条带式Wongawilli开采煤柱失稳覆岩破坏分析 被引量：9

1

作者 谭毅 郭文兵 +3 位作者 白二虎 杨达明 许国胜 严浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1656-1662,共7页

为研究条带式Wongawilli开采煤柱失稳覆岩破坏机理及岩层移动特征,结合赵屋煤矿15号煤连采一区地质采矿条件,采用理论分析、现场实测、公式计算及相似模拟相结合的方法,建立了条带式Wongawilli开采煤柱系统模型,分析了煤柱失稳机理及其... 为研究条带式Wongawilli开采煤柱失稳覆岩破坏机理及岩层移动特征,结合赵屋煤矿15号煤连采一区地质采矿条件,采用理论分析、现场实测、公式计算及相似模拟相结合的方法,建立了条带式Wongawilli开采煤柱系统模型,分析了煤柱失稳机理及其对覆岩的影响。研究表明:条带式Wongawilli煤柱系统中,个别损害或者不规则(有尖角)煤柱在矿山压力及地下水侵泡等不良因素的共同作用下可能发生破坏失稳,进而引发相邻煤柱失稳,产生"多米诺"效应,从而导致整个煤柱系统失效;煤柱一旦发生失稳,开采工作面由非充分采动转化为充分采动,加剧覆岩破坏,导致地表塌陷。 展开更多

关键词 条带式Wongawilli开采 煤柱失稳 覆岩破坏 “多米诺”效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

深井坚硬顶板脆性煤柱失稳诱发冲击地压分析 被引量：4

2

作者 廖志恒 潘瑞凯 牟文强 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第3期24-26,共3页

利用理论分析、数值模拟分析、现场试验的方法,对大采深矿井应力分布、矿井工作面应力高度集中导致煤柱失稳的规律进行了分析研究,得出工作面推进过程中影响煤柱安全的范围,为采取增强巷道安全的措施提供依据。

关键词 力学分析 煤柱失稳 脆性破坏 冲击地压 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制 被引量：54

3

作者 朱卫兵 许家林 +2 位作者 陈璐 李竹 刘文涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期358-366,共9页

针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象,采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿... 针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象,采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿井本煤层房式开采后,只有当房采煤柱的弹性核区比例大于31%时,房采煤柱才能处于长期稳定。下煤层采后的模拟结果表明:上覆房采煤柱的破坏形式及其失稳次序同其与下煤层工作面相对位置密切相关,房采煤柱依次从工作面开切眼位置、工作面位置、采空区中部位置发生破坏及失稳,且工作面开切眼和工作面位置处煤柱多发生顺向采空区的斜切破坏,而采空区中部煤柱则发生垂向压裂破坏。根据石圪台煤矿数值模拟结果显示,上部2-2煤层房采后煤柱支承应力峰值由原岩应力2. 8 MPa增大至12 MPa,应力集中系数为4. 28;当下部3-1煤层工作面采后,上覆2-2煤层房采煤柱的支承应力峰值增大至30 MPa,应力集中系数达10. 71;下煤层工作面开切眼侧与工作面正上方的房采煤柱呈现横向不均匀承载特征以及受水平拉伸变形影响,最终导致边界处房采煤柱易出现对角斜切破坏模式。两侧边界煤柱失稳后,其顶板岩层瞬间发生整体拉剪破断从而引发矿震,顶板多层岩层以"整体运动"的形式急剧快速下沉并撞击底板,将采空区中部上方的房采煤柱压垮压塌,同时巨大的冲击力进而导致上下煤层间的岩层发生全厚切落,造成下煤层工作面发生切顶压架。实验发现从上覆房采煤柱群首个煤柱发生破坏至整体失稳运动并达到稳定,历时仅约为0. 45 s,其中,上下煤层之间的岩层发生全厚切落历时仅约为0. 05 s。 展开更多

