上分层遗留区段煤柱下斜交工作面综放开采覆岩结构演化特征

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作者 刘用 王红伟 +5 位作者 吴学松 田程鹏 关荣福 聂云枭 范志伟 曹沛沛 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期46-58,共13页

特厚煤层分层综放开采上下分层工作面斜交布置时,下分层综放工作面间歇性过上分层遗留区段煤柱导致覆岩破断运动及矿压显现规律复杂,围岩控制困难,制约了煤矿安全生产。以甘肃华亭煤电股份有限公司砚北煤矿250203下综放工作面为工程背景... 特厚煤层分层综放开采上下分层工作面斜交布置时,下分层综放工作面间歇性过上分层遗留区段煤柱导致覆岩破断运动及矿压显现规律复杂,围岩控制困难,制约了煤矿安全生产。以甘肃华亭煤电股份有限公司砚北煤矿250203下综放工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验、数值计算、现场实测相结合的方法,研究了上分层遗留区段煤柱下斜交工作面综放开采覆岩运移规律及应力分布演化特征,阐明了下分层综放工作面开采扰动下上分层遗留区段煤柱失稳特征及围岩支承压力变化规律,定义了斜交工作面覆岩内场和外场,揭示了下分层综放工作面过遗留区段煤柱覆岩结构演化特征。研究结果表明:①下分层综放工作面开采诱发上分层遗留区段煤柱失稳导致覆岩大尺度空间垮落,扰动区内顶板结构渐次演化,形成“低位倒台阶组合悬臂梁+高位大结构砌体梁”组合结构。②在工作面距区段煤柱15 m时,区段煤柱最大垂直应力达到46.7 MPa,较下分层未开采时增大了9.9%,煤柱形变现象较为明显;工作面位于区段煤柱正下方时,区段煤柱应力集中区域呈近似“月牙状”分布。③随着下分层综放工作面与上覆遗留区段煤柱斜交位置变化,外场覆岩破断形态呈近似对称梯形,结构动态失稳导致内场垮落形态呈“非对称双拱”、“对称双拱”、“单拱”演化过程。研究结果对特厚煤层分层综放工作面安全开采具有指导意义。 展开更多

关键词 特厚煤层 分层综放开采 遗留区段煤柱 斜交工作面 覆岩结构

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深埋薄基岩下区段煤柱工作面综放开采可行性研究

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作者 李红军 樊旋 +2 位作者 李小磊 郇恒恒 李松涛 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期114-118,共5页

赵固二矿在对二1煤层回采过程中,使用分层开采并留设较宽的区段煤柱。矿井拟对区段煤柱进行回采,以赵固二矿二盘区里侧煤柱工作面为工程背景,通过岩石物理力学测试、煤体裂隙观测及顶煤冒放性评价对工作面综放开采适应性进行综合分析,... 赵固二矿在对二1煤层回采过程中,使用分层开采并留设较宽的区段煤柱。矿井拟对区段煤柱进行回采,以赵固二矿二盘区里侧煤柱工作面为工程背景,通过岩石物理力学测试、煤体裂隙观测及顶煤冒放性评价对工作面综放开采适应性进行综合分析,得出煤柱受临近工作面回采影响,裂隙发育,顶煤强度低,顶煤冒放性评价为好;针对深埋薄基岩等条件下煤柱综放开采进行了安全论证,得到了二盘区里侧煤柱工作面可实施综采放顶煤工艺的结论,并进行现场工业性试验,目前已实现安全回采。该研究可为实现区段煤柱综放开采提供成熟方案。 展开更多

关键词 力学测试 裂隙 顶煤冒放性 综放开采 区段煤柱

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特厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度研究

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作者 郭海军 卢恒 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S01期231-237,共7页

