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煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究
被引量：
4
1
作者
吴少康
张俊文
+6 位作者
徐佑林
宋治祥
张杨
范文兵
董续凯
张际涛
陈志松
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期24-37,共14页
针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭...
针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭受破坏的主要原因是煤层群采动过程中存在的地质力学问题导致了围岩失稳。巷道底板及两帮在采动过程中产生不同程度的应力集中。当遭受垂直应力挤压时,巷道底部承受的挤压力较大,而顶部围岩承受的拉伸力较大,由于力学不平衡导致围岩的破坏。基于此提出了“卸−转−固”协同控制技术。通过爆破卸压的方式,利用爆破产生的冲击波引起围岩的震动和应力波动,使表层围岩中原本集中的应力分散到更深的围岩区域,降低表层围岩的应力集中程度。同时,利用爆轰和封孔工艺进一步加固卸压孔周围的围岩,形成两个承载结构。即由巷道支护体形成的内承载体和由深部围岩形成的外承载体。两者相互作用有效承受巷道浅部及深部围岩的应力,并转移到支护结构,起到保护和稳定围岩的作用。利用该技术在212回风石门现场试验,结果显示:使用该技术区域应力长期趋于稳定甚至缓慢降低,巷道顶底板及两帮移近速率分别降低了74.49%及47.67%,底鼓量降低了77.2%。而未使用该技术区域应力出现不同程度的上升,表面位移收敛严重。由此可得,围岩控制效果显著。该技术已成功推广到贵州其他不同地质环境的煤矿,均取得了显著效果。
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关键词
煤层群
采动应力
底鼓
巷道支护
“卸−转−固”协同控制技术
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职称材料
强动压“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩控制技术
被引量：
19
2
作者
徐佑林
刘德成
+7 位作者
吴旭坤
曹佐勇
高永雄
张仁松
周泽
周波
许猛堂
张辉
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期30-37,共8页
针对强动压影响下“三软”煤层巷道围岩控制难的问题,以仲恒煤矿“三软”煤层115-101回风巷为工程背景,通过现场调查、围岩松动和地应力测试,采用UDEC数值软件根据实际建立数值模型,研究了巷道变形破坏原因,并基于应力控制原理,提出受...
针对强动压影响下“三软”煤层巷道围岩控制难的问题,以仲恒煤矿“三软”煤层115-101回风巷为工程背景,通过现场调查、围岩松动和地应力测试,采用UDEC数值软件根据实际建立数值模型,研究了巷道变形破坏原因,并基于应力控制原理,提出受强动压影响的“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩综合控制理论。研究结果表明:115-101回风巷围岩松动圈范围0~5 m,应力峰值在深入围岩5~6 m处,采用“卸-转-固”围岩控制技术,在原有的29U型钢支护条件下,降低支护排距,根据煤层倾角及厚度设计并施工爆破卸压孔,在孔底连线安装炸药,利用自制的封孔设备将加固材料通过高压风压入钻孔进行封孔,实施爆破。爆破后,围岩应力重新分布,重新形成破碎区、塑性区和弹性区,并使应力集中的弹性区转移到围岩更深处,降低巷帮及底板浅部围岩应力集中,在巷道周围表层一定范围内形成低应力卸压圈,而在围岩深部形成了应力集中的自承载圈,集中应力主要由该自承载圈的岩体承担。该自承载圈的岩体处于围岩深部,基本处于三向应力状态,降低集中应力对巷道的破坏作用,稳定性得到很大提高。巷道围岩顶底板移近速率降低了79.43%,两帮移近速率下降了54.17%,巷道围岩变形量明显减少,有效控制了强动压影响下“三软”煤层巷道围岩变形。
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关键词
强动压
“三软”煤层
“卸
-
转
-
固”
围岩应力
围岩
控制
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职称材料
倾斜煤层回采巷道围岩变形机理和控制技术研究
3
作者
赵永刚
《中国煤炭》
北大核心
2025年第4期64-75,共12页
针对倾斜煤层回采巷道变形和破坏问题,以银星二号煤矿1131005工作面回采巷道工程地质条件为背景,基于现场煤岩体地质力学试验揭示了巷道围岩地应力场分布规律,得出巷道与最大主应力夹角大、裂隙发育突出以及围岩强度分布差异性大是造成...
