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沿空留巷密集钻孔切顶机理及关键参数确定方法
被引量:
11
1
作者
刘少伟
李小鹏
+3 位作者
朱雯清
付孟雄
张定山
彭博
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期23-33,共11页
为实现密集钻孔切顶条件下沿空留巷顶板结构安全稳定,研究正常情况与密集钻孔条件下顶板岩层结构受力状况,基于岩石断裂理论和弹性理论分析回采前后顶板密集钻孔孔间围岩受力分布及其破断过程,明确密集钻孔切顶机理及相邻钻孔的孔间集...
为实现密集钻孔切顶条件下沿空留巷顶板结构安全稳定,研究正常情况与密集钻孔条件下顶板岩层结构受力状况,基于岩石断裂理论和弹性理论分析回采前后顶板密集钻孔孔间围岩受力分布及其破断过程,明确密集钻孔切顶机理及相邻钻孔的孔间集中应力相互作用机制,推导工作面端头弧形三角板结构巷道侧边界密集钻孔孔间围岩的拉剪应力计算公式。在此基础上,分析不同参数对孔间围岩所受拉剪应力的影响作用,提出沿空留巷密集钻孔切顶关键参数确定方法。研究表明:密集钻孔主要通过回采前后钻孔周围应力条件改变来增加钻孔围岩拉剪应力集中程度,引起孔间裂隙扩张联通,形成切缝线破断关键岩层。回采前钻孔主要受水平挤压应力影响,回采后钻孔受力逐渐转变为采空区顶板回转下沉产生的拉剪应力为主,钻孔孔间围岩状态随之由孔间围岩弱化阶段过渡到孔壁裂纹成形阶段,再转变为孔间围岩破断阶段。密集钻孔孔间围岩所受拉剪应力大小主要取决于关键岩层厚度及钻孔孔径与孔间距之比,与钻孔高度及间距成负相关,与角度及直径正相关。据此提出了密集钻孔关键参数确定方法,并根据龙滩矿3124 N工作面坚硬顶板条件设计了密集钻孔切顶留巷方案,确定钻孔长度为8.3 m,角度为15°,钻孔直径为48 mm,间距为500 mm。留巷后巷道顶帮变形可控且整体稳定性较好,由此可证明密集钻孔布置参数较为合理,密集钻孔关键参数确定方法有效可行。
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关键词
沿空留巷
切顶留巷
密集钻孔
弧形三角板
孔间应力集中
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职称材料
沿空留巷矿压显现周期性机制研究
被引量:
8
2
作者
栾恒杰
林东才
+1 位作者
贾传洋
孙锐克
《山东科技大学学报(自然科学版)》
CAS
2014年第3期60-64,共5页
沿空留巷保留巷道中的矿压显现存在强烈区和缓和区周期性交替的现象,通过建立沿空留巷结构力学模型,分析了此现象与工作面端头弧三角形悬板的关系。研究表明:周期来压时,工作面顶板断裂会在沿空巷道上方产生弧三角形悬板,悬板最大悬顶...
沿空留巷保留巷道中的矿压显现存在强烈区和缓和区周期性交替的现象,通过建立沿空留巷结构力学模型,分析了此现象与工作面端头弧三角形悬板的关系。研究表明:周期来压时,工作面顶板断裂会在沿空巷道上方产生弧三角形悬板,悬板最大悬顶距对应位置的巷道矿压显现相对强烈,并且随工作面推进矿压显现强烈区以周期来压步距为步距跳跃前移。在上述研究基础上,提出弧三角形悬板位置预测与实测方法,并以东滩煤矿3203工作面沿空留巷为工程背景,通过矿压观测对矿压显现程度周期性现象和弧三角形悬板位置进行了验证,提出了分阶段不等强支护方式,为留巷滞后支护设计提供了依据。
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关键词
沿空留巷
矿压显现
周期性
弧三角形悬板
预测与实测
滞后支护
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职称材料
采场顶板关键层“横U-Y”型周期破断特征的试验研究
被引量:
22
3
作者
朱卫兵
于斌
+2 位作者
鞠金峰
刘文兵
齐祥瑞
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期36-43,共8页
针对部分坚硬顶板矿井采动导水裂缝带处于8~15倍采高的高位关键层,"横O-X"破断运动引发工作面动载矿压甚至压架、临采空侧回风平巷超前100~200 m底鼓大变形等动力灾害的问题,采用自制的大尺度三维物理模拟实验平台,研究高位...