关键词 浅埋深 近距离煤层 房式开采 煤柱失稳 压架 矿震

在线阅读 下载PDF 职称材料

条带式Wongawilli开采煤柱系统突变失稳机理及工程稳定性研究 被引量：29

4

作者 谭毅 郭文兵 赵雁海 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1667-1674,共8页

对于条带式Wongawilli新型减沉开采技术,煤柱失稳直接导致地表沉陷,影响建（构）筑物的安全,采用突变理论和损伤本构方程,建立了采硐间狭窄煤柱和条带煤柱失稳的尖点突变模型。计算分析了条带式Wongawilli开采煤柱系统工程稳定性及突变... 对于条带式Wongawilli新型减沉开采技术,煤柱失稳直接导致地表沉陷,影响建（构）筑物的安全,采用突变理论和损伤本构方程,建立了采硐间狭窄煤柱和条带煤柱失稳的尖点突变模型。计算分析了条带式Wongawilli开采煤柱系统工程稳定性及突变影响参数,得出了窄煤柱与条带煤柱的突跳压缩量计算公式,通过工程实例计算与数值模拟验证了结果的合理性。研究结果表明：采硐狭窄煤柱满足突变失稳的必要条件,其所受载荷、屈服刚度和峰值载荷压缩量决定着突变的发生;当采高在2~6 m变化时,采留宽度比需控制在0.16~0.75,才可保证系统不产生突变失稳。条带煤柱保持稳定则要求其核区率大于17%,在弹塑性区宽度比小于0.21的情况下,条带煤柱可能发生突变失稳。 展开更多

关键词 条带式Wongawilli 煤柱失稳 突变理论 开采沉陷

在线阅读 下载PDF 职称材料

非均布载荷条件下端帮开采支撑煤柱参数设计方法

5

作者 姜聚宇 张玉龙 +4 位作者 曹兰柱 王东 王来贵 李广贺 侯成恒 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第12期23-37,共15页

应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中,合理地设计支撑煤柱参数,是端帮开采安全、高效进行的前提。基于尖点突变理论,确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件;建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型,基于弹性地基梁理论,研究了煤柱... 应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中,合理地设计支撑煤柱参数,是端帮开采安全、高效进行的前提。基于尖点突变理论,确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件;建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型,基于弹性地基梁理论,研究了煤柱局部失稳后顶板应力、变形空间演化规律,提出了采硐顶板垮落失稳判据,以此作为非均布载荷条件下支撑煤柱失效判据;研究了不同煤柱留设宽度下顶板极限垮落距与煤柱失稳区段长度变化规律,提出了非均布载荷下支撑煤柱参数设计方法。研究结果表明:煤柱失稳的充要条件为分叉集Δ<0;采硐顶板的失稳判据为最大拉应力σtmax大于抗拉强度σtl;煤柱的失效判据为煤柱失稳区段长度lmax大于采硐顶板极限垮落距l2max;设计了山西某露天煤矿端帮开采煤柱宽度最终为3.0 m。 展开更多

关键词 非均布载荷 端帮开采 支撑煤柱 煤柱失效 煤柱失稳 参数设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

“刀把”工作面附近孤岛煤柱稳定性分析 被引量：1

6

作者 张经龙 李瑶 戴洪泰 《山东煤炭科技》 2023年第8期198-200,共3页

以义桥煤矿已开采“刀把”工作面与接续工作面之间形成的孤岛煤柱为研究对象,采用FLAC^(3D)数值模拟方法研究了采动影响下孤岛煤柱体内应力集中塑性区发育情况。结果表明:接续工作面推至孤岛煤柱时,在三侧应力叠加下煤柱应力高度集中并... 以义桥煤矿已开采“刀把”工作面与接续工作面之间形成的孤岛煤柱为研究对象,采用FLAC^(3D)数值模拟方法研究了采动影响下孤岛煤柱体内应力集中塑性区发育情况。结果表明:接续工作面推至孤岛煤柱时,在三侧应力叠加下煤柱应力高度集中并完全塑性破坏,煤柱易失稳且易诱发冲击地压;随工作面与孤岛煤柱南端距离增大,应力集中程度随之降低,煤柱稳定性逐渐增大,冲击危险性相应减小。 展开更多

