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“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力运移规律实验研究
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作者 康志鹏 任波 +2 位作者 罗勇 段昌瑞 任帅 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期158-164,共7页
针对“三软”厚煤层大采高工作面开采覆岩非线性、非对称破坏问题以及保护煤柱宽度不合理造成的资源浪费、巷道围岩稳定性差等问题,以新景煤矿15028工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验对“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力... 针对“三软”厚煤层大采高工作面开采覆岩非线性、非对称破坏问题以及保护煤柱宽度不合理造成的资源浪费、巷道围岩稳定性差等问题,以新景煤矿15028工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验对“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力运移规律进行实验研究。结果表明:“三软”厚煤层大采高工作面在回采开始时,顶板未发生大面积垮落,但产生较多水平裂隙;初次垮落时,塌落岩体与上部形成较大自由空间;当继续回采达到关键层极限破断距时,上覆岩层迅速大面积垮落,形成类似冲击地压的顶板“强烈垮塌”,采空区边缘悬臂梁结构发生“裂隙孕育快速发育回转下沉”变化,顶板垮落岩石由于碎胀充填作用,并未完全冒落;随着煤层持续开采,只在上覆岩层作用力的情况下,采空区底板未产生明显变形,即底板变形的主要原因为水平应力因素,采空区上覆岩层整体发生下沉,其中靠近煤层顶板越近,下沉量越大,最大下沉量为750 mm;采空区中部岩层位移最大,向两侧实煤体帮逐渐减小到0,整体位移曲线呈“V”字形;厚煤层大采高工作面侧向支承压力具有“双峰”特性,先小幅增加,达到第1个峰值点后小幅回落,应力降低区距离采空区10 m左右,而后到达第2个峰值点,此时距离采空区边缘19.2 m,应力最大值为27.5 MPa,随后持续回落,在72 m处趋于稳定,即采动侧向支承压力影响范围在60 m左右。 展开更多
关键词 “三软”厚煤层 大采高工作面 破断失稳 应力运移规律
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“三软”厚煤层回采巷道掘锚一体机工艺优化及应用 被引量:1
2
作者 贾后省 皇东山 +3 位作者 方珍珠 李东发 昌李宁 王国营 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-10,共10页
“三软”厚煤层回采巷道围岩整体强度低,且岩层结构组合普遍变化较大,造成掘进工作面悬露顶板稳定性差异明显,部分顶板稳定性较差区域无法直接采用掘锚一体机及配套施工工艺,造成掘进工作面频繁停工,整体掘进效率下降。针对此类问题,以... “三软”厚煤层回采巷道围岩整体强度低,且岩层结构组合普遍变化较大,造成掘进工作面悬露顶板稳定性差异明显,部分顶板稳定性较差区域无法直接采用掘锚一体机及配套施工工艺,造成掘进工作面频繁停工,整体掘进效率下降。针对此类问题,以沙吉海煤矿“三软”厚煤层回采巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟等综合研究方法,阐明了掘进工作面悬露顶板漏冒、掘锚一体机陷入底板或跑偏、煤壁片帮是制约掘锚一体机在“三软”厚煤层回采巷道中应用的关键制约因素;考虑悬露顶板厚度、扰动影响系数、顶板各岩层强度及各岩层完整性等参量的影响,建立和推导了掘进工作面悬露顶板极限跨距计算公式;形成了以掘进工作面悬露顶板极限跨距计算为主导的巷道围岩稳定性分级方法,将“三软”厚煤层回采巷道围岩划分为极稳定、稳定、中等稳定、不稳定、极不稳定5个级别;提出了不同稳定性级别围岩条件下掘锚一体机装备及施工工艺分类优化方案,并从截割滚筒位态调整、底板接地处理、巷帮作业平台增设等方面给出了困难作业环境下掘锚一体机应用对策。研究成果在沙吉海煤矿B1003W05工作面巷道进行了工程应用,其分类优化方案可有效保障掘锚一体机在“三软”厚煤层中的正常运行,相比邻近巷道采用悬臂式掘进机综掘工艺,掘进速度提升了1.0~1.8倍。 展开更多