针对部分坚硬顶板矿井采动导水裂缝带处于8~15倍采高的高位关键层,"横O-X"破断运动引发工作面动载矿压甚至压架、临采空侧回风平巷超前100~200 m底鼓大变形等动力灾害的问题,采用自制的大尺度三维物理模拟实验平台,研究高位关键层的破断运动特征。结果表明:关键层发生横向破断时,首先,关键层板正面两侧长边和反面中部长轴方向同时形成破断裂隙;其次,关键层板正面两侧短边形成弧形裂隙,而反面沿中轴线端点同步形成八字形破断裂隙;再次,在板正面形成"O"形裂隙的同时反面形成"X"形裂隙,正面形成"U"形裂隙的同时反面形成"Y"形裂隙;最后,正反面裂缝贯通形成"横O-X"型初次破断和"横U-Y"型周期破断,在工作面上方形成"弧形三角板"和巷道上方形成"梯形板"的破断块体结构。统计发现,"横O-X"型初次破断步距与"横U-Y"型周期破断步距长度基本一致;横向破断形成的"弧形三角板"块体角度为75°~78°,与腰线和弧形切线形成的夹角72°~82°基本相等,近似于一个等角的"弧形三角板"。砌块模型试验结果表明,"弧形三角板"块体大幅回转过程中,因其顶点易与"梯形板"结构发生回转变形失稳而出现脱离现象,导致"弧形三角板"滑落失稳从而会引发工作面强矿压。研究成果为大采高开采工作面强矿压灾害防治提供试验基础。
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关键词
“横U-Y”型周期破断
弧形三角板
底鼓
动力灾害
矿压显现
大采高
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职称材料
静态破碎技术处理高瓦斯矿井巷道悬顶的研究与应用
被引量:
14
4
作者
郝兵元
李泽华
+1 位作者
黄辉
赵国林
《爆破》
CSCD
北大核心
2015年第2期109-114,共6页
针对高瓦斯矿井回采工作面弧形三角区内临采空区巷道顶板悬顶距离过大的问题,提出用静态破碎处理的技术方案。在分析静态破碎的破岩机理基础上,利用声发射定位技术研究了破碎剂在石灰岩中的裂纹演化规律,结合阳煤集团三矿K8113工作面的...
针对高瓦斯矿井回采工作面弧形三角区内临采空区巷道顶板悬顶距离过大的问题,提出用静态破碎处理的技术方案。在分析静态破碎的破岩机理基础上,利用声发射定位技术研究了破碎剂在石灰岩中的裂纹演化规律,结合阳煤集团三矿K8113工作面的实际情况,提出了回采巷道顶板静态破碎方案与技术参数,并进行了现场试验。工业性试验的结果表明:经过静态破碎技术处理回采巷道临采空区顶板悬顶以后,较之前相比可有效减小悬顶距离36%左右,满足了安全生产的要求。
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关键词
静态破碎
高瓦斯矿井
巷道悬顶
弧形三角区
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职称材料
综放面端头顶板弧三角形悬板结构分析
被引量:
3
5
作者
王君
巩思园
周绍华
《中国煤炭》
北大核心
2012年第4期36-40,共5页
为提高工作面端头煤炭回收率和上下端头支护质量,对回采后形成的端头顶板弧三角形悬板结构进行了分析,建立了矩形板结构的力学模型,利用功的互等原理,推导出扰度的基本表达式,并运用MATLAB编程计算,分析了均布力与悬板结构间的关系,确...