关键词 孤岛煤柱 煤柱失稳 应力叠加

在线阅读 下载PDF 职称材料

条带式Wongawilli煤柱特征及作用机理分析 被引量：10

7

作者 谭毅 郭文兵 +2 位作者 白二虎 杨达明 王比比 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1003-1010,共8页

条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆... 条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆岩作用,阐明了条带式Wongawilli采煤法煤柱系统与顶板的相互作用机理,本文结合王台铺煤矿地质采矿条件,采用理论分析、相似模拟及现场验证相结合的方法,研究了条带式Wongawilli开采煤柱形式及特征,建立了条带式Wongawilli煤柱的结构力学模型,分析了直接顶离层情况及不规则煤柱、条带煤柱的受力与支护强度。研究表明:条带式Wongawilli采煤法由刀间煤柱、不规则煤柱、条带煤柱形成了特殊的煤柱系统,刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力;不规则煤柱能对顶板的维护起到一定作用;条带煤柱是整个煤柱系统的关键。条带式Wongawilli开采直接顶与基本顶发生离层,直接顶弯曲下沉形成"固支梁"或垮落形成"悬臂梁" 2种结构,并作用于条带式Wongawilli煤柱;条带煤柱与传统条带开采煤柱类似,支撑直接顶及基本顶。不规则煤柱类似于支撑单体的形式(类单体)被动支撑直接顶,且不规则煤柱如果发生失稳破坏,条带煤柱的压缩突变量也会突增,影响其稳定性,进而影响整个条带式Wongawilli开采煤柱系统的稳定。 展开更多

关键词 条带式Wongawilli 煤柱 破坏特征 煤柱失稳 离层

在线阅读 下载PDF 职称材料

大倾角煤层长壁工作面区段煤柱尺寸留设模拟 被引量：4

8

作者 王琳 王广宏 董静 《矿业安全与环保》 北大核心 2016年第6期74-77,共4页

以南山煤矿大倾角B8煤层区段煤柱留设为工程背景，以煤柱失稳为临界条件建立力学模型，理论计算煤层倾角40毅时区段煤柱的尺寸，得出煤柱宽度留设20m左右。建立数值模型进行验证，分别模拟煤柱宽度为5、10、15、20m条件下煤柱的应力特... 以南山煤矿大倾角B8煤层区段煤柱留设为工程背景，以煤柱失稳为临界条件建立力学模型，理论计算煤层倾角40毅时区段煤柱的尺寸，得出煤柱宽度留设20m左右。建立数值模型进行验证，分别模拟煤柱宽度为5、10、15、20m条件下煤柱的应力特征、岩层失稳特征，模拟结果表明，煤柱宽度留设15.20m较合理。 展开更多

关键词 大倾角煤层 区段煤柱 长壁工作面 煤柱失稳 煤柱宽度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于不规则煤柱应力场特征的冲击地压防治研究 被引量：8

9

作者 杨洋 郝生雷 秦瑞 《煤炭工程》 北大核心 2023年第5期111-115,共5页

针对近距离煤层群开采过程中上煤层开采遗留大量不规则煤柱严重影响下煤层开采的问题,以济三煤矿183下05工作面为研究对象,利用FLAC^(3D)数值模拟软件建立三维数值模型,对上煤层工作面遗留不规则煤柱应力场进行深入研究,分析上煤层遗留... 针对近距离煤层群开采过程中上煤层开采遗留大量不规则煤柱严重影响下煤层开采的问题,以济三煤矿183下05工作面为研究对象,利用FLAC^(3D)数值模拟软件建立三维数值模型,对上煤层工作面遗留不规则煤柱应力场进行深入研究,分析上煤层遗留煤柱形成高应力区对183下05工作面的影响,研究结果表明:在采空区侧向支承压力叠加影响下,三角煤柱区和窄煤柱区应力集中程度较高;随着煤柱宽度减小,应力集中程度进一步增大,冲击危险性相应增加,煤柱易失稳诱发冲击地压;3下煤层工作面开采期间,受3下煤层工作面超前支承压力与侧向支承压力影响,煤柱支承压力增高,并将会引起3下煤层局部应力升高程度进一步升高,煤体将会处于高承压状态,并且工作面开采侧煤柱应力集中程度明显高于采空区侧。通过采取煤体大直径钻孔卸压和顶板超前预裂爆破两种卸压措施,有效降低了该区域的冲击危险性,实现了安全开采。 展开更多

