曹家滩煤矿井下水力裂缝以水平裂缝为主,沿钻孔两侧扩展平均距离约为80 m,有效弱化了工作面范围内上覆厚硬、完整顶板,实现了区域顶板结构有效调控;通过区域压裂技术将厚硬岩层组提前预裂,减小了来压步距和动载系数,保障了10 m超大采高工作面安全高效生产。 展开更多

关键词 特厚煤层 10 m超大采高 厚硬顶板 复合压裂 区域卸压

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8.8 m超大采高工作面支架与围岩相互作用关系 被引量：34

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作者 徐刚 张震 +3 位作者 杨俊哲 刘前进 范志忠 李正杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1462-1472,共11页

8.8 m超大采高综采工作面一次开采高度及开采强度大,采场围岩控制困难。采用立柱压力传感器、位移传感器对工作面回采期间支架工作阻力、顶板下沉量进行了全程系统监测,对工作面矿压显现规律、支架工作阻力循环曲线、顶板下沉量及割煤... 8.8 m超大采高综采工作面一次开采高度及开采强度大,采场围岩控制困难。采用立柱压力传感器、位移传感器对工作面回采期间支架工作阻力、顶板下沉量进行了全程系统监测,对工作面矿压显现规律、支架工作阻力循环曲线、顶板下沉量及割煤循环内下沉曲线进行了分析,对支架工作阻力、初撑力、支架刚度与顶板下沉关系进行了研究。研究结果表明:超大采高工作面开采具有来压区域性明显、来压急增阻、非来压恒阻、大小周期来压的宏观特征;工作面顶板下沉具有明显的时空差异性,空间上呈现工作面“两端小-中部大”的特征,时间上呈现来压期间大、非来压期间小的特点;工作面支架ΔF-T和顶板下沉ΔS-T均化循环曲线具有高度的一致性,来压期间2者均呈对数-大斜率线性复合增长,非来压期间呈现近常数或小斜率线性增长;顶板下沉与支架工作阻力呈线性对应关系,随支架工作阻力的增加而增大,安全阀开启后,顶板下沉速度明显增大,最大下沉速度为安全阀开启前的4.3倍,安全阀长时开启时顶板下沉速度由急增逐渐过渡至缓增状态,ZY26000/40/88液压支架在来压期间一定时间内可以将顶板下沉控制在一定的范围内,但并不能阻止其继续下沉;初撑力及支架刚度大小对顶板控制影响较为明显,随着初撑力的不断增大,顶板下沉及下沉速度显著降低并趋于稳定,临界点为15 MN,顶板下沉与支架刚度呈现类双曲线关系,支架刚度达到14 MPa/m以上时,支架刚度对顶板下沉的抑制作用减弱,顶板下沉趋于平稳状态。 展开更多

关键词 8.8 m超大采高综采 支架工作阻力 顶板下沉量 均化循环曲线 支架与围岩作用关系

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8.8 m大采高工作面覆岩运动规律与应用——以上湾煤矿为例 被引量：4

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作者 贾士耀 呼天峰 卢国志 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S02期1-6,共6页

以上湾煤矿8.8 m大采高一次采全高综采工作面为研究对象,基于覆岩运动仿真与矿压规律分析算法对12402综采工作面进行了上覆岩层结构模拟分析、顶板覆岩运动规律仿真及数值模拟分析。结合现场矿压实测数据,对比分析系统矿压算法准确度,... 以上湾煤矿8.8 m大采高一次采全高综采工作面为研究对象,基于覆岩运动仿真与矿压规律分析算法对12402综采工作面进行了上覆岩层结构模拟分析、顶板覆岩运动规律仿真及数值模拟分析。结合现场矿压实测数据,对比分析系统矿压算法准确度,自动反演校订采场上覆岩层主要支托层工程力学参数,为采煤工作面顶板来压预测、支承压力分布范围预计、相邻采区巷道支护设计与液压支架选型提供了依据。 展开更多

关键词 8.8 m大采高 矿压规律 自动反演 顶板来压预测

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8 m大采高综采工作面大块煤破碎关键技术与装备 被引量：15

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作者 毕伟 穆润青 张建军 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第11期56-62,共7页

为解决大采高工作面片帮大块煤经常堵塞输送机机头卸载点和转载机入口的问题,提出了片帮大块煤破碎综合配套技术,以金鸡滩煤矿108工作面为研究对象,分析了片帮煤造成煤流拥堵的原因及最易堵煤的位置,设计了挡板内式、挡板外式2种配套方... 为解决大采高工作面片帮大块煤经常堵塞输送机机头卸载点和转载机入口的问题,提出了片帮大块煤破碎综合配套技术,以金鸡滩煤矿108工作面为研究对象,分析了片帮煤造成煤流拥堵的原因及最易堵煤的位置,设计了挡板内式、挡板外式2种配套方案,适应不同工况环境下成套设备的配套;研制了集电动机、NGW减速器、截齿于一体的大块煤破碎装置,液压缸驱动调高,采用机械、电器、液压3种过载保护方式,使得设备具有较高的安全性;分析研究了截齿布置方式,给出了截线距计算方法,保证了较低的截割能耗。现场应用表明,工作面经过周期来压及采高变化,不同块度的片帮煤均能很好地破碎成可卸载的小块煤,破碎过程连续、可靠,不需要人工干预。 展开更多

关键词 大块煤破碎 8 m大采高 配套技术 截线距 过载保护

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