为提高回采率,保证巷道围岩稳定,合理留出区段的煤柱宽度是工作面开采过程中至关重要的因素。以西北矿区某矿2盘区综放工作面区段煤柱留设为工程背景,通过理论计算得出区段煤柱留设宽度为7.18~7.98 m。通过数值模拟方法研究了工作面开... 为提高回采率,保证巷道围岩稳定,合理留出区段的煤柱宽度是工作面开采过程中至关重要的因素。以西北矿区某矿2盘区综放工作面区段煤柱留设为工程背景,通过理论计算得出区段煤柱留设宽度为7.18~7.98 m。通过数值模拟方法研究了工作面开采过程中不同区段煤柱宽度条件下影响下回采巷道的围岩变形与煤柱的垂直应力分布,研究结果表明,留10 m以上煤柱可有效减小巷道围岩变形,且10 m煤柱既能维持其本身的稳定,又能起到支撑顶底板与保护巷道的作用。在此基础上,通过对相关结果的综合分析,得到了合理的煤柱留设宽度,为类似条件下合理煤柱留设提供了依据。 展开更多

关键词 特厚煤层 综放开采 区段煤柱 留设宽度

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特厚硬煤层综放开采合理区段煤柱尺寸研究 被引量：7

4

作者 张永久 成云海 +1 位作者 李琳 李乃录 《煤炭工程》 北大核心 2012年第1期10-13,共4页

水帘洞煤矿3801综放工作面地质条件极其复杂,合理确定区段煤柱是实际遇到的工程难题。文章通过采场前后方侧向应力场与位移场在线观测,获得了综放沿空实体煤侧向应力分布规律及变形情况;通过数值模拟得到了不同煤柱尺寸沿空实体煤侧向... 水帘洞煤矿3801综放工作面地质条件极其复杂,合理确定区段煤柱是实际遇到的工程难题。文章通过采场前后方侧向应力场与位移场在线观测,获得了综放沿空实体煤侧向应力分布规律及变形情况;通过数值模拟得到了不同煤柱尺寸沿空实体煤侧向应力分布变化规律。综合分析得到了合理煤柱留设尺寸,为彬长矿区同煤系特厚硬煤层综放开采确定合理煤柱尺寸提供了科学依据。 展开更多

关键词 特厚硬煤层 综放开采 区段煤柱 数值模拟

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连续采煤机短壁机械化开采煤柱合理宽度研究 被引量：6

5

作者 解兴智 高圣元 任艳芳 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第12期16-19,共4页

为提高东圪堵煤矿1601连续采煤机短壁工作面采出率,确定合理的顶板控制技术措施,针对该矿连采工作面开采条件,采用FLAC3D数值模拟和现场观测手段,分析了1601连采工作面刀间煤柱、区间隔离煤柱不同宽度条件下顶板垮落情况。数值模拟与现... 为提高东圪堵煤矿1601连续采煤机短壁工作面采出率,确定合理的顶板控制技术措施,针对该矿连采工作面开采条件,采用FLAC3D数值模拟和现场观测手段,分析了1601连采工作面刀间煤柱、区间隔离煤柱不同宽度条件下顶板垮落情况。数值模拟与现场观测结果一致表明:在刀间煤柱宽1.0～1.5 m,隔离煤柱宽12 m条件下,既能最大限度地提高连采工作面采出率,又能保证顶板有规律的垮落。煤柱宽度进行合理优化后,1601连采工作面的采出率达到了68.7%,顶板垮落步距为5个联络巷宽。 展开更多