关键词 不规则煤柱 冲击地压 采动应力 煤柱失稳 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

房柱式采空区对下煤层巷道稳定性的影响分析 被引量：1

10

作者 刘树 徐金海 +1 位作者 吴锐 张士岭 《江西煤炭科技》 2012年第1期66-68,共3页

针对唐公沟煤矿的采矿地质条件,为确定4-2上煤层煤巷掘进引起3-2煤层房柱式采空区煤柱失稳拍击底板是否会导致4-2上煤巷失稳,利用Abaqus进行数值模拟,得出顶板大面积垮落拍击底板的冲击载荷不会对煤巷造成巨大冲击影响,不会击穿巷道,为... 针对唐公沟煤矿的采矿地质条件,为确定4-2上煤层煤巷掘进引起3-2煤层房柱式采空区煤柱失稳拍击底板是否会导致4-2上煤巷失稳,利用Abaqus进行数值模拟,得出顶板大面积垮落拍击底板的冲击载荷不会对煤巷造成巨大冲击影响,不会击穿巷道,为工程实践提供了重要的指导意见。 展开更多

关键词 煤柱失稳 ABAQUS软件 数值模拟 冲击载荷

在线阅读 下载PDF 职称材料

旺格维利采煤法刀间煤柱宽度优化研究 被引量：3

11

作者 徐彩峰 雷建华 +1 位作者 陈小港 罗紫龙 《中国矿业》 2021年第1期114-120,共7页

条带式旺格维利采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对优质边角煤回收、控制地表下沉、提高工作面安全性等方面均具有重要意义,相较于美国、澳大利亚对旺格维利采煤法成熟的理论研究和丰富的生产实践,我国目前尚处于小范围应用阶段。为研... 条带式旺格维利采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对优质边角煤回收、控制地表下沉、提高工作面安全性等方面均具有重要意义,相较于美国、澳大利亚对旺格维利采煤法成熟的理论研究和丰富的生产实践,我国目前尚处于小范围应用阶段。为研究旺采条件下的煤柱特征,以河东矿L21001旺采工作面为背景,分析了旺采条件下的刀间煤柱受力特征,得出了旺采刀间煤柱尺寸的计算方法,提出了两种不同的刀间煤柱留设方案,并利用FLAC 3D数值模拟软件分析了不同尺寸刀间煤柱下的塑性区、巷道位移及围岩应力特征,提出了保障工作面安全回采的措施。结果表明,L21001工作面初采阶段刀间煤柱总宽度为60 m;1.5 m宽刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力,采用1 m刀间小煤柱配合3.5 m刀间大煤柱时,小煤柱随采随垮,但大煤柱承载能力较强,可以保障连采机回收完整条支巷;当采硐采出后,顶板出现空顶,原岩应力向周围有支撑的煤柱转移,在煤柱周围形成应力集中,应力集中系数为2~3,煤柱有效承担了上覆岩层的载荷,使巷道及其上覆岩层处于应力降低区内。现场实测表明,支巷中部巷道的表面位移大于支巷两端,方案二顶板下沉量更小、围岩塑性区范围也较小,优化后的煤柱留设方案具有较高的可靠性,在保证安全高效生产的前提下实现了经济效益最大化。 展开更多