关键词 “三软”厚煤层 回采巷道 掘锚一体机 采掘工艺 快速掘进
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大埋深“三软”厚煤层智能综放开采技术研究
3
作者 潘卫东 阚拓 徐永鑫 《煤炭工程》 北大核心 2024年第10期90-99,共10页
针对大埋深“三软”条件下厚煤层综放开采的过程中液压支架钻底以及巷道底鼓的问题,以淮北信湖煤矿818智能综放工作面为研究背景,对液压支架的适用性进行了分析,并介绍了818智能综放采煤工作面的液压支架自动化系统。通过理论计算得出... 针对大埋深“三软”条件下厚煤层综放开采的过程中液压支架钻底以及巷道底鼓的问题,以淮北信湖煤矿818智能综放工作面为研究背景,对液压支架的适用性进行了分析,并介绍了818智能综放采煤工作面的液压支架自动化系统。通过理论计算得出液压支架的最大工作阻力为9940 kN,分析现场实测数据可知中部液压支架的工作阻力最高,其次是下部,上部最小。工作面支架前排立柱受力大于后排立柱,工作面来压时,液压支架前立柱工作阻力平均比后立柱工作阻力大44.5%,前排立柱工作阻力占整架工作阻力的比例大致在0.57~0.74之间,工作面液压支架平均工作阻力为28.11 MPa,因此动载荷计算法更适合818工作面支架工作阻力计算;分析了液压支架钻底的原因,并提出液压支架的管控措施;通过数值模拟得到工作面超前支承压力的影响范围为煤壁前方110 m,工作面中部峰值应力最大,其次是下部,最后是上部,峰值应力出现在煤壁前方12~19 m;由现场实测数据可知煤壁向外105 m范围内,巷道底鼓及两帮变形量相对较大,巷道顶板下沉及底鼓比较明显,在此基础上提出预防巷道底鼓的相关措施,以期为淮北矿区以及类似条件下开采的工作面提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 大埋深 “三软”煤层 液压支架自动化系统 支架工作阻力 超前支承压力
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水力割缝对不同厚度“三软”煤层巷道围岩扰动影响研究 被引量:1
4
作者 黄永菲 张勇 郝浩然 《煤炭技术》 CAS 2024年第2期57-62,共6页
赵家寨煤矿开采煤层在水力割缝过程中受到较大扰动,围岩强度降低,导致煤厚较大且分布不均的“三软”煤层巷道更加难以控制。基于14205工作面岩石力学参数,理论分析确定水力割缝合理参数,借助COMSOL Multiphysics构建不同煤厚条件下水力... 赵家寨煤矿开采煤层在水力割缝过程中受到较大扰动,围岩强度降低,导致煤厚较大且分布不均的“三软”煤层巷道更加难以控制。基于14205工作面岩石力学参数,理论分析确定水力割缝合理参数,借助COMSOL Multiphysics构建不同煤厚条件下水力割缝模型,数值模拟得到了水力割缝对煤层应力、位移影响规律。结果表明:顶煤厚度对于受水力割缝扰动后巷道顶板稳定性有着重要影响,应力特征的主要影响因素为割缝的形态、位置,煤层越厚其变形量越小,水力割缝对煤体的损伤范围主要与割缝位置相关,巷道受扰动范围为两帮各5 m,托顶煤为2 m厚时,顶部煤体受破坏程度最大,巷道稳定性最差,当托顶煤厚度超过4 m时巷道稳定性得到良好改善,在煤体损伤范围内巷道顶部变形量最大,需要加强支护力度。研究结果为不同厚度“三软”煤层水力割缝扰动下巷道围岩稳定性分析提供基础。 展开更多
关键词 水力割缝 “三软”煤层 岩体损伤 煤层厚度 围岩稳定性
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甜水堡煤矿“三软”倾斜煤层巷道断面形状优化与实践
5
作者 朱长华 李泽鹏 +3 位作者 段崇营 刘文 王旭锋 薛远航 《山西焦煤科技》 2024年第12期17-21,共5页
