近直立煤层水平分段开采夹持煤体型冲击机理及防治 被引量：17

1

作者 李安宁 窦林名 +2 位作者 王正义 解嘉豪 王永忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3302-3308,共7页

针对目前近直立特厚煤层水平分段开采条件下动力灾害发生的现状,综合运用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了顶底板和煤体3者形成的结构并建立力学模型,认为近直立煤层在顶底板两侧均受到支承压力的夹持挤压,正是这种夹持力构成了冲... 针对目前近直立特厚煤层水平分段开采条件下动力灾害发生的现状,综合运用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了顶底板和煤体3者形成的结构并建立力学模型,认为近直立煤层在顶底板两侧均受到支承压力的夹持挤压,正是这种夹持力构成了冲击力源,经过力学推导,得出表征力源集中程度和发展趋势的关系式。采用数值模拟方法分析了开采后夹持煤体的应力分布特征,对理论分析进行了验证。结果表明:从工作面水平直至下方约70 m深度的煤体出现了应力集中现象,夹持煤体的增压区才是发生动力灾害的直接危险源。基于分析结果,在工作面巷道进行顶底板预裂和煤体卸压爆破等原有卸压措施的基础上,提出在夹持煤体中掘进爆破卸压巷的防治方案,为近直立特厚煤层水平分段开采冲击灾害防控提供借鉴。 展开更多

关键词 近直立特厚煤层 水平分段开采 夹持煤体 冲击矿压

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急倾斜特厚煤层水平分段开采工作面瓦斯涌出影响因素研究 被引量：9

2

作者 陈建强 王世斌 +3 位作者 刘旭东 郑三龙 王刚 孙路路 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期127-135,共9页

急倾斜特厚煤层回采工作面瓦斯涌出问题已经严重影响到煤矿的安全生产。为研究急倾斜特厚煤层回采工作面各因素对瓦斯涌出量的影响,利用分源预测法构建了急倾斜特厚煤层回采工作面瓦斯涌出量预测模型,对采用水平分段综放开采的乌东煤矿+... 急倾斜特厚煤层回采工作面瓦斯涌出问题已经严重影响到煤矿的安全生产。为研究急倾斜特厚煤层回采工作面各因素对瓦斯涌出量的影响,利用分源预测法构建了急倾斜特厚煤层回采工作面瓦斯涌出量预测模型,对采用水平分段综放开采的乌东煤矿+575 m水平45号煤层西翼回采工作面的瓦斯涌出源进行分析并预测工作面的瓦斯涌出量,采用修正的Morris筛选法对采用水平分段综放开采的乌东煤矿+575 m水平45号煤层西翼及43号煤层西翼回采工作面影响瓦斯涌出量的各个因素进行灵敏度分析,结果表明:乌东煤矿+575 m水平45号煤层回采工作面瓦斯涌出量预测模型的预测结果与实测结果具有较高一致性,其最大相对误差为5.43%,最小为0.18%,平均相对误差为3.23%,验证了预测模型的准确性;回采工作面的瓦斯涌出主要来自于开采分段与下部煤体,邻近煤层与上部老采空区的瓦斯涌出所占比重较少;+575 m水平43号煤层西翼回采工作面与+575 m水平45号煤层西翼回采工作面的灵敏度分析结果整体上具有一致性,工作面的丢煤瓦斯涌出系数、开采层瓦斯涌出、煤层的原始瓦斯含量、开采煤层瓦斯含量梯度均为高灵敏度参数,围岩瓦斯涌出系数和分层瓦斯涌出系数均为灵敏参数,采动影响破坏深度为中灵敏度参数,老采空区瓦斯涌出系数为不灵敏参数。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 瓦斯涌出量 灵敏度分析 水平分段开采 分源预测法

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急倾斜特厚煤层水平分段开采煤岩应力演化规律数值模拟研究 被引量：8

3

作者 陈建强 王世斌 +1 位作者 常博 王刚 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期101-106,共6页

急倾斜特厚煤层赋存条件非常特殊,为揭示急倾斜特厚煤层开采过程中灾害的致灾机理,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件对乌东煤矿45#急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下,岩体及煤体的应力演化规律进行数值模拟研究,研究结果表明:煤层... 急倾斜特厚煤层赋存条件非常特殊,为揭示急倾斜特厚煤层开采过程中灾害的致灾机理,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件对乌东煤矿45#急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下,岩体及煤体的应力演化规律进行数值模拟研究,研究结果表明:煤层顶板附近的岩层应力较大,靠近煤层底板处的岩层应力变化不大;覆岩局部区域内产生了应力集中现象;工作面煤体的应力集中多分布在靠近顶板处的煤体,而靠近底板处的煤体其应力集中程度较顶板小;工作面煤体的轴向应力的分布分为塑性区、弹性区和原岩应力区三个区,工作面煤体沿走向方向上的侧向应力随距离工作面的距离增加而减小。 展开更多