关键词 连续采煤机 短壁机械开采 煤柱宽度 FLAC3D数值模拟

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上保护层开采遗留区段煤柱现存状态研究 被引量：6

6

作者 肖健 陈学习 +1 位作者 单文选 毕瑞卿 《煤炭工程》 北大核心 2022年第2期110-115,共6页

为研究深井近距离上保护层开采遗留区段煤柱在下保护层开采时的状态,采用煤柱极限强度计算、数值模拟及现场探测同步进行的研究方案,对平煤四矿己;-23160联络巷两侧宽度均为4m的区段煤柱进行了研究,得到以下结论:(1)区段煤柱理论计算极... 为研究深井近距离上保护层开采遗留区段煤柱在下保护层开采时的状态,采用煤柱极限强度计算、数值模拟及现场探测同步进行的研究方案,对平煤四矿己;-23160联络巷两侧宽度均为4m的区段煤柱进行了研究,得到以下结论:(1)区段煤柱理论计算极限强度最大值为26.0 MPa;(2)煤柱1和煤柱2在己;煤层及己;煤层开采过程中承受的最大垂直应力分别为131.1MPa、85.1MPa,远超煤柱极限强度;(3)现场两个探测组探测的遗留煤柱最大残余高度均为0.64m,高度损失达到原始煤柱高度的60%,坍塌垮落煤体涌向煤柱两侧采空区和己;-23160联络巷;(4)残余煤柱不会在下部对被保护层形成明显的应力集中区,保护效果在倾向上有连续性。 展开更多

关键词 区段煤柱 多次扰动 煤柱破坏 上保护层开采 近距离煤层

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厚煤层区段煤柱合理留设宽度及支护参数优化研究 被引量：2

7

作者 王莹 《建井技术》 2024年第1期84-88,71,共6页

采动影响下厚煤层区段煤柱的合理留设是煤炭高效安全回采的重要因素。针对该问题依托中能煤矿3号煤2309工作面回风巷区段煤柱留设进行研究。根据围岩极限平衡理论计算出煤柱合理宽度为8m,结合Flac3D数值计算分析不同宽度煤柱垂直应力及... 采动影响下厚煤层区段煤柱的合理留设是煤炭高效安全回采的重要因素。针对该问题依托中能煤矿3号煤2309工作面回风巷区段煤柱留设进行研究。根据围岩极限平衡理论计算出煤柱合理宽度为8m,结合Flac3D数值计算分析不同宽度煤柱垂直应力及塑性区,验证煤柱留设宽度不应小于8m;针对留设煤柱巷道应用差异化支护方法,对煤柱侧采用帮部3道锚索补强的方法进行围岩加固;针对浸泡煤柱、漏风、有害气体涌入等隐患采取煤柱局部注浆和表面喷浆的方式控制。结合矿压监测反馈表明煤柱留设宽度合理,支护效果良好,为类似厚煤层区段煤柱留设提供技术参考。 展开更多

关键词 煤炭开采 区段煤柱 合理宽度 煤柱支护 现场监测

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大倾角综放开采区段煤柱与围岩结构特征研究 被引量：3

8

作者 李龙 丁国利 《山西煤炭》 2014年第5期29-31,37,共4页

针对大倾角煤层综放开采区段煤柱留设问题,基于现场调研、理论分析及数值模拟方法,分析了随采场回采区段煤柱在结构、受力变化,发现区段煤柱在服务期间要经历三个阶段的影响(顺槽掘进扰动影响、上区段工作面回采一次采动影响、下区段工... 针对大倾角煤层综放开采区段煤柱留设问题,基于现场调研、理论分析及数值模拟方法,分析了随采场回采区段煤柱在结构、受力变化,发现区段煤柱在服务期间要经历三个阶段的影响(顺槽掘进扰动影响、上区段工作面回采一次采动影响、下区段工作面回采二次采动影响);其中顺槽掘进后区段煤柱不会发生大的变形和破坏,二次采动影响要比一次采动影响更加剧烈。由于数值模拟区段煤柱倾向方向上垂直应力分布的"非对称性",应在煤柱留设时予以充分考虑,以满足煤柱稳定要求。 展开更多

关键词 倾角煤层 综放开采 区段煤柱 围岩结构

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大倾角综放开采区段煤柱与围岩结构特征研究 被引量：2

9

作者 李龙 丁国利 《山西煤炭》 2014年第4期24-26,41,共4页

针对大倾角煤层综放开采区段煤柱留设问题,基于现场调研、理论分析及数值模拟方法,分析了随采场回采区段煤柱在结构、受力变化,发现区段煤柱在服务期间要经历三个阶段的影响(顺槽掘进扰动影响、上区段工作面回采一次采动影响、下区段工... 针对大倾角煤层综放开采区段煤柱留设问题,基于现场调研、理论分析及数值模拟方法,分析了随采场回采区段煤柱在结构、受力变化,发现区段煤柱在服务期间要经历三个阶段的影响(顺槽掘进扰动影响、上区段工作面回采一次采动影响、下区段工作面回采二次采动影响);其中顺槽掘进后区段煤柱不会发生大的变形和破坏,二次采动影响要比一次采动影响更加剧烈。由于数值模拟区段煤柱倾向方向上垂直应力分布的"非对称性",应在煤柱留设时予以充分考虑,以满足煤柱稳定要求。 展开更多