针对倾斜煤层回采巷道变形和破坏问题,以银星二号煤矿1131005工作面回采巷道工程地质条件为背景,基于现场煤岩体地质力学试验揭示了巷道围岩地应力场分布规律,得出巷道与最大主应力夹角大、裂隙发育突出以及围岩强度分布差异性大是造成巷道出现变形破坏的主要内因。建立了倾斜煤层力学模型,模拟结果表明倾斜煤层倾角越大、底板厚度越小、破断岩块长度越小,形成的煤层底板破碎岩体平衡结构也就越不稳定,越不利于倾斜煤层巷道围岩稳定。基于银星二号煤矿倾斜煤层巷道机理分析,提出了支护改性卸压协同控制技术,制定了顶底板注浆锚索加固方案、巷帮注浆改性以及顶板卸压技术方案,并开展了井下试验。结果表明,试验段内巷道顶底板最大移近量63.6 mm,两帮最大移近量50.8 mm,试验巷道围岩变形明显减少,完整性显著提高,表明支护改性卸压协同控制技术有效控制了倾斜煤层巷道围岩变形。
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关键词
倾斜煤层
围岩
控制
支护改性
卸
压
协同
控制
技术
注浆改性
水力压裂
卸
压
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职称材料
题名
煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究
被引量：
4
1
作者
吴少康
张俊文
徐佑林
宋治祥
张杨
范文兵
董续凯
张际涛
陈志松
机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
贵州理工学院矿业工程学院
贵州黔诚力锦科技有限公司
湖南科技大学资源环境与安全工程学院
贵州大学矿业学院
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期24-37,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52034009,51974319)
越崎杰出学者资助项目(2020JCB01)。
文摘
针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭受破坏的主要原因是煤层群采动过程中存在的地质力学问题导致了围岩失稳。巷道底板及两帮在采动过程中产生不同程度的应力集中。当遭受垂直应力挤压时,巷道底部承受的挤压力较大,而顶部围岩承受的拉伸力较大,由于力学不平衡导致围岩的破坏。基于此提出了“卸−转−固”协同控制技术。通过爆破卸压的方式,利用爆破产生的冲击波引起围岩的震动和应力波动,使表层围岩中原本集中的应力分散到更深的围岩区域,降低表层围岩的应力集中程度。同时,利用爆轰和封孔工艺进一步加固卸压孔周围的围岩,形成两个承载结构。即由巷道支护体形成的内承载体和由深部围岩形成的外承载体。两者相互作用有效承受巷道浅部及深部围岩的应力,并转移到支护结构,起到保护和稳定围岩的作用。利用该技术在212回风石门现场试验,结果显示:使用该技术区域应力长期趋于稳定甚至缓慢降低,巷道顶底板及两帮移近速率分别降低了74.49%及47.67%,底鼓量降低了77.2%。而未使用该技术区域应力出现不同程度的上升,表面位移收敛严重。由此可得,围岩控制效果显著。该技术已成功推广到贵州其他不同地质环境的煤矿,均取得了显著效果。
关键词
煤层群
采动应力
底鼓
巷道支护
“卸−转−固”协同控制技术
Keywords
coal seam group
mining stress
bottom drum
roadway support
collaborative control technology of“unloading-rotating-fixing”
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
在线阅读
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职称材料
题名
强动压“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩控制技术
被引量：
19
2
作者
徐佑林
刘德成
吴旭坤
曹佐勇
高永雄
张仁松
周泽
周波
许猛堂
张辉
机构
贵州理工学院矿业工程学院
贵州大学矿业学院
安徽昊成矿业技术服务有限公司
贵州煤矿安全监察局
贵州紫森源集团投资有限公司
贵州致远工程技术咨询有限公司
贵州湾田煤业集团有限公司湘桥煤矿
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第2期30-37,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51764010、51874109)
贵州省科技计划资助项目(黔科合平台人才[2019]5674)。
文摘