关键词 急倾斜煤层 特厚煤层 水平分段开采 上覆岩层移动 应力演化规律

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急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯预抽技术 被引量：9

4

作者 陈建强 胡延伟 +2 位作者 刘昆轮 王刚 范酒源 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第34期14034-14038,共5页

基于对新疆乌东煤矿的急倾斜特厚煤层水平分段开采方式的瓦斯流动特征的研究,围绕急倾斜特厚煤层水平分段开采方式瓦斯来源多、涌出量过大等问题,对煤层取芯测瓦斯含量数据进行统计,并将数据导入MATLAB进行多元回归分析,采用现场试验法... 基于对新疆乌东煤矿的急倾斜特厚煤层水平分段开采方式的瓦斯流动特征的研究,围绕急倾斜特厚煤层水平分段开采方式瓦斯来源多、涌出量过大等问题,对煤层取芯测瓦斯含量数据进行统计,并将数据导入MATLAB进行多元回归分析,采用现场试验法和极限抽采时间法相结合的方式研究出瓦斯抽采半径,得到了合理的抽采间距在6 m左右,提出了急倾斜煤层掘进工作面瓦斯抽采技术。结果表明,急倾斜特厚煤层地质构造复杂,瓦斯赋存量大,需要预抽煤层瓦斯;对现场实测与拟合结果进行误差分析,平均误差为3.59%,误差值较小,准确性高;预抽瓦斯有效降低了掘进迎头和回风巷道的瓦斯浓度,能保障工作面安全、高效生产。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分段开采 预抽瓦斯 抽采半径 极限抽采时间

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急倾斜特厚煤层水平分段开采老顶断裂力学模型 被引量：53

5

作者 鞠文君 李文洲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期606-608,共3页

通过对急倾斜特厚煤层水平分段开采老顶破坏特点的分析,建立了老顶沿倾斜方向悬臂梁断裂的力学模型,推导得出老顶岩层悬臂梁能量表达式,提出了爆破断顶矿压防治技术,并在甘肃华亭煤矿试验成功.

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分段综放开采 悬臂梁结构 爆破断项

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动载诱发近直立煤层水平分段开采冲击矿压的数值模拟研究 被引量：15

6

作者 李安宁 窦林名 +3 位作者 王正义 曹晋荣 王崧玮 山长昊 《煤炭工程》 北大核心 2018年第9期83-87,共5页

针对近直立煤层特殊的赋存条件和水平分段开采的技术条件,建立顶底板夹持梁的力学模型,对诱发冲击的动静载力源进行简要分析。基于分析结果采用FLAC3D数值模拟方法分析了动载作用下近直立特厚煤层工作面煤体应力、位移等的动态响应特征... 针对近直立煤层特殊的赋存条件和水平分段开采的技术条件,建立顶底板夹持梁的力学模型,对诱发冲击的动静载力源进行简要分析。基于分析结果采用FLAC3D数值模拟方法分析了动载作用下近直立特厚煤层工作面煤体应力、位移等的动态响应特征,进而揭示了冲击显现机制。结果表明:在顶底板围岩破裂产生震动效应传播而来的冲击载荷扰动下,近直立煤层工作面底煤水平应力先升高后瞬间大幅降低,垂直位移也突然增大,煤体自身平衡状态被打破,易诱发冲击显现。基于近直立煤层冲击诱发机制,提出了煤体卸压爆破和顶、底板预裂爆破等解危措施并在现场实施,解危效果显著。 展开更多

关键词 近直立特厚煤层 水平分段开采 数值模拟 冲击矿压

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乌东矿急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征研究 被引量：4

7

作者 霍丙杰 路洋波 +1 位作者 付兴 金宝圣 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期883-887,共5页