针对甜水堡煤矿1304“三软”回风巷道梯形断面围岩变形大的问题,采用直墙圆弧拱形代替梯形断面。运用现场实测资料、理论分析并结合数值模拟,通过复变函数求出岩体内部正应力的分布特征,梯形断面的应力集中系数为1.9要高于直墙圆弧拱形... 针对甜水堡煤矿1304“三软”回风巷道梯形断面围岩变形大的问题,采用直墙圆弧拱形代替梯形断面。运用现场实测资料、理论分析并结合数值模拟,通过复变函数求出岩体内部正应力的分布特征,梯形断面的应力集中系数为1.9要高于直墙圆弧拱形断面的1.7,提出采用“锚网喷+锚索+钢筋梯”的围岩控制技术。工业性试验结果表明,优化后的直墙圆弧拱形巷道使顶板移近量最大值控制到62 mm,两帮移近量小于40 mm,顶板浅部最大离层7 mm,巷道围岩得到有效控制。 展开更多
关键词 “三软”煤巷 围岩控制 断面优化 支护
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“三软”巷道长短锚索联合支护控制变形研究
6
作者 孟国胜 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期139-145,共7页
针对“三软”特厚煤层巷道围岩变形严重、控制难度大、掘进效率低、采掘接替困难的难题,提出了一种锚网索支护控制技术。采用现场超声波探测及钻孔窥视揭露方法,测定围岩松动圈塑性范围为2.4~3.0 m;采用数值模拟得到锚索不同间距下的支... 针对“三软”特厚煤层巷道围岩变形严重、控制难度大、掘进效率低、采掘接替困难的难题,提出了一种锚网索支护控制技术。采用现场超声波探测及钻孔窥视揭露方法,测定围岩松动圈塑性范围为2.4~3.0 m;采用数值模拟得到锚索不同间距下的支护效果,确定顶板采用锚网索、两帮采用锚杆的支护方案,设计合理的支护间距,并成功进行了工程应用。结果表明,长、短锚索联合支护可有效控制复合软岩巷道的变形。两帮和顶底板的移近量不大于30 mm;掘进期间顶锚索应力为60~170 kN,受力较为稳定。可见长短锚索联合控制技术可有效提高巷道围岩控制效果,而且生产实践表明,采用长短锚索联合控制技术后平均月进度突破143 m(架棚支护平均月进度60 m),掘进效率实现成倍增长,有效解决了采掘接替困难问题,经济社会效益显著。 展开更多
关键词 “三软”煤层 围岩塑性区 锚索支护 围岩控制技术 特厚煤层
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“三软”不稳定煤层瓦斯防治技术研究与应用
7
作者 张美周 《矿业装备》 2024年第8期85-87,共3页
煤层瓦斯作为一种潜在安全隐患,在“三软”不稳定煤层的开采过程中尤为突出。针对煤层瓦斯的成因及特性进行概述,分析“三软”煤层独特性质,包括抗压强度低、气体渗透率高、气体饱和度大及峰值气体排放量显著等特点。基于其特性,探讨瓦... 煤层瓦斯作为一种潜在安全隐患,在“三软”不稳定煤层的开采过程中尤为突出。针对煤层瓦斯的成因及特性进行概述,分析“三软”煤层独特性质,包括抗压强度低、气体渗透率高、气体饱和度大及峰值气体排放量显著等特点。基于其特性,探讨瓦斯防治的多种技术路线,包括加压抽采技术、水害治理技术、防喷装置及实时监测技术等,得出结论,综合运用这些防治技术能够有效降低瓦斯安全风险,提升煤矿安全性和生产效率,为煤炭行业的可持续发展提供有力保障。 展开更多
关键词 “三软”不稳定性 煤层瓦斯 防治技术
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超化煤矿“三软”煤层采动底板变形破坏的实测研究 被引量:38
8
作者 朱术云 鞠远江 +1 位作者 赵振中 刘德乾 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期639-642,共4页
通过现场应变实测系统研究了郑州矿区超化煤矿"三软"煤层底板采动变形破坏的深度及其受采动煤壁前方影响的范围。得出了在正常采动情况下厚的软煤和软底对应力和变形的传播具有一定的缓冲作用,受超前应力集中的影响,竖直应力... 通过现场应变实测系统研究了郑州矿区超化煤矿"三软"煤层底板采动变形破坏的深度及其受采动煤壁前方影响的范围。得出了在正常采动情况下厚的软煤和软底对应力和变形的传播具有一定的缓冲作用,受超前应力集中的影响,竖直应力的变化比水平应力大。揭示了中段灰岩组对应力分布和变形破坏的重要控制作用,为豫西煤炭资源向深部开采所引起的底板水防治提供了部分参考的依据。 展开更多