为提高工作面端头煤炭回收率和上下端头支护质量,对回采后形成的端头顶板弧三角形悬板结构进行了分析,建立了矩形板结构的力学模型,利用功的互等原理,推导出扰度的基本表达式,并运用MATLAB编程计算,分析了均布力与悬板结构间的关系,确定了悬板的破断点,解释了弧三角形悬板的产生机理。
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关键词
综放面
工作面端头
弧三角形悬板结构
力学模型
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职称材料
老顶超前破断位置的研究
被引量:
1
6
作者
涂敏
《西安矿业学院学报》
1999年第2期114-118,共5页
利用弹性地基及薄板理论,建立了老顶运动力学模型,导出了挠曲运动方程和超前破断位置计算式。
关键词
弹性地基
老顶挠曲运动
破断位置
顶板管理
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职称材料
综放工作面端头区结构稳定性研究
被引量:
15
7
作者
肖亚宁
《中国矿业》
北大核心
2010年第2期86-88,103,共4页
放顶煤采煤工作面端头区支护是采场支护的难点,其主要原因在于端头区弧形三角板的形成及其稳定。本文提出了加强早期顺槽顶板的支护,是端头区形成稳定和完整弧形三角板的前提,揭示了解决端头区支护难,主要在于要解决好弧形三角板"...
放顶煤采煤工作面端头区支护是采场支护的难点,其主要原因在于端头区弧形三角板的形成及其稳定。本文提出了加强早期顺槽顶板的支护,是端头区形成稳定和完整弧形三角板的前提,揭示了解决端头区支护难,主要在于要解决好弧形三角板"大结构"和端头支架"小结构"关系的规律,强调大、小结构存在相互协调和相互制约的关系,"大结构"是端头区稳定的关键。
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关键词
放顶煤工作面
端头区
弧形三角板
结构稳定
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职称材料
题名
沿空留巷密集钻孔切顶机理及关键参数确定方法
被引量:
11
1
作者
刘少伟
李小鹏
朱雯清
付孟雄
张定山
彭博
机构
河南理工大学能源科学与工程学院
煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
中铁建设集团有限公司
四川川煤华荣能源有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期23-33,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074102)
河南省自然科学杰出青年基金资助项目(212300410006)
河南省高校科技创新团队资助项目(23IRTSTHN007)。
文摘
为实现密集钻孔切顶条件下沿空留巷顶板结构安全稳定,研究正常情况与密集钻孔条件下顶板岩层结构受力状况,基于岩石断裂理论和弹性理论分析回采前后顶板密集钻孔孔间围岩受力分布及其破断过程,明确密集钻孔切顶机理及相邻钻孔的孔间集中应力相互作用机制,推导工作面端头弧形三角板结构巷道侧边界密集钻孔孔间围岩的拉剪应力计算公式。在此基础上,分析不同参数对孔间围岩所受拉剪应力的影响作用,提出沿空留巷密集钻孔切顶关键参数确定方法。研究表明:密集钻孔主要通过回采前后钻孔周围应力条件改变来增加钻孔围岩拉剪应力集中程度,引起孔间裂隙扩张联通,形成切缝线破断关键岩层。回采前钻孔主要受水平挤压应力影响,回采后钻孔受力逐渐转变为采空区顶板回转下沉产生的拉剪应力为主,钻孔孔间围岩状态随之由孔间围岩弱化阶段过渡到孔壁裂纹成形阶段,再转变为孔间围岩破断阶段。密集钻孔孔间围岩所受拉剪应力大小主要取决于关键岩层厚度及钻孔孔径与孔间距之比,与钻孔高度及间距成负相关,与角度及直径正相关。据此提出了密集钻孔关键参数确定方法,并根据龙滩矿3124 N工作面坚硬顶板条件设计了密集钻孔切顶留巷方案,确定钻孔长度为8.3 m,角度为15°,钻孔直径为48 mm,间距为500 mm。留巷后巷道顶帮变形可控且整体稳定性较好,由此可证明密集钻孔布置参数较为合理,密集钻孔关键参数确定方法有效可行。
关键词
沿空留巷
切顶留巷
密集钻孔
弧形三角板
孔间应力集中
Keywords
gob-
side
entry retaining
dense drilling
pressure relief by
roof
cutting
curve
d
triangle
plate
stress concentration between holes
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
沿空留巷矿压显现周期性机制研究
被引量:
8
2
作者
栾恒杰
林东才
贾传洋
孙锐克
机构
山东科技大学矿业与安全工程学院
出处
《山东科技大学学报(自然科学版)》
CAS
2014年第3期60-64,共5页
基金
国家自然科学基金项目(51109124)