关键词 倾角煤层 综放开采 区段煤柱 围岩结构

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急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的研究

10

作者 宋杰 《山西煤炭》 2014年第6期10-11,29,共3页

针对急倾斜煤层巷道放顶煤采煤时区段煤柱高度的留设困难问题,建立了顶煤垮落后的采场力学模型,采用理论分析和数值模拟相结合,分析了顶板压力分布规律提出了顶板挠曲线方程.研究表明：保护煤柱的作用主要是缓冲采空区大块煤矸的冲击,... 针对急倾斜煤层巷道放顶煤采煤时区段煤柱高度的留设困难问题,建立了顶煤垮落后的采场力学模型,采用理论分析和数值模拟相结合,分析了顶板压力分布规律提出了顶板挠曲线方程.研究表明：保护煤柱的作用主要是缓冲采空区大块煤矸的冲击,高度应在1～2 m左右;数值模拟结果显示煤柱高度为2.0 m时,下区段上巷位于工作面采动应力降低区,在此位置布置巷道时,巷道围岩应力较小,利于巷道的支护和维护. 展开更多

关键词 急倾斜煤层 巷道放顶煤开采 力学机理 区段煤柱高度

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浅埋厚煤层综放开采合理区段煤柱的确定

11

作者 赵柳达 高鹏 《能源技术与管理》 2016年第4期68-70,共3页

基于串草圪旦煤矿6104工作面的生产地质条件,采用数值模拟分析浅埋厚煤层综放开采条件下区段煤柱弹塑性区域分布情况,确定了工作面合理区段保护煤柱宽度,在保证工作面安全生产的基础上,提高了煤炭资源的回收率。

关键词 浅埋厚煤层 综放开采 区段保护煤柱 资源回收率

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近距离采空区下无煤柱连续开采技术的研究与应用

12

作者 段微亮 《煤炭与化工》 CAS 2013年第8期41-44,共4页

基于近距离采空区下无煤柱连续开采过程中顶板垮落、初次来压及周期来压对工作面巷道的影响,分析回采上覆煤层后底板岩层移动变化规律,研究近距离采空区下巷道集约化布置沿空留巷方式,总结近距离采空区下沿空留巷围岩矿压变化规律,合理... 基于近距离采空区下无煤柱连续开采过程中顶板垮落、初次来压及周期来压对工作面巷道的影响,分析回采上覆煤层后底板岩层移动变化规律,研究近距离采空区下巷道集约化布置沿空留巷方式,总结近距离采空区下沿空留巷围岩矿压变化规律,合理选择沿空留巷巷道支护形式,探索并实践近距离采空区下无煤柱连续开采技术,解放了近距离采空区下采区区段及其他保护煤柱资源,本质上做到了采区的集约集中化高效开采及资源高效利用,具有推广应用价值。 展开更多

关键词 近距离采空区 无煤柱连续开采 沿空留巷

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厚煤层放顶煤综采无煤柱连续开采自燃及其防治

13

作者 刘德成 《煤矿现代化》 1996年第1期36-38,共3页

本文对厚煤层放顶煤综采无煤柱连续开采煤层自燃情况进行了分析,并以新集煤矿采用这一回采方式为例,总结了采取相应的防治措施和取得的实际效果。

关键词 厚煤层 放顶煤综采 无煤柱连续开采 火灾防治

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无煤柱阶段连续开采综放工作面自然发火的综合治理

14

作者 徐金平 《陕西煤炭技术》 1999年第4期52-54,共3页

针对新集煤矿无煤柱阶段连续开采综放工作面自然发火的特点，运用系统工程的方法，从预测、预防和火灾处理三个方面，对开采技术、生产管理和通风安全等采取系统的有效措施，保证了综放工作面安全回采。

