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厚硬顶板刀把形采空区下综放工作面冲击地压机制研究
被引量：
9
1
作者
钟涛平
李振雷
+4 位作者
杨伟
赵志鹏
宋大钊
李红平
周超
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期29-39,共11页
不规则的开采空间结构可增大煤矿冲击地压危险,研究多煤层复杂开采空间结构下工作面冲击机制对煤炭资源安全采出具有重要意义。综合采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究了某矿井W1123综放工作面的动静载分布特征,分析了冲击显...
不规则的开采空间结构可增大煤矿冲击地压危险,研究多煤层复杂开采空间结构下工作面冲击机制对煤炭资源安全采出具有重要意义。综合采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究了某矿井W1123综放工作面的动静载分布特征,分析了冲击显现机制,提出了针对性的防冲措施并进行现场应用。结果表明,上覆刀把形采空区和厚硬顶板综合作用下W1123工作面动静载分布具有区域性特征,当工作面仅受到刀把形采空区的“刀柄”作用或同时受“刀柄”和“刀身”作用时,工作面中下部和区段煤柱静载集中、动载扰动剧烈,工作面回风巷围岩也存在动静载集中,且距离刀把形采空边界越近则围岩动静载越高;仅受“刀身”作用时,工作面回风巷围岩静载集中受动载扰动。工作面静载集中区和动载扰动区重合,动静载叠加造成冲击显现。依据刀把形采空区结构特征,W1123工作面回采期间冲击类型依次为强动载型、高静载强动载型、高静载型。数值模拟和现场监测揭示的冲击危险区与理论分析结果一致。针对W1123工作面静动载分布特征,优化设计了冲击地压防治措施,增大了厚硬顶板处理高度和破碎程度、增加了工作面运输巷煤体爆破和煤柱切顶以降低顶板和煤体应力和能量集中;优化措施实施后,工作面微震事件日均能量总体下降54%,大能量事件大幅减少,冲击地压危险显著降低。该研究结果可为相似条件矿井的冲击地压防治提供借鉴。
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关键词
冲击地压
刀把形采空区
综放工作面
静载分布
动载扰动
厚硬顶板
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职称材料
厚硬顶板多煤层开采煤柱型冲击显现分析
被引量：
9
2
作者
杨伟
兰世瑞
+5 位作者
李振雷
张传玖
李红平
钟涛平
宋大钊
周超
《工矿自动化》
北大核心
2022年第2期70-76,共7页
现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征...
现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征及原因。通过分析现场监测的微震大能量事件空间分布规律、支架压力分布特征,以及数值模拟的工作面回采期间围岩应力分布特征,得出结论:工作面运输巷区域应力集中程度和微震事件密集程度均高于回风巷区域,顶板与煤层区域应力集中程度与微震事件密集程度大于底板区域。基于上述结果,采用动静载叠加诱冲理论分析了I010203工作面开采过程中煤柱型冲击显现原因:①运输巷区段煤柱上方易产生侧向悬顶,长悬顶突然破断并产生大量动载荷,同时在开采过程中煤柱和顶板积聚了大量静载荷,当两者叠加超过临界载荷时可能造成工作面冲击显现或大能量事件;I010203工作面回采过程中受煤柱集中应力、上覆顶板及围岩支承应力等主控因素影响,易产生煤柱型、厚硬顶板垮落型冲击显现。②当工作面回采位置逐渐接近“刀把形”采空区边界时,边界应力向下传递至I010203工作面,从而导致I010203工作面冲击危险性进一步增大。
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关键词
冲击显现
厚硬顶板
多煤层
煤柱型冲击
微震监测
支架压力
围岩应力
大能量事件
“
刀把
形
”
采
空
区
动静载叠加诱冲
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职称材料
题名
厚硬顶板刀把形采空区下综放工作面冲击地压机制研究
被引量：
9
1
作者
钟涛平
李振雷
杨伟
赵志鹏
宋大钊
李红平
周超
机构
北京科技大学土木与资源工程学院
国能新疆宽沟矿业有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期29-39,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52374180)。
文摘