针对强动压影响下“三软”煤层巷道围岩控制难的问题,以仲恒煤矿“三软”煤层115-101回风巷为工程背景,通过现场调查、围岩松动和地应力测试,采用UDEC数值软件根据实际建立数值模型,研究了巷道变形破坏原因,并基于应力控制原理,提出受强动压影响的“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩综合控制理论。研究结果表明:115-101回风巷围岩松动圈范围0~5 m,应力峰值在深入围岩5~6 m处,采用“卸-转-固”围岩控制技术,在原有的29U型钢支护条件下,降低支护排距,根据煤层倾角及厚度设计并施工爆破卸压孔,在孔底连线安装炸药,利用自制的封孔设备将加固材料通过高压风压入钻孔进行封孔,实施爆破。爆破后,围岩应力重新分布,重新形成破碎区、塑性区和弹性区,并使应力集中的弹性区转移到围岩更深处,降低巷帮及底板浅部围岩应力集中,在巷道周围表层一定范围内形成低应力卸压圈,而在围岩深部形成了应力集中的自承载圈,集中应力主要由该自承载圈的岩体承担。该自承载圈的岩体处于围岩深部,基本处于三向应力状态,降低集中应力对巷道的破坏作用,稳定性得到很大提高。巷道围岩顶底板移近速率降低了79.43%,两帮移近速率下降了54.17%,巷道围岩变形量明显减少,有效控制了强动压影响下“三软”煤层巷道围岩变形。
关键词
强动压
“三软”煤层
“卸
-
转
-
固”
围岩应力
围岩
控制
Keywords
strong dynamic pressure
seam with soft roof,soft coal and soft floor
“pressure relief-stress transfer-reinforce”
surrounding rock stress
surrounding rock control
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
倾斜煤层回采巷道围岩变形机理和控制技术研究
3
作者
赵永刚
机构
中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司
出处
《中国煤炭》
北大核心
2025年第4期64-75,共12页
文摘
针对倾斜煤层回采巷道变形和破坏问题,以银星二号煤矿1131005工作面回采巷道工程地质条件为背景,基于现场煤岩体地质力学试验揭示了巷道围岩地应力场分布规律,得出巷道与最大主应力夹角大、裂隙发育突出以及围岩强度分布差异性大是造成巷道出现变形破坏的主要内因。建立了倾斜煤层力学模型,模拟结果表明倾斜煤层倾角越大、底板厚度越小、破断岩块长度越小,形成的煤层底板破碎岩体平衡结构也就越不稳定,越不利于倾斜煤层巷道围岩稳定。基于银星二号煤矿倾斜煤层巷道机理分析,提出了支护改性卸压协同控制技术,制定了顶底板注浆锚索加固方案、巷帮注浆改性以及顶板卸压技术方案,并开展了井下试验。结果表明,试验段内巷道顶底板最大移近量63.6 mm,两帮最大移近量50.8 mm,试验巷道围岩变形明显减少,完整性显著提高,表明支护改性卸压协同控制技术有效控制了倾斜煤层巷道围岩变形。
关键词
倾斜煤层
围岩
控制
支护改性
卸
压
协同
控制
技术
注浆改性
水力压裂
卸
压
Keywords
inclined coal seam
surrounding rock control
collaborative control technology of support,modification and pressure relief
grouting modification
hydraulic fracturing destressing
分类号
TD322 [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
煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究
吴少康
张俊文
徐佑林
宋治祥
张杨
范文兵
董续凯
张际涛
陈志松
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
4
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下载PDF
职称材料
2
强动压“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩控制技术
徐佑林
刘德成
吴旭坤
曹佐勇
高永雄
张仁松
周泽
周波
许猛堂
张辉
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
19
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下载PDF
职称材料
3
倾斜煤层回采巷道围岩变形机理和控制技术研究
赵永刚
《中国煤炭》
北大核心
2025
0
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职称材料
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