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基于量纲分析的金属矿山覆岩垮落高度预测研究 被引量:13
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作者 赵康 赵奎 石亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2021-2026,共6页
提出利用量纲分析的方法对金属矿山覆岩垮落高度进行初步探索,对影响覆岩垮落的一系列因素进行统计和分析。垮落高度的影响因素包括采矿方法、矿体厚度、开采深度、构造应力、采空区尺寸、覆岩岩性、岩性结构、断层结构和时间等。结合... 提出利用量纲分析的方法对金属矿山覆岩垮落高度进行初步探索,对影响覆岩垮落的一系列因素进行统计和分析。垮落高度的影响因素包括采矿方法、矿体厚度、开采深度、构造应力、采空区尺寸、覆岩岩性、岩性结构、断层结构和时间等。结合工程实际和量纲分析构建了函数关系式和量纲矩阵,得出了垮落高度H与矿体厚度d、开采深度h、构造应力?h、采空区尺寸s、岩石重度?、岩石松散系数k、硬度系数f之间的定量关系式。选取金属矿山垮落工程实例对所建立的垮落高度预测关系式进行验证,其垮落高度的计算结果与现场实测结果较吻合,误差在5.8%左右,满足工程需要。该方法可为矿山水体下采矿参数选取、矿山冲击地压控制及采矿方法的选择提供参考。 展开更多
关键词 量纲分析 金属矿山 覆岩 垮落高度 量纲模型
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综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型研究 被引量:1
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作者 杨文光 张军 隋丽丽 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第3期38-42,共5页
通过分析影响综采工作面上覆岩层垮落高度的主要因素,借助层次分析法确定垮落高度"低、中、高"3种典型情况的因素权重,结合各种因素论域的模糊划分得到T-S模糊系统,建立了一种新的综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型... 通过分析影响综采工作面上覆岩层垮落高度的主要因素,借助层次分析法确定垮落高度"低、中、高"3种典型情况的因素权重,结合各种因素论域的模糊划分得到T-S模糊系统,建立了一种新的综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型。利用该模型分别对镇城底矿、王庄矿、杜儿坪矿综采工作面上覆岩层垮落高度进行了计算,结果为16.463 3、18.688 7、16.463 7 m,相对误差分别为0.88%、3.42%、8.31%,表明该预测模型具有较高的精度。 展开更多
关键词 综采工作面 上覆岩层 垮落高度 T-S模糊预测模型 隶属函数 预测
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顶板垮落高度和垮落角对采场支承压力的影响研究 被引量:3
3
作者 陈亮 邹高鹏 +3 位作者 李佳音 张宝安 舒芹 赵宝友 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第S2期62-66,共5页