关键词 旺格维利采煤法 刀间煤柱 煤柱失稳 FLAC 3D软件

在线阅读 下载PDF 职称材料

房式采空区失稳煤柱下回采异常矿压发生机理 被引量：4

12

作者 王寅 付兴玉 +3 位作者 李凤明 刘文玉 张彬 李少刚 《煤矿开采》 北大核心 2016年第4期103-106,55,共5页

针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面在上覆房式采空区失稳煤柱下回采期间矿压显现异常问题,利用现场实测和理论分析方法,对失稳煤柱下回采矿压显现异常的机理进行了研究。结果表明:失稳煤柱下回采期间,上煤层失稳煤柱冒落覆岩断裂岩块... 针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面在上覆房式采空区失稳煤柱下回采期间矿压显现异常问题,利用现场实测和理论分析方法,对失稳煤柱下回采矿压显现异常的机理进行了研究。结果表明:失稳煤柱下回采期间,上煤层失稳煤柱冒落覆岩断裂岩块间不能形成铰接结构,且工作面上方冒落覆岩上覆岩层断裂岩块与其前方岩层共同向下运动,从而增加了下煤层顶板受力,使工作面呈现来压步距减小、来压强度增大的特征;由于失稳煤柱覆岩对煤层间岩层的作用力相比出集中煤柱期间小,因此未发生动载矿压灾害;煤层间岩层厚度的增加将减小下煤层顶板受力,进而减小失稳煤柱下回采矿压显现强度;提出在上煤层房式采空区失稳煤柱覆岩运动较充分后再进行下煤层开采的控制措施。 展开更多

关键词 房式采空区 失稳煤柱 异常矿压 稳定铰接结构

在线阅读 下载PDF 职称材料

工作面过空巷基本顶超前破断机制及控制技术 被引量：34

13

作者 刘畅 张俊文 +4 位作者 杨增强 弓培林 王开 张小强 李玉琳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1411-1421,共11页

以工作面进入平行空巷、回撤通道时顶板超前破断、巷道被掩埋、支架压架的事故为研究对象,通过相似模拟试验对比了工作面过不同宽度空巷、充填与否时围岩破坏特征、应力变化和支架载荷变化,展现了工作面过大断面空巷基本顶超前破断及其... 以工作面进入平行空巷、回撤通道时顶板超前破断、巷道被掩埋、支架压架的事故为研究对象,通过相似模拟试验对比了工作面过不同宽度空巷、充填与否时围岩破坏特征、应力变化和支架载荷变化,展现了工作面过大断面空巷基本顶超前破断及其灾变演化过程。研究表明:超前破断会导致基本顶一次性破断长度增加、上覆亚关键层同时破断。一旦发生超前破断,现有支护技术很难避免压架,故预防出现超前破断最为重要。鉴于此,运用Winkler地基梁理论对基本顶中弯矩和挠度进行了计算,解释了试验中围岩破断特征、支承应力和支架载荷的变化,给出了基本顶超前破断的机制:煤柱失稳是导致出现超前破断的主要因素,提高煤柱强度有利于预防超前破断。据此提出了局部注浆充填技术使煤柱由单轴压缩变为三轴压缩,提高煤柱支撑能力,并在现场实践中得到了验证。 展开更多