为研究急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征,基于急倾斜特厚煤层工作面顶板赋存条件并结合弹性力学,建立了急倾斜特厚煤层水平分段开采顶板力学模型。通过力学模型分析,推导出急倾斜特厚煤层水平分段开采后顶板沿工作面倾向方... 为研究急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶板破断特征,基于急倾斜特厚煤层工作面顶板赋存条件并结合弹性力学,建立了急倾斜特厚煤层水平分段开采顶板力学模型。通过力学模型分析,推导出急倾斜特厚煤层水平分段开采后顶板沿工作面倾向方向的岩板破断判据及挠度公式,应用三角级数方法对挠度公式进行求解,确定了顶板沿倾向方向上最大挠度发生的位置关系式。理论研究成果在乌东矿南采区B1+2急倾斜特厚煤层水平分段综放开采中的工程应用表明,工作面沿倾向方向上推进到385 m时顶板发生破断,倾向方向顶板最大挠度坐标位置为y=325.78 m,顶板沿工作面倾向方向的最大挠度位于采空区中部偏下位置。表现为急倾斜特厚煤层顶板在工作面上方的非对称性破断;相似材料试验进一步验证了顶板挠度公式的合理性。 展开更多

关键词 安全工程 急倾斜特厚煤层 水平分段综放开采 力学模型 顶板挠度 三角级数

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阿刀亥煤矿水平分段综放开采工作面瓦斯涌出量预测数学模型研究 被引量：6

8

作者 杨永清 孙炳兴 王二宽 《煤炭工程》 北大核心 2017年第F08期155-159,162,共6页

根据阿刀亥煤矿1155工作面的基本情况,对急倾斜特厚煤层水平分段综放开采的采煤面瓦斯涌出来源进行了分析,根据瓦斯涌出的特征建立了急倾斜特厚煤层水平分段综放面瓦斯涌出量预测的数学模型。现场实测表明:理论计算误差范围满足工程需要... 根据阿刀亥煤矿1155工作面的基本情况,对急倾斜特厚煤层水平分段综放开采的采煤面瓦斯涌出来源进行了分析,根据瓦斯涌出的特征建立了急倾斜特厚煤层水平分段综放面瓦斯涌出量预测的数学模型。现场实测表明:理论计算误差范围满足工程需要,为阿刀亥煤矿制定对应的瓦斯治理措施提供了基础依据。 展开更多

关键词 水平分段综放开采 瓦斯涌出量预测 急倾斜特厚煤层 数学模型

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急斜煤层(群)水平分段顶煤超前预爆范围的确定 被引量：13

9

作者 来兴平 漆涛 +3 位作者 蒋东晖 崔峰 马敬 单鹏飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期718-721,共4页

基于理论分析、地质环境与开采条件调查,构建了煤岩断裂与失稳多元指标监测方法。通过钻孔应力计、光学钻孔窥视仪和顶煤松动范围监测等进行实测,综合对比分析超前预爆破中顶煤应力与变形规律。最终确定超前预爆破范围为10.0～35.0 m,... 基于理论分析、地质环境与开采条件调查,构建了煤岩断裂与失稳多元指标监测方法。通过钻孔应力计、光学钻孔窥视仪和顶煤松动范围监测等进行实测,综合对比分析超前预爆破中顶煤应力与变形规律。最终确定超前预爆破范围为10.0～35.0 m,支护范围为0～45.0 m。 展开更多

关键词 急斜煤层(群) 水平分段综放开采 超前预爆

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急倾斜特厚煤层水平分段冲击矿压防治技术研究 被引量：6

10

作者 费巨云 郑超 《煤炭工程》 北大核心 2018年第4期66-69,74,共5页

为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压的致灾原因,以窑街三矿5521-21工作面为对象,针对工作面的地质条件和采掘条件,基于冲击动力来源,分析发现动静载荷叠加效应是5521-21工作面发生冲击矿压的关键。以此提出了通过煤体卸压爆破... 为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压的致灾原因,以窑街三矿5521-21工作面为对象,针对工作面的地质条件和采掘条件,基于冲击动力来源,分析发现动静载荷叠加效应是5521-21工作面发生冲击矿压的关键。以此提出了通过煤体卸压爆破、底煤卸压爆破、煤体大直径钻孔卸压和顶板深孔预裂爆破等防治措施,通过检验取得了良好的防治效果。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分段开采 冲击矿压 动静载荷 卸压爆破