关键词 无煤柱 连续开采 自然发火 综合治理 综采工作面 巷道布置 通风系统

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特厚煤层巨厚顶板分层综采工作面区段煤柱失稳机理及控制 被引量：35

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作者 王志强 武超 +5 位作者 罗健侨 王鹏 石磊 张焦 李敬凯 苏泽华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3756-3770,共15页

针对特厚煤层分层综采工作面,采用理论分析及现场试验相结合的方法,对于巨厚直接顶下区段煤柱失稳机理及控制技术展开研究。首先分析各分层工作面沿空侧覆岩运移规律,通过建立覆岩结构力学模型,得到中、底分层工作面沿空侧覆岩载荷计算... 针对特厚煤层分层综采工作面,采用理论分析及现场试验相结合的方法,对于巨厚直接顶下区段煤柱失稳机理及控制技术展开研究。首先分析各分层工作面沿空侧覆岩运移规律,通过建立覆岩结构力学模型,得到中、底分层工作面沿空侧覆岩载荷计算公式,其次基于弹塑性理论,得到窄煤柱及宽煤柱内部任意一点应力的解析解,并代入实际工程参数,分析不同尺寸煤柱内部应力分布规律,最后给出中、下分层工作面区段煤柱围岩控制关键技术,进行现场工业性试验。研究表明:中、下分层开采期间,上覆巨厚直接顶会形成"低位短悬臂梁+砌体梁+高位弯曲下沉带"的覆岩结构;将分层开采煤柱受力状态分为"宽煤柱弹性区应力叠加型"和"窄煤柱峰值应力叠加型"2种形式,分别求得宽煤柱内任意一点三向应力及窄煤柱内任意一点垂直应力的解析公式,其中覆岩应力集中系数、煤柱高度及煤柱宽度是主要影响因素;小于15 m的特厚煤层依然适合留设窄煤柱,其内部垂直应力峰值随煤柱高度增大而降低,再受到分层多次采动影响,窄煤柱内实际残余强度更低,更易失稳,而大于15 m的特厚及巨厚煤层不易留设窄煤柱;给出留设合理区段煤柱尺寸的方法,并提出"及时主动+2次被动+3次关键部位锚索注浆加强支护"的围岩控制方案,现场应用效果明显。 展开更多

关键词 特厚煤层 分层开采 区段煤柱 失稳机理 围岩控制

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连续采煤机房柱式分层开采厚煤层技术研究 被引量：6

16

作者 胡炳南 张玉卓 王明立 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2000年第10期46-48,共3页

介绍了连续采煤开采技术和发展 ,并基于神华集团大柳塔煤矿的地质采矿条件 ,论述了房柱式分层开采厚煤层的巷道布置和采煤工艺。着重研究了煤房和房柱尺寸设计 ,通过煤柱强度的反分析 ,推荐了合理的计算公式和大柳塔煤矿房柱尺寸新方案... 介绍了连续采煤开采技术和发展 ,并基于神华集团大柳塔煤矿的地质采矿条件 ,论述了房柱式分层开采厚煤层的巷道布置和采煤工艺。着重研究了煤房和房柱尺寸设计 ,通过煤柱强度的反分析 ,推荐了合理的计算公式和大柳塔煤矿房柱尺寸新方案。列举了连续采煤机开采技术的优势 ,展望了它在“三下”采煤中的应用前景。 展开更多