关键词 过空巷 相似模拟 超前破断 煤柱失稳

在线阅读 下载PDF 职称材料

大采高工作面过空巷群顶板破断及矿压规律研究 被引量：35

14

作者 周海丰 黄庆享 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期70-79,共10页

为解决大采高综采工作面快速通过大断面空巷群,避免发生冒顶压架问题,以哈拉沟煤矿22311综采工作面过26条空巷群为研究对象,采用理论研究、数值模拟以及现场监测等方法,研究了综采工作面过空巷群期间空巷失稳机制及基本顶破断规律,模拟... 为解决大采高综采工作面快速通过大断面空巷群,避免发生冒顶压架问题,以哈拉沟煤矿22311综采工作面过26条空巷群为研究对象,采用理论研究、数值模拟以及现场监测等方法,研究了综采工作面过空巷群期间空巷失稳机制及基本顶破断规律,模拟了综采工作面过空巷期间采用泵送支柱支护效果,监测了综采工作面过空巷期间顶板下沉量及压力情况,最终22311综采工作面安全顺利通过了26条大断面空巷群。研究表明:空巷失稳主要是由基本顶超前破断引起的,其次是由于空巷支护不足导致的,泵送支柱支护应具有可切割、大断面、高承载与让压变形特征。采用"泵送支柱+锚索+W钢带"联合支护方式,使支柱与顶底板围岩处于协同作用状态,可保证综采工作面安全通过大断面空巷群。 展开更多

关键词 空巷群 泵送支柱 矿压显现 煤柱失稳 冒顶

在线阅读 下载PDF 职称材料

大同矿区“三硬”条件地表沉陷数值模拟 被引量：10

15

作者 侯志鹰 王家臣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期235-238,共4页

针对大同矿区“三硬”条件马脊梁矿2号402盘区刀柱开采引发的井下工作面顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷,采用三维有限差分法FLAC3D软件进行采场力学行为模拟分析.从煤层的开挖到地表的塌陷,全面分析了开采历史过程的应力场、位移场... 针对大同矿区“三硬”条件马脊梁矿2号402盘区刀柱开采引发的井下工作面顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷,采用三维有限差分法FLAC3D软件进行采场力学行为模拟分析.从煤层的开挖到地表的塌陷,全面分析了开采历史过程的应力场、位移场和破坏场的分布与变化,以及采场内煤柱的稳定性.提出了采场内煤柱失稳破坏引起采场应力重新分布,出现煤柱群连续失稳破坏的多米诺效应,从而导致采空区顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷. 展开更多

关键词 “三硬”条件 地表塌陷 数值模拟 煤柱失稳 多米诺效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

综放面回采巷道二次采动影响下强矿压显现诱发因素 被引量：2

16

作者 李鹏 冯宇峰 季文博 《神华科技》 2017年第7期19-22,37,共5页

基于神东矿区布尔台煤矿42106综放工作面回风巷在二次采动影响下,矿压显现剧烈,巷道围岩收敛变形严重的现状,综合运用矿压理论、结构力学、现场调研与实测等方法,在充分总结开采条件和矿压显现的基础上,对二次采动影响下的回风巷超前段... 基于神东矿区布尔台煤矿42106综放工作面回风巷在二次采动影响下,矿压显现剧烈,巷道围岩收敛变形严重的现状,综合运用矿压理论、结构力学、现场调研与实测等方法,在充分总结开采条件和矿压显现的基础上,对二次采动影响下的回风巷超前段强矿压显现诱发因素进行了分析。结果表明,造成临空侧回采巷道超前段矿压显现剧烈的原因包括:工作面大面积悬顶、侧方覆岩空间结构及区段煤柱失稳、顶板条件变化、超前支护方式、回采工艺等方面。鉴于此,为确保矿井安全高效开采,对矿压显现进行精确监测预报,优化超前支护方式,开展侧方断顶工程等。 展开更多

关键词 综放开采 二次采动 超前支护 悬顶 煤柱失稳

在线阅读 下载PDF 职称材料

关键柱柱旁充填岩层控制基础理论 被引量：25

17

作者 白锦文 崔博强 +5 位作者 戚庭野 朱卫兵 王凯 史旭东 毋皓田 康立勋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期424-438,共15页