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开采急倾斜特厚煤层瓦斯涌出影响因素分析 被引量：12

11

作者 陈建强 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第5期92-95,共4页

针对急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯涌出导致工作面瓦斯超限的难题,结合乌东煤矿实际开采情况进行分析,总结了急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯超限的主要影响因素,并通过井下实际瓦斯参数测定绘制瓦斯涌出规律分布曲线图;综合分析工作... 针对急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯涌出导致工作面瓦斯超限的难题,结合乌东煤矿实际开采情况进行分析,总结了急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯超限的主要影响因素,并通过井下实际瓦斯参数测定绘制瓦斯涌出规律分布曲线图;综合分析工作面瓦斯涌出的影响因素,并对主要影响因素进行瓦斯抽采参数优化,合理调整回采速度、产量及回采率等参数,通过理论计算对乌东煤矿工作面瓦斯涌出量进行预测,并与现场实测值进行对比分析,得出两者误差为2.45%。解决了工作面瓦斯超限的难题,为以后急倾斜煤层水平分层开采瓦斯涌出规律分析提供了理论依据。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分段开采 瓦斯涌出量 影响因素

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急倾斜特厚煤层冲击地压防治探索与总结 被引量：12

12

作者 窦林名 王永忠 +3 位作者 卢方舟 贺虎 何江 张强 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-94,共11页

急倾斜特厚煤层开采顶板破断运动复杂,应力和能量演化规律特殊,在深部“三高一扰动”影响下,冲击地压防治不容乐观。基于某矿2016年冲击地压事故后急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压防治经验,从急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压发... 急倾斜特厚煤层开采顶板破断运动复杂,应力和能量演化规律特殊,在深部“三高一扰动”影响下,冲击地压防治不容乐观。基于某矿2016年冲击地压事故后急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压防治经验,从急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压发生机理、瓦斯突出与冲击地压综合防治和冲击地压管理详细介绍了该矿7年来急倾斜特厚煤层冲击地压防治经验。冲击地压发生机理方面,建立了顶板岩层倾斜悬臂梁模型,揭示了顶、底板覆岩结构破断失稳演化过程,划分了夹持煤体受力状态分区,提出了急倾斜特厚煤层冲击“夹持理论”。瓦斯突出与冲击地压综合防治方面,基于冲击地压灾害控制解危技术的强度弱化减冲理论,结合原有防突措施体系,提出了既能防冲且对防突有利的解危措施,形成了某矿瓦斯/CO_(2)突出-冲击地压“双防”技术体系,建立了适用于某矿急倾斜特厚煤层水平分段开采的冲击地压防治体系,以钻屑量和瓦斯吸解值验证了瓦斯突出防治的强度保障,同时以加强实施卸压措施工作面的微震事件分布及各能级总频次和能量对比,论证说明了卸压方案防治效果的有效性。冲击地压管理方面,形成了预测评价、监测预警、治理预防、效果检验、安全防护和教育培训“六位一体”综合防治架构,基于《煤矿安全规程》和《防治煤矿冲击地压细则》等各项规定,制定了Q/YJMD-—FC 0104-2022《窑街煤电集团有限公司煤矿冲击地压防治第四部分:冲击地压防治技术规范》。 展开更多

关键词 冲击地压 急倾斜特厚煤层 冲击“夹持理论” 安全防控 水平分段开采

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急倾斜特厚煤层基本顶破断规律研究 被引量：2

13

作者 侯德建 孙雪亮 +2 位作者 闫瑞兵 张建鹏 任鸽鹏 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第9期116-121,145,共7页

为研究急倾斜特厚煤层综放工作面顶板的破断规律,以乌东煤矿北采区45°倾角煤层为研究对象,根据简支梁理论建立了急倾斜特厚煤层综放开采条件下顶板的受力模型,得到顶板的力矩方程,分析基本顶破断位置,对破断后的基本顶基于悬臂梁... 为研究急倾斜特厚煤层综放工作面顶板的破断规律,以乌东煤矿北采区45°倾角煤层为研究对象,根据简支梁理论建立了急倾斜特厚煤层综放开采条件下顶板的受力模型,得到顶板的力矩方程,分析基本顶破断位置,对破断后的基本顶基于悬臂梁理论建立力学模型,得到顶板的拉应力方程,分析不同回采环境下基本顶破断长度,同时采用3DEC软件对不同回采环境下顶板破断长度进行数值计算。结果表明:急倾斜特厚煤层综放开采在充分采动条件下顶板中部最先破断;随着基本顶厚度的增加,基本顶的破断长度呈线性减小;随着回采段高的增加,基本顶的破断比呈抛物线增加。现场采用钻孔窥视,获得基本顶的破坏情况,监测结果和理论分析基本一致,为后续的顶板"注水-爆破"耦合钻孔位置提供科学依据,对于煤矿的顶板灾害防治有重要意义。 展开更多

关键词 水平分段综放开采 简支梁 悬臂梁 顶板破断规律

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