关键词 “三软”煤层 采动底板 实测 应变分布 变形破坏
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“三软”煤层巷道围岩流变特性试验研究 被引量:53
9
作者 彭苏萍 王希良 +1 位作者 刘咸卫 赵森林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期149-152,共4页
流变特性是软岩固有的属性 ,在长期荷载作用下的软岩巷道支护设计必须考虑岩石的流变特性 .针对“三软”煤层巷道围岩大变形、难支护的具体情况 ,以显德汪矿主输送大巷为研究对象 ,进行了三轴压缩流变试验 ,获取了泥岩的流变参数 ,进而... 流变特性是软岩固有的属性 ,在长期荷载作用下的软岩巷道支护设计必须考虑岩石的流变特性 .针对“三软”煤层巷道围岩大变形、难支护的具体情况 ,以显德汪矿主输送大巷为研究对象 ,进行了三轴压缩流变试验 ,获取了泥岩的流变参数 ,进而为下一步的软岩巷道支护设计提供了科学的依据 . 展开更多
关键词 “三软”煤层 流变特性 围岩 轴压缩流变试验 巷道支护 设计
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“三软”煤层综采工作面覆岩运移和裂隙演化规律实验研究 被引量:26
10
作者 许满贵 魏攀 +1 位作者 李树刚 王娇娇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期122-127,共6页
针对"三软"煤层综采工作面卸压瓦斯治理问题,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟实验研究了工作面受采动影响后采场覆岩运移规律。同时,采用现场仰斜注水钻孔法和高位钻孔瓦斯抽采浓度监测法对实验结果进行验证。结果表明:在相... 针对"三软"煤层综采工作面卸压瓦斯治理问题,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟实验研究了工作面受采动影响后采场覆岩运移规律。同时,采用现场仰斜注水钻孔法和高位钻孔瓦斯抽采浓度监测法对实验结果进行验证。结果表明:在相似材料模拟实验中,对观测面刷白后,能更加清晰地观测到裂隙发育情况;相似材料模拟和UDEC模拟结果基本吻合,垮落带和断裂带最大高度分别为12和38 m,则高位钻孔最佳布孔垂距为20~26 m;现场仰斜注水表明垮落带和断裂带最大高度分别为10和39 m;现场高位钻孔瓦斯抽采浓度监测结果表明,1-2和1-3高位钻孔瓦斯抽采浓度最大,其垂距分别为24.4和20.5 m,验证了物理相似模拟和数值模拟实验方法和结果的正确性和科学性。 展开更多
关键词 “三软”煤层 相似材料模拟 UDEC数值模拟 现场观测
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“三软”煤层巷道围岩变形破坏机理分析 被引量:15
11
作者 王希良 彭苏萍 杜木民 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2002年第4期6-8,共3页
从沉积岩石学和工程地质力学的观点出发 ,以显德汪矿的软岩巷道为研究对象 ,进行了大量岩石物理力学性质试验 ,深入研究了岩石物化、水理性质 ,探讨了地应力对软岩巷道的控制作用 ,得出了软岩巷道变形破坏力学机制的新认识。
关键词 巷道 围岩 “三软”煤层 地应力 变形机理 地应力
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大倾角“三软”突出煤层回采巷道顶板监测与支护 被引量:7
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作者 贠东风 辛亚军 +4 位作者 姬红英 王晨阳 苏普正 刘华云 陈利 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2010年第3期260-265,共6页