采用数值模拟方法,对2种工况下回采煤层进行人工放顶,顶板垮落高度H=8 m不变,垮落角α=30°~90°;垮落角α=45°不变,垮落高度H为煤层厚度的0.5~4.0倍,这2种工况进行了数值模拟研究,从煤岩体支承压力峰值、支承压力峰值区... 采用数值模拟方法,对2种工况下回采煤层进行人工放顶,顶板垮落高度H=8 m不变,垮落角α=30°~90°;垮落角α=45°不变,垮落高度H为煤层厚度的0.5~4.0倍,这2种工况进行了数值模拟研究,从煤岩体支承压力峰值、支承压力峰值区位置、支承压力峰值区体积及体积比等方面,研究了工作面采空区人工放顶的顶板垮落高度和垮落角对采场超前支承压力分布规律的影响,结果表明:采空区人工放顶的顶板垮落高度和垮落角均不同程度地影响着采场支承压力的分布规律,当采空区上方基本顶刚好完全垮落且垮落角为60°~70°时,最有利于该煤层的安全回采,研究成果可以为类似工程的顶板管理及矿山动力灾害防治提供参考。 展开更多
关键词 采空区顶板 垮落高度 支承压力
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蒙祥露天煤矿采空区垮落高度分析与采空区处理方法 被引量:1
4
作者 赵二夫 王生成 刘玉福 《露天采矿技术》 CAS 2020年第2期76-78,共3页
露天煤矿采场内井工开采的小煤窑形成的采空区,由于挖掘高度和宽度、煤层顶板岩层强度的不同,采空区的垮落高度、范围、形状各异,在蒙祥露天煤矿开采过程的实践中,分析出特定条件下采空区垮落形状,并依据特定条件,总结出1套钻孔探测垮... 露天煤矿采场内井工开采的小煤窑形成的采空区,由于挖掘高度和宽度、煤层顶板岩层强度的不同,采空区的垮落高度、范围、形状各异,在蒙祥露天煤矿开采过程的实践中,分析出特定条件下采空区垮落形状,并依据特定条件,总结出1套钻孔探测垮落高度位置和现场计算实际安全厚度的计算式。 展开更多
关键词 采空区 形式 垮落高度 实际安全厚度 处理方法
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基于量纲分析的金属矿山覆岩垮落高度预测研究
5
作者 藏振华 余旸 《世界有色金属》 2018年第21期297-298,共2页
量纲分析的方法属于近年来新被研究出来的,是一种特别适合用在金属矿山覆岩垮落高度分析研究的测量分析方法,该种方法一经出现就博得了全社会以及整个采矿行业的普遍关注,可以说该种分析方式的研究探索对于金属矿山工程行业的健康发展... 量纲分析的方法属于近年来新被研究出来的,是一种特别适合用在金属矿山覆岩垮落高度分析研究的测量分析方法,该种方法一经出现就博得了全社会以及整个采矿行业的普遍关注,可以说该种分析方式的研究探索对于金属矿山工程行业的健康发展具有特殊意义。金属矿山覆岩垮落高度受诸多因素的综合影响与制约,诸如采矿技术、采矿工艺方法、采空区尺寸以及岩性结构等等,该项工作具有系统性和复杂性的特点,而量纲分析方法则是通过函数关系式和量纲矩阵对相关数据进行精准计算,并将计算数据用于指导采矿生产。 展开更多
关键词 量纲分析 金属矿山 矿山覆岩 垮落高度 预测研究
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大采高采场关键层破裂对垮落带高度的影响 被引量:4
6
作者 曹世魁 《山西煤炭》 2014年第7期10-12,共3页
以某煤矿大采高采场为对象,分析其上覆岩层岩性,运用"关键层"理论推导出上覆岩层"关键层"的层位,并建立力学模型算出该矿关键层的断裂条件,分析关键层断裂对垮落带高度的影响。对类似地质条件的煤矿的开采具有借鉴... 以某煤矿大采高采场为对象,分析其上覆岩层岩性,运用"关键层"理论推导出上覆岩层"关键层"的层位,并建立力学模型算出该矿关键层的断裂条件,分析关键层断裂对垮落带高度的影响。对类似地质条件的煤矿的开采具有借鉴价值。 展开更多
关键词 大采高 关键层 垮落高度
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综放工作面垮落带高度测定方法研究 被引量:4
7
作者 张峰 车禹恒 +2 位作者 题正义 秦洪岩 李佳臻 《矿业安全与环保》 北大核心 2021年第2期49-54,共6页