关键词 连续采煤机 房柱式开采 厚煤层煤柱 设计

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长壁留煤柱支撑法开采存在的问题 被引量：16

17

作者 刘洋 石平五 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期565-569,共5页

通过“连续梁”力学模型计算和RFPA2D数值模拟,分析了“顶板-煤柱”相互作用下的破坏机理,并提出了解决采用长壁留煤柱支撑法开采时产生的2个问题的方案:在限定的开采区域内开采时,通过监测关键点防止工作面内切顶事故的发生;隔离区域... 通过“连续梁”力学模型计算和RFPA2D数值模拟,分析了“顶板-煤柱”相互作用下的破坏机理,并提出了解决采用长壁留煤柱支撑法开采时产生的2个问题的方案:在限定的开采区域内开采时,通过监测关键点防止工作面内切顶事故的发生;隔离区域形成后,通过监测关键区,防止顶板形成跨几个区域的大面积悬而不垮的局面. 展开更多

关键词 长壁留煤柱支撑法开采 连续梁 数值模拟 结构分析 待垮六面体

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缓倾斜特厚煤层区段煤柱尺寸研究 被引量：10

18

作者 张杰 杨涛 《煤炭工程》 北大核心 2017年第10期38-42,共5页

王洼煤矿11采区综放工作面地质条件相对复杂,需要确定合理的区段煤柱参数以指导现场安全生产。通过对王洼煤矿区段煤柱进行应力和钻孔窥视实测的技术手段,研究煤柱内部破坏情况。结果表明:沿煤柱走向方向上应力峰值在工作面前方10m左右... 王洼煤矿11采区综放工作面地质条件相对复杂,需要确定合理的区段煤柱参数以指导现场安全生产。通过对王洼煤矿区段煤柱进行应力和钻孔窥视实测的技术手段,研究煤柱内部破坏情况。结果表明:沿煤柱走向方向上应力峰值在工作面前方10m左右,沿倾向方向上煤柱破坏区域在3m以内,在煤柱内6m左右处应力达到峰值;并通过数值模拟分析了在该生产条件下不同煤柱尺寸的应力分布规律,当煤柱宽度增加到26m时,煤柱有一定弹性核区,随着煤柱宽度的加大弹核区的宽度也逐渐增加,煤柱宽度增加到29m和32m时,已经能够保证煤柱的稳定性,巷道变形在容许的范围内。在实测和模拟相结合的基础上,综合分析得到了该区域合理区段煤柱尺寸为30m,与以往煤柱宽度相比大幅降低了煤柱宽度,提高了资源回收率。 展开更多

关键词 特厚煤层 综放开采 区段煤柱 数值模拟 钻孔窥视

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地下连续开采技术的动力学原理及应用研究 被引量：4

19

作者 乔建永 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期1-10,共10页

为了解决地下开采留设煤柱带来的回采率与离散位移致灾等问题,提出了将井田内工作面之间保护煤柱、末采大巷或上山保护煤柱一并采出的连续开采新思路。在全面分析现有工作面间无煤柱开采技术特征的基础上,提出工作面推进方向上工作面末... 为了解决地下开采留设煤柱带来的回采率与离散位移致灾等问题,提出了将井田内工作面之间保护煤柱、末采大巷或上山保护煤柱一并采出的连续开采新思路。在全面分析现有工作面间无煤柱开采技术特征的基础上,提出工作面推进方向上工作面末采实现无煤柱贯通上山或大巷的新技术;结合最低系统工作面的采煤方法与上一级系统的相关性,形成了"110/N00工法末采无煤柱贯通上山或大巷"在内的连续开采新技术,应用复动力系统理论揭示了连续开采的动力学原理。最后,通过工程案例证实了连续开采技术思路的科学价值和应用价值,从而为井工开采在科研、设计与生产等环节提供新的技术范式。 展开更多

关键词 连续开采 保护煤柱 无煤柱 110/N00工法 负煤柱采法 无煤柱末采

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淮南矿区保护层无煤柱开采的实践 被引量：1

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作者 甘林堂 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第5期55-58,共4页

通过对保护层开采过程中,采用无煤柱开采技术连续开采对被保护层应力和瓦斯卸放影响的分析,总结出淮南矿区无煤柱开采的技术经验和不足,并提出改进方法,可供类似矿井参考。

关键词 保护层 无煤柱 连续开采 理论 实践

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