高等学校博士学科点专项科研基金项目(20113718120009)
文摘
沿空留巷保留巷道中的矿压显现存在强烈区和缓和区周期性交替的现象,通过建立沿空留巷结构力学模型,分析了此现象与工作面端头弧三角形悬板的关系。研究表明:周期来压时,工作面顶板断裂会在沿空巷道上方产生弧三角形悬板,悬板最大悬顶距对应位置的巷道矿压显现相对强烈,并且随工作面推进矿压显现强烈区以周期来压步距为步距跳跃前移。在上述研究基础上,提出弧三角形悬板位置预测与实测方法,并以东滩煤矿3203工作面沿空留巷为工程背景,通过矿压观测对矿压显现程度周期性现象和弧三角形悬板位置进行了验证,提出了分阶段不等强支护方式,为留巷滞后支护设计提供了依据。
关键词
沿空留巷
矿压显现
周期性
弧三角形悬板
预测与实测
滞后支护
Keywords
gob-
side
entry retaining
strata behaviors
periodicity
suspended
triangle roof plate with curve side
pre-diction and measurement
delayed support
分类号
TD821 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
采场顶板关键层“横U-Y”型周期破断特征的试验研究
被引量:
22
3
作者
朱卫兵
于斌
鞠金峰
刘文兵
齐祥瑞
机构
中国矿业大学矿业工程学院
大同煤矿集团有限责任公司
中国矿业大学物联网(感知矿山)研究中心
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期36-43,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0501104)
文摘
针对部分坚硬顶板矿井采动导水裂缝带处于8~15倍采高的高位关键层,"横O-X"破断运动引发工作面动载矿压甚至压架、临采空侧回风平巷超前100~200 m底鼓大变形等动力灾害的问题,采用自制的大尺度三维物理模拟实验平台,研究高位关键层的破断运动特征。结果表明:关键层发生横向破断时,首先,关键层板正面两侧长边和反面中部长轴方向同时形成破断裂隙;其次,关键层板正面两侧短边形成弧形裂隙,而反面沿中轴线端点同步形成八字形破断裂隙;再次,在板正面形成"O"形裂隙的同时反面形成"X"形裂隙,正面形成"U"形裂隙的同时反面形成"Y"形裂隙;最后,正反面裂缝贯通形成"横O-X"型初次破断和"横U-Y"型周期破断,在工作面上方形成"弧形三角板"和巷道上方形成"梯形板"的破断块体结构。统计发现,"横O-X"型初次破断步距与"横U-Y"型周期破断步距长度基本一致;横向破断形成的"弧形三角板"块体角度为75°~78°,与腰线和弧形切线形成的夹角72°~82°基本相等,近似于一个等角的"弧形三角板"。砌块模型试验结果表明,"弧形三角板"块体大幅回转过程中,因其顶点易与"梯形板"结构发生回转变形失稳而出现脱离现象,导致"弧形三角板"滑落失稳从而会引发工作面强矿压。研究成果为大采高开采工作面强矿压灾害防治提供试验基础。
关键词
“横U-Y”型周期破断
弧形三角板
底鼓
动力灾害
矿压显现
大采高
Keywords
"horizontal U-Y"periodical breakage
curve
d
triangle
plate
floor heave
dynamic disaster
ground pressure behavior
large mining height
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
静态破碎技术处理高瓦斯矿井巷道悬顶的研究与应用
被引量:
14
4
作者
郝兵元
李泽华
黄辉
赵国林
机构
太原理工大学
北方爆破科技有限公司
沈阳煤业集团山西晋辽矿业有限公司
出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2015年第2期109-114,共6页
基金
山西省科技重大专项(20121101009-03)
山西省自然科学基金重点项目(2014011044)
文摘
针对高瓦斯矿井回采工作面弧形三角区内临采空区巷道顶板悬顶距离过大的问题,提出用静态破碎处理的技术方案。在分析静态破碎的破岩机理基础上,利用声发射定位技术研究了破碎剂在石灰岩中的裂纹演化规律,结合阳煤集团三矿K8113工作面的实际情况,提出了回采巷道顶板静态破碎方案与技术参数,并进行了现场试验。工业性试验的结果表明:经过静态破碎技术处理回采巷道临采空区顶板悬顶以后,较之前相比可有效减小悬顶距离36%左右,满足了安全生产的要求。
关键词
静态破碎
高瓦斯矿井
巷道悬顶
弧形三角区
Keywords
static crushing
high-gas coal mine
roadway
roof
overhang
curve
d
triangle
分类号
TD235.3 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综放面端头顶板弧三角形悬板结构分析
被引量:
3
5