为解决高瓦斯矿井综放工作面垮落带高度难以精确测定,造成工作面两端头难维护、预抽钻孔终孔位置难以确定等问题,依据工作面采动后顶板岩层破断垮落、弯曲下沉对采空区煤层底板施加压力的情况,结合采空区上覆各岩层的厚度和密度,提出了... 为解决高瓦斯矿井综放工作面垮落带高度难以精确测定,造成工作面两端头难维护、预抽钻孔终孔位置难以确定等问题,依据工作面采动后顶板岩层破断垮落、弯曲下沉对采空区煤层底板施加压力的情况,结合采空区上覆各岩层的厚度和密度,提出了垮落带发育高度的测定方法。以大平矿N1S2综放工作面为例,现场测试结果表明:利用该测定方法测得的垮落带高度为88.65 m,钻孔冲洗液法测得的垮落带高度为88.20 m,二者绝对误差仅为0.45 m。 展开更多
关键词 采空区 煤层底板压力 高度 测定方法 钻孔冲洗液法
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覆岩垮落带高度对高位钻孔瓦斯抽放效果影响的研究 被引量:17
8
作者 黄森林 《矿业安全与环保》 北大核心 2013年第6期15-18,共4页
随着焦坪矿区开采水平的延伸和开采强度的增大,矿井的瓦斯涌出量也将随之增大,综放工作面高位钻孔瓦斯抽放效果对瓦斯治理变得极为重要,而瓦斯抽放效果如何主要取决于覆岩垮落带高度的确定。因此,针对下石节煤矿4-2煤层综放开采引起的... 随着焦坪矿区开采水平的延伸和开采强度的增大,矿井的瓦斯涌出量也将随之增大,综放工作面高位钻孔瓦斯抽放效果对瓦斯治理变得极为重要,而瓦斯抽放效果如何主要取决于覆岩垮落带高度的确定。因此,针对下石节煤矿4-2煤层综放开采引起的垮落带高度及瓦斯抽放效果开展相关研究,以该矿15综放工作面开采为工程背景,采用现场实测、理论分析和现场瓦斯抽放对比试验相结合的方法,给出了4-2煤层垮落带高度的预测公式,得到15综放工作面垮落带高度为60.9 m,为高位钻孔参数设计提供了可靠的技术数据。 展开更多
关键词 高度 高位钻孔 现场实测 预测公式 瓦斯抽放效果
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新型垮落带高度计算方法研究 被引量:2
9
作者 雷恒太 《煤炭与化工》 CAS 2015年第9期1-3,共3页
影响垮落带高度有多种因素,"三下"规程中计算垮落带高度公式只考虑了采厚的影响,存在局限性,而且精度不高。在收集大量实测数据的基础上,应用多元统计分析方法得出垮落带高度与采厚、硬岩岩性比例系数和采深的函数关系。应用... 影响垮落带高度有多种因素,"三下"规程中计算垮落带高度公式只考虑了采厚的影响,存在局限性,而且精度不高。在收集大量实测数据的基础上,应用多元统计分析方法得出垮落带高度与采厚、硬岩岩性比例系数和采深的函数关系。应用敏感度评价模型和检测模型确定各影响因素的敏感度。进而建立DM-M预计模型,通过实例验证该模型提高了垮落带高度的预计精度。 展开更多
关键词 高度 多元统计分析 敏感度分析 DM-M模型 硬岩岩性比例系数
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4号层工作面开采后顶板垮落带高度确定
10
作者 赵文辉 《煤炭与化工》 CAS 2016年第11期71-73,76,共4页
矿井生产过程中垮落带高度是整个生产过程中最重要的一个环节,涉及到导水、导气和瓦斯抽采,以及上行开采等。为分析某矿开采过程中的垮落带高度,采用数值模拟的方法进行分析。并对模拟的结果分别采用直观分析、位移量分析和应力分析来... 矿井生产过程中垮落带高度是整个生产过程中最重要的一个环节,涉及到导水、导气和瓦斯抽采,以及上行开采等。为分析某矿开采过程中的垮落带高度,采用数值模拟的方法进行分析。并对模拟的结果分别采用直观分析、位移量分析和应力分析来判断垮落带的高度。通过3种方法的对比最终确定垮落带的高度为7.5 m。 展开更多
关键词 高度 数值模拟 应力分析 位移分析
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千米深井大采高综放工作面垮落带高度研究
11
作者 王永佳 刘建伟 宋选民 《中国煤炭》 北大核心 2017年第12期63-67,共5页