随着大倾角"三软"突出复杂煤层开采深度及巷道断面的不断增加,回采巷道的支护问题日趋严重。通过对李子垭南二井3102回采巷道顶板的监测分析,对回采巷道断面及支护参数进行优化,使其回采巷道能够适应"三软"突出复... 随着大倾角"三软"突出复杂煤层开采深度及巷道断面的不断增加,回采巷道的支护问题日趋严重。通过对李子垭南二井3102回采巷道顶板的监测分析,对回采巷道断面及支护参数进行优化,使其回采巷道能够适应"三软"突出复杂煤层条件,有效控制回采巷道的变形、破坏,提高围岩稳定性。 展开更多
关键词 大倾角 “三软”煤层 回采巷道 顶板监测 支护
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“三软”大倾角厚煤层组合支架工作面矿压显现规律及支架适应性分析 被引量:8
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作者 李建伟 刘长友 +2 位作者 李永明 张大恒 范国柱 《煤炭工程》 北大核心 2013年第8期79-82,共4页
针对刘东煤矿72煤层典型"三软"大倾角厚煤层的开采条件,对西47201工作面进行了矿压观测,研究得出了西47201工作面矿压显现规律。结果表明:西47201工作面基本顶初次来压步距平均36.4m,动载系数为1.39,基本顶周期来压步距平均12... 针对刘东煤矿72煤层典型"三软"大倾角厚煤层的开采条件,对西47201工作面进行了矿压观测,研究得出了西47201工作面矿压显现规律。结果表明:西47201工作面基本顶初次来压步距平均36.4m,动载系数为1.39,基本顶周期来压步距平均12.0m,动载系数为1.26;从来压强度看,工作面上部老顶的来压强度较大,平均动载系数1.52,而工作面中、下部的来压强度相对较小;从来压步距看,基本顶的初次来压与周期来压沿工作面方向不是整体、同时来压,工作面上部先来压,中下部再来压,呈现局部来压、迁移特征,工作面上部来压步距较小,而中下部则基本一致。此外,分析了组合液压支架的承载特点与适应性。 展开更多
关键词 “三软”大倾角厚煤层 矿压显现 组合支架 适应性
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“三软”厚煤层预采顶分层综放开采顶煤运移实测分析 被引量:4
14
作者 赵旭清 陈忠辉 +2 位作者 程国明 沈掌旺 伍军 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2000年第12期35-37,共3页
通过结合淮北矿业集团有限公司朱仙庄矿 84 13- 2工作面的综放开采实践 ,利用深基点跟踪观测法 ,探讨了“三软”中厚煤层在予采顶分层情形下综放开采时顶煤变形运移特性 ,对类似地质条件的“三软”
关键词 综放开采 顶煤 运移 “三软”厚煤层 矿压显现规律
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淮北矿区“三软”极复杂煤层综采技术研究与实践 被引量:21
15
作者 李伟 詹振江 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1800-1808,共9页
针对淮北矿区"三软"极复杂煤层赋存条件,经过近40a综合机械化开采技术的研究、试验和推广,集成创新了一套适合于该复杂条件较薄煤层、中厚煤层、厚煤层、特厚煤层和近距离厚煤层的综采关键技术,探索了一条极复杂条件矿区高产... 针对淮北矿区"三软"极复杂煤层赋存条件,经过近40a综合机械化开采技术的研究、试验和推广,集成创新了一套适合于该复杂条件较薄煤层、中厚煤层、厚煤层、特厚煤层和近距离厚煤层的综采关键技术,探索了一条极复杂条件矿区高产、高效和安全开采的有效途径,大幅度提高了矿区采掘机械化水平和效率,实现了"三软"极复杂煤层的安全高效综采,发展了综采技术。 展开更多
关键词 “三软”极复杂煤层 安全高效 综采技术
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“三软”煤层大采高工作面采场覆岩运动规律数值研究 被引量:9
16
作者 肖家平 韩磊 +1 位作者 姚向荣 周波 《煤矿开采》 北大核心 2012年第1期8-11,共4页