不规则的开采空间结构可增大煤矿冲击地压危险,研究多煤层复杂开采空间结构下工作面冲击机制对煤炭资源安全采出具有重要意义。综合采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究了某矿井W1123综放工作面的动静载分布特征,分析了冲击显现机制,提出了针对性的防冲措施并进行现场应用。结果表明,上覆刀把形采空区和厚硬顶板综合作用下W1123工作面动静载分布具有区域性特征,当工作面仅受到刀把形采空区的“刀柄”作用或同时受“刀柄”和“刀身”作用时,工作面中下部和区段煤柱静载集中、动载扰动剧烈,工作面回风巷围岩也存在动静载集中,且距离刀把形采空边界越近则围岩动静载越高;仅受“刀身”作用时,工作面回风巷围岩静载集中受动载扰动。工作面静载集中区和动载扰动区重合,动静载叠加造成冲击显现。依据刀把形采空区结构特征,W1123工作面回采期间冲击类型依次为强动载型、高静载强动载型、高静载型。数值模拟和现场监测揭示的冲击危险区与理论分析结果一致。针对W1123工作面静动载分布特征,优化设计了冲击地压防治措施,增大了厚硬顶板处理高度和破碎程度、增加了工作面运输巷煤体爆破和煤柱切顶以降低顶板和煤体应力和能量集中;优化措施实施后,工作面微震事件日均能量总体下降54%,大能量事件大幅减少,冲击地压危险显著降低。该研究结果可为相似条件矿井的冲击地压防治提供借鉴。
关键词
冲击地压
刀把形采空区
综放工作面
静载分布
动载扰动
厚硬顶板
Keywords
rock burst
knife-shape-like gob
top coal caving face
static load distribution
dynamic load disturbance
hard thick roof
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
厚硬顶板多煤层开采煤柱型冲击显现分析
被引量：
9
2
作者
杨伟
兰世瑞
李振雷
张传玖
李红平
钟涛平
宋大钊
周超
机构
国家能源集团新疆能源有限责任公司宽沟煤矿
北京科技大学土木与资源工程学院
出处
《工矿自动化》
北大核心
2022年第2期70-76,共7页
基金
国家自然科学基金项目(52011530037)。
文摘
现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征及原因。通过分析现场监测的微震大能量事件空间分布规律、支架压力分布特征,以及数值模拟的工作面回采期间围岩应力分布特征,得出结论:工作面运输巷区域应力集中程度和微震事件密集程度均高于回风巷区域,顶板与煤层区域应力集中程度与微震事件密集程度大于底板区域。基于上述结果,采用动静载叠加诱冲理论分析了I010203工作面开采过程中煤柱型冲击显现原因:①运输巷区段煤柱上方易产生侧向悬顶,长悬顶突然破断并产生大量动载荷,同时在开采过程中煤柱和顶板积聚了大量静载荷,当两者叠加超过临界载荷时可能造成工作面冲击显现或大能量事件;I010203工作面回采过程中受煤柱集中应力、上覆顶板及围岩支承应力等主控因素影响,易产生煤柱型、厚硬顶板垮落型冲击显现。②当工作面回采位置逐渐接近“刀把形”采空区边界时,边界应力向下传递至I010203工作面,从而导致I010203工作面冲击危险性进一步增大。
关键词
冲击显现
厚硬顶板
多煤层
煤柱型冲击
微震监测
支架压力
围岩应力
大能量事件
“
刀把
形
”
采
空
区
动静载叠加诱冲
Keywords
rock burst appearance
thick and hard roof
multi-seammining
coal pillar type rock burst
microseismic monitoring
support pressure
surrounding rock stress
large energy events
'knife shape'goaf
rock burst caused by dynamic and static combined
分类号
TD324 [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
厚硬顶板刀把形采空区下综放工作面冲击地压机制研究
钟涛平
李振雷
杨伟
赵志鹏
宋大钊
李红平
周超
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
9
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职称材料
2
厚硬顶板多煤层开采煤柱型冲击显现分析
杨伟
兰世瑞
李振雷
张传玖
李红平
钟涛平
宋大钊
周超
《工矿自动化》
北大核心
2022
9
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