利用FLAC 3D数值模拟软件,综合考虑深埋煤层综放开采条件下采高和埋深对垮落带高度的影响,计算得出采高和埋深的单因素和双因素回归分析方程。通过对比分析,回归方程比传统经验公式更加适用,且回归方程所得结果与实际垮落带高度十分接近... 利用FLAC 3D数值模拟软件,综合考虑深埋煤层综放开采条件下采高和埋深对垮落带高度的影响,计算得出采高和埋深的单因素和双因素回归分析方程。通过对比分析,回归方程比传统经验公式更加适用,且回归方程所得结果与实际垮落带高度十分接近,对深部综放工作面的安全生产有着一定实际应用价值。 展开更多
关键词 千米深井 综放开采 高度 数值模拟 回归分析
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采场覆岩应力及垮高的柱宽效应三维相似模拟研究 被引量:2
12
作者 张向阳 谢广祥 《煤矿开采》 北大核心 2010年第3期14-17,114,共5页
基于采场应力分布的动态性特点,以谢桥矿1151(3)综放工作面地质和开采条件为背景,采用实验室相似材料模拟方法,研究不同煤柱宽度条件下采场覆岩应力分布和垮落特征。研究表明,不同煤柱宽度上覆岩层应力分布及垮落高度有所不同。随煤柱... 基于采场应力分布的动态性特点,以谢桥矿1151(3)综放工作面地质和开采条件为背景,采用实验室相似材料模拟方法,研究不同煤柱宽度条件下采场覆岩应力分布和垮落特征。研究表明,不同煤柱宽度上覆岩层应力分布及垮落高度有所不同。随煤柱宽度的增大,倾向方向工作面前方应力峰值区由原来的煤体上方逐渐向煤柱上方转移,且峰值逐渐增大,工作面后方煤柱承载上覆岩层主要荷载和压力,且随煤柱宽度增大应力峰值也增大。工作面上覆岩层垮落形成由高应力束组成的应力壳,应力壳对上覆岩体的荷载和压力起主要支撑和传递作用,随着煤柱宽度的增大,应力壳的高度逐渐减小,在煤柱及煤体内形成的壳基也逐渐发生变化和转移,壳基在煤柱内从无到有,壳基的应力集中程度也逐渐增强,煤柱内单位体积的岩块承载的荷载和压力也从小到大,再由大变小。 展开更多
关键词 采场覆岩 应力分布 垮落高度 煤柱宽度 相似模拟
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“两软一硬”不稳定煤层工作面覆岩“两带”发育高度研究 被引量:12
13
作者 王振广 李飞龙 +1 位作者 白志永 朱术云 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第1期55-60,共6页
为探索禹州煤田西南部云盖山煤矿二矿软煤、软底和硬顶(简称“两软一硬”)及开采煤层厚度变化较大的不稳定煤层顶板垮落带和导水断裂带发育高度,采用现场钻孔成像技术、经验公式类比分析和数值模拟综合研究方法,对该矿23301采煤工作面... 为探索禹州煤田西南部云盖山煤矿二矿软煤、软底和硬顶(简称“两软一硬”)及开采煤层厚度变化较大的不稳定煤层顶板垮落带和导水断裂带发育高度,采用现场钻孔成像技术、经验公式类比分析和数值模拟综合研究方法,对该矿23301采煤工作面顶板覆岩垮落带、导水断裂带高度进行了分析,获得了工作面在非充分采动垮落和充分采动垮落条件下“两带”高度量化取值,垮落带最大高度为14.4 m,导水断裂带最大高度为50.0 m,认为现场钻孔成像技术可用于采动覆岩“两带”发育高度的计算。研究结果对研究区预采掘顶板水害防治及顶板支护具有较重要的参考价值。 展开更多
关键词 “两软一硬” 不稳定煤层 钻孔成像 类比分析 数值模拟 高度 导水断裂带高度
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多种方法对比研究覆岩两带发育高度 被引量:4
14
作者 陈建华 朱绪保 《煤炭技术》 CAS 2020年第12期26-28,共3页