基于大采高煤层开采后上覆岩层运动、破坏特征和应力特性变化规律,结合潘一矿1521(3)工作面工程地质条件,采用UDEC数值分析软件模拟上覆岩层力学变化与破坏过程,分析了"三软煤层"上覆岩层运动结构特点、运移规律及应力分布情... 基于大采高煤层开采后上覆岩层运动、破坏特征和应力特性变化规律,结合潘一矿1521(3)工作面工程地质条件,采用UDEC数值分析软件模拟上覆岩层力学变化与破坏过程,分析了"三软煤层"上覆岩层运动结构特点、运移规律及应力分布情况,并利用工程实测对该模拟结果进行了验证,对我国的大采高开采理论研究作了有益的探索。 展开更多
关键词 “三软”煤层 大采高 覆岩运动规律 数值模拟
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综采放顶煤技术在“三软”大倾角厚煤层开采中的应用 被引量:14
17
作者 王锁锋 董正坤 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2009年第2期63-66,共4页
介绍了秦源煤业公司综采放顶煤开采技术应用情况,对综采放顶煤工艺在"三软"大倾角厚煤层开采中现场应用情况进行了分析研究和总结,提出了工作面顶板控制及三机防滑措施,供类似地质条件下采用参考。
关键词 “三软” 大倾角 厚煤层 综采放顶煤 顶板控制 防滑
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“三软”煤层综采工作面旋转开采接架技术 被引量:12
18
作者 陈兴民 王峰 王振栋 《煤炭工程》 北大核心 2010年第10期37-39,共3页
在"三软"煤层大倾角扇形工作面中,采用综采旋转技术进行特殊回采,成功的避免了综采工作面一次拆除和安装,为今后在不规则扇形工作面中使用旋转开采总结了成功的经验,收到了明显的效益。
关键词 “三软”煤层 大倾角工作面 旋转开采技术
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近距离“三软”薄煤群各煤层巷道围岩控制研究 被引量:3
19
作者 邹德均 李敏 +3 位作者 宫良伟 罗勇 宋巧 张遵国 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第7期35-38,共4页
近距离"三软"薄煤层群各煤层回采巷道围岩控制一直是叙永和威鑫两煤矿难题,给矿井安全生产带来了诸多威胁。为了解决这一问题,采用系统的研究方法,对原有架棚支护破坏的机理及类型进行了分析,同时,对C19、C20、C24煤回采巷道... 近距离"三软"薄煤层群各煤层回采巷道围岩控制一直是叙永和威鑫两煤矿难题,给矿井安全生产带来了诸多威胁。为了解决这一问题,采用系统的研究方法,对原有架棚支护破坏的机理及类型进行了分析,同时,对C19、C20、C24煤回采巷道提出了不同的支护方案。通过工业性试验表明,各煤层采用不同的联合支护,能较好地控制顶底板的相对移近量,C24煤较其他煤层更易于支护,C20煤联合支护中,锚网与棚子间的耦合性还应增强。 展开更多
关键词 近距离薄煤层群 “三软”煤层 区段巷道 联合支护
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“三软”煤层回采巷道钻孔卸压参数研究 被引量:9
20
作者 孟宪义 程东全 +1 位作者 勾攀峰 李树彬 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2011年第5期529-533,共5页
回采巷道围岩控制一直是"三软"煤层开采高产高效的制约因素之一.根据永华一矿的地质条件,针对传统支护方式无法解决"三软"煤层回采巷道支护的难题,采用理论分析、现场试验的方法,提出了钻孔卸压与U型钢支架耦合支... 回采巷道围岩控制一直是"三软"煤层开采高产高效的制约因素之一.根据永华一矿的地质条件,针对传统支护方式无法解决"三软"煤层回采巷道支护的难题,采用理论分析、现场试验的方法,提出了钻孔卸压与U型钢支架耦合支护技术.即通过在巷道U型钢支架之间打卸压钻孔,为巷道围岩变形留设变形空间,降低围岩应力,达到巷道稳定的目的.试验表明,U型钢支架耦合支护和钻孔卸压能够有效地控制巷道围岩变形,支护效果良好,为"三软"煤层回采巷道围岩控制提供了实践和理论依据. 展开更多
关键词 “三软”煤层 钻孔卸压 耦合支护
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