作者
王君
巩思园
周绍华
机构
中国矿业大学应用技术学院
中国矿业大学信息与电气工程学院
河南大有能源股份有限公司常村煤矿
出处
《中国煤炭》
北大核心
2012年第4期36-40,共5页
基金
江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
江苏省博士后科研资助计划(1002004B)
文摘
为提高工作面端头煤炭回收率和上下端头支护质量,对回采后形成的端头顶板弧三角形悬板结构进行了分析,建立了矩形板结构的力学模型,利用功的互等原理,推导出扰度的基本表达式,并运用MATLAB编程计算,分析了均布力与悬板结构间的关系,确定了悬板的破断点,解释了弧三角形悬板的产生机理。
关键词
综放面
工作面端头
弧三角形悬板结构
力学模型
Keywords
fully mechanized longwall coal face
with
sub-level caving
working face end
structure of suspended
triangle roof plate with curve side
mechanical model
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
老顶超前破断位置的研究
被引量:
1
6
作者
涂敏
机构
淮南工业学院资源开发与管理工程系
出处
《西安矿业学院学报》
1999年第2期114-118,共5页
文摘
利用弹性地基及薄板理论,建立了老顶运动力学模型,导出了挠曲运动方程和超前破断位置计算式。
关键词
弹性地基
老顶挠曲运动
破断位置
顶板管理
Keywords
elastic foundation
elastic thin
plate
subsiding
curve
movement of main
roof
break
分类号
TD327.2 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综放工作面端头区结构稳定性研究
被引量:
15
7
作者
肖亚宁
机构
潞安环能股份公司王庄煤矿
出处
《中国矿业》
北大核心
2010年第2期86-88,103,共4页
文摘
放顶煤采煤工作面端头区支护是采场支护的难点,其主要原因在于端头区弧形三角板的形成及其稳定。本文提出了加强早期顺槽顶板的支护,是端头区形成稳定和完整弧形三角板的前提,揭示了解决端头区支护难,主要在于要解决好弧形三角板"大结构"和端头支架"小结构"关系的规律,强调大、小结构存在相互协调和相互制约的关系,"大结构"是端头区稳定的关键。
关键词
放顶煤工作面
端头区
弧形三角板
结构稳定
Keywords
top-coal caving face
face end
triangle roof plate with curve side
structure stability
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
沿空留巷密集钻孔切顶机理及关键参数确定方法
刘少伟
李小鹏
朱雯清
付孟雄
张定山
彭博
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
11
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职称材料
2
沿空留巷矿压显现周期性机制研究
栾恒杰
林东才
贾传洋
孙锐克
《山东科技大学学报(自然科学版)》
CAS
2014
8
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职称材料
3
采场顶板关键层“横U-Y”型周期破断特征的试验研究
朱卫兵
于斌
鞠金峰
刘文兵
齐祥瑞
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
22
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职称材料
4
静态破碎技术处理高瓦斯矿井巷道悬顶的研究与应用
郝兵元
李泽华
黄辉
赵国林
《爆破》
CSCD
北大核心
2015
14
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职称材料
5
综放面端头顶板弧三角形悬板结构分析
王君
巩思园
周绍华
《中国煤炭》
北大核心
2012
3
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职称材料
6
老顶超前破断位置的研究
涂敏
《西安矿业学院学报》
1999
1
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职称材料
7
综放工作面端头区结构稳定性研究
肖亚宁
《中国矿业》
北大核心
2010
15
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职称材料
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