为探究某矿覆岩两带发育高度,通过理论分析、物理模型、数值模拟及现场实测等方法对工作面开采条件下覆岩两带高度进行研究,结果表明:基于理论分析计算得到的垮落带高度为14.5 m,裂隙带高度为58.9 m;物理相似模型得到的垮落带高度为25.5... 为探究某矿覆岩两带发育高度,通过理论分析、物理模型、数值模拟及现场实测等方法对工作面开采条件下覆岩两带高度进行研究,结果表明:基于理论分析计算得到的垮落带高度为14.5 m,裂隙带高度为58.9 m;物理相似模型得到的垮落带高度为25.5 m,裂隙带高度为93 m;数值模拟得到的垮落带高度为22 m,裂隙带高度为84 m;现场实测的垮落带高度为21.6 m,裂隙带高度为83.7 m。3种不同方式的监测结果与现场实测结果对比分析可知,3种监测手段的相对误差由高到低分别为:数值模拟>相似模拟>理论计算。其中数值模拟结果和相似模拟分析的两带高度结果与实测结果吻合度较高,真实可靠,理论计算结果误差最大。 展开更多
关键词 理论分析 数值模拟 现场实测 高度 裂隙带高度
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金谷煤矿充水因素分析评价及涌水量预测
15
作者 赵晓龙 《煤炭与化工》 CAS 2024年第10期86-88,93,共4页
本文对山西古县金谷煤业有限公司的地质与水文地质条件进行分析研究,查明矿井主要充水因素,包括大气降水及地表水、含水层水、采空区积水等。通过现场实测和数据分析,确定了各含水层的水文特征及其与矿井充水的关系,计算了垮落带和导水... 本文对山西古县金谷煤业有限公司的地质与水文地质条件进行分析研究,查明矿井主要充水因素,包括大气降水及地表水、含水层水、采空区积水等。通过现场实测和数据分析,确定了各含水层的水文特征及其与矿井充水的关系,计算了垮落带和导水裂隙带高度以及奥灰水突水系数。在此基础上,采用面积比拟法对矿井涌水量进行了预测,得出矿井正常涌水量为54.58 m^(3)/h,最大涌水量为81.87 m^(3)/h。这一研究为金谷煤业矿井水害防治提供了科学依据,有助于提高矿井的安全生产水平,对于类似地质条件下的煤矿充水因素评价与涌水量预测具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 煤矿充水因素 涌水量预测 地质水文数据 高度 导水裂隙带高度
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袁大滩煤矿超长工作面覆岩两带发育规律研究
16
作者 谢涛 张毅 +1 位作者 牛勇 李宜霏 《陕西煤炭》 2024年第7期1-8,48,共9页
针对超长工作面采动影响下覆岩两带发育规律,以袁大滩煤矿工作面为背景,采用理论分析与离散元的3DEC数值计算软件相结合的方法,研究该条件下覆岩裂隙的分布特征与两带发育规律。结果表明,根据理论计算,得到2号煤层工作面不同采高下2种... 针对超长工作面采动影响下覆岩两带发育规律,以袁大滩煤矿工作面为背景,采用理论分析与离散元的3DEC数值计算软件相结合的方法,研究该条件下覆岩裂隙的分布特征与两带发育规律。结果表明,根据理论计算,得到2号煤层工作面不同采高下2种经验公式的两带发育高度,得出随着工作面采高的增加,工作面采后的导水裂隙带高度逐渐增加,但其裂隙高度的递增幅度逐渐减小的规律;通过3DEC数值模拟,11207超长工作面采高每增加0.2 m所得导水裂隙带高度约增加2.01~3.05 m,超长工作面采高越大,开采高度增加引起裂隙发育高度增幅越小。数值模拟与理论计算基本一致且相互印证。工作面实际开采过程中工作面的开采高度逐渐减小,裂隙带发育高度逐渐降低,覆岩位移量逐渐减小,集中应力逐渐减弱,开采初期需要加强监测,增强防护措施。 展开更多
关键词 超长工作面 导水裂隙带 高度 综放开采 数值模拟
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负压状态下无衬砌土拱的稳定性分析 被引量:1
17
作者 高加成 《湖南理工学院学报(自然科学版)》 CAS 2004年第4期79-82,共4页
无衬砌土质输水通道或洞穴中常会出现负压力 ,它对周壁的土体将产生气蚀切割和反向渗透潜蚀破坏 ,从而导致拱顶土体的垮落 ,以达到新的平衡。随着负压力的增大 ,拱顶垮落高度也不断增大 ,但增长幅度却逐渐减小 ,直至趋于垮落极限值 1 33... 无衬砌土质输水通道或洞穴中常会出现负压力 ,它对周壁的土体将产生气蚀切割和反向渗透潜蚀破坏 ,从而导致拱顶土体的垮落 ,以达到新的平衡。随着负压力的增大 ,拱顶垮落高度也不断增大 ,但增长幅度却逐渐减小 ,直至趋于垮落极限值 1 333b1 /fk。这表明对有负压存在的土质通道或洞穴 ,其上覆土层的最小保护层厚度应大于该值 ,否则将会产生地面塌陷等灾害现象。 展开更多
关键词 土质洞穴通道 无衬砌土拱 负压力 真空吸蚀 拱顶垮落高度
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杨村煤矿薄基岩区提高综放面开采上限试验 被引量:10
18
作者 秦忠诚 赵枝业 路光秋 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第2期19-22,共4页
通过采用钻孔注(放)水法探测了杨村煤矿综放面采后覆岩采动破坏高度;同时,探明了305工作面浅部顶板基岩柱厚度;采用无线电波坑道透视方法,查明了工作面内的隐伏小断层及其延展情况。在此基础上,设计了305综放面安全防砂煤柱为30 m,并制... 通过采用钻孔注(放)水法探测了杨村煤矿综放面采后覆岩采动破坏高度;同时,探明了305工作面浅部顶板基岩柱厚度;采用无线电波坑道透视方法,查明了工作面内的隐伏小断层及其延展情况。在此基础上,设计了305综放面安全防砂煤柱为30 m,并制定了相应安全试采方案。通过试验取得了在该矿3煤层综放面提高开采上限试采的成功。 展开更多
关键词 开采上限 高度 防砂煤柱 基岩柱厚度
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煤层倾角对采动裂隙演化规律的影响 被引量:15
19
作者 刘传安 杨京伟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第3期51-54,共4页
采用理论分析和数值模拟研究了不同倾角煤层开采的空间结构特征,通过计算煤层倾角分别为0°、30°、45°和60°时垮落带、裂隙带最大高度,得出不同倾角煤层开采的围岩破坏和裂隙发育状况。结果表明:随煤层倾角增大,矿... 采用理论分析和数值模拟研究了不同倾角煤层开采的空间结构特征,通过计算煤层倾角分别为0°、30°、45°和60°时垮落带、裂隙带最大高度,得出不同倾角煤层开采的围岩破坏和裂隙发育状况。结果表明:随煤层倾角增大,矿压显现特征明显位置靠近煤层倾向方向的上部,非对称"壳体结构"的整体破碎范围变小、局部破碎程度加剧,破坏形态由单一的倾斜砌体结构破坏演变为伴有反倾斜砌体结构的综合破坏,垮落带和裂隙带的范围变小,最大高度降低;数值模拟和理论分析对应模型的"两带"最大高度偏差率为1.5%~7.6%。 展开更多
关键词 煤层倾角 采动裂隙 高度 裂隙带高度 壳体结构 砌体结构
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综采工作面初采强制放顶预裂爆破孔深度优化 被引量:5
20
作者 王庆雄 《陕西煤炭》 2015年第6期102-104,共3页
结合神东哈拉沟煤矿22529-1综采工作面初采强制放顶实践,应用关键层理论,对预裂爆破孔深度进行优化。结果表明,该工作面采用常规垮落带高度确定初采预裂爆破孔深度为17 m,而基于关键层理论分析,只需施工12.31 m爆破孔即能满足初采安全... 结合神东哈拉沟煤矿22529-1综采工作面初采强制放顶实践,应用关键层理论,对预裂爆破孔深度进行优化。结果表明,该工作面采用常规垮落带高度确定初采预裂爆破孔深度为17 m,而基于关键层理论分析,只需施工12.31 m爆破孔即能满足初采安全。采用关键层理论确定爆破孔深度,对神东矿区增收节支具有重要的意义。 展开更多
关键词 初采强制放顶 预裂爆破孔 深度优化 高度 关键层
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