采空区遗留煤柱群链式失稳表现出明显的联动致灾效应。运用遗留煤柱群链式失稳的关键柱理论,提出了关键柱柱旁充填岩层控制的技术方法,揭示了关键柱柱旁充填岩层控制的核心机理,确定了柱旁充填体材料、强度、宽度和形态等技术参数,评价... 采空区遗留煤柱群链式失稳表现出明显的联动致灾效应。运用遗留煤柱群链式失稳的关键柱理论,提出了关键柱柱旁充填岩层控制的技术方法,揭示了关键柱柱旁充填岩层控制的核心机理,确定了柱旁充填体材料、强度、宽度和形态等技术参数,评价了关键柱柱旁充填岩层控制的效果,并对其潜在的应用范围与领域进行了展望。结果表明:①关键柱柱旁充填岩层控制技术方法通过在采空区煤柱群体系的关键柱旁边实施柱旁双侧全部充填、柱旁双侧部分充填、柱旁单侧全部充填或柱旁单侧部分充填等工艺,使采空区中形成的柱旁充填体不仅能对关键柱起到侧护作用,还能形成“关键柱-柱旁充填体”的协同承载结构体,进而实现采场岩层移动的有效控制,并保障煤炭资源的安全高效绿色开采。②关键柱柱旁充填岩层控制的核心机理主要体现在4个方面:关键柱与柱旁充填体的耦合承载、柱旁充填体对关键柱产生侧向约束、关键柱受力状态向应变强化的转变、关键柱强度的长期劣化减弱。③关键柱柱旁充填体的材料以返井固废充填材料和原位固废充填材料为主,柱旁充填体的极限抗压强度应大于或等于其分担的载荷,柱旁充填后“遗留煤柱-柱旁充填体”耦合承载体中屈服区的宽度不能扩展与延伸至“关键柱”的原始弹性核区内,柱旁充填体的形态主要包括矩式、梯式、台阶式和多级梯式四大类。④柱旁充填后关键柱的应力集中程度会降低,其两侧塑性核区的宽度减小,且中央区域弹性核区的宽度增大;“关键柱-柱旁充填体”的应力分布与塑性区分布特征表明关键柱柱旁充填岩层控制的效果良好。⑤关键柱柱旁充填岩层控制基础理论不仅可以用于采空区遗留煤柱群链式失稳的防控,还能应用于优质遗留煤炭资源复采和地下空间维护与利用等技术领域,更能推广于非煤矿山资源开采技术领域。 展开更多

关键词 关键柱 柱旁充填 煤柱群链式失稳 协同承载 失稳防控 岩层控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤矿开采损伤数值模拟量化表征与应用 被引量：6

18

作者 张村 任赵鹏 +3 位作者 兰世勇 方尚鑫 芦佳乐 乔元栋 《矿业科学学报》 CSCD 2023年第3期398-408,共11页

地表岩土层沉陷和生态损伤是采动损伤的主要表现形式,量化表征采动损伤是分析围岩稳定性、设计开采工艺参数和巷道支护参数的前提。本文根据现阶段常用的有限元和离散元模拟方法,提出并定义了损伤度概念,作为表征开采损伤的量化指标,即... 地表岩土层沉陷和生态损伤是采动损伤的主要表现形式,量化表征采动损伤是分析围岩稳定性、设计开采工艺参数和巷道支护参数的前提。本文根据现阶段常用的有限元和离散元模拟方法,提出并定义了损伤度概念,作为表征开采损伤的量化指标,即单元体塑性体积占比和接触断裂长度(个数)占比;利用损伤度量化指标优化了西部矿区高强度开采参数,分析了采动水浸条件下区段煤柱的稳定性和充水断裂构造区域巷道围岩的渐进损伤特征,获得了覆岩损伤度与工作面长度和推进速度的量化关系,可以实现开采参数的合理优化;揭示了区段煤柱采动水浸的渐进损伤特征,认为现有煤柱条件下采空区作为蓄水区域存在渗水危险;量化了充水断裂构造区域巷道围岩损伤分布特征,提出了疏放断层贯通顶板含水层+原有断层裂隙注浆加固+加强支护的解决措施。与导水裂隙带高度、煤柱塑性区发育宽度等常用损伤指标进行对比,损伤度量化指标对于采动损伤表征的敏感度更高,能够实现连续性采动损伤表征。 展开更多

关键词 开采损伤 量化表征 损伤度 煤柱失稳 巷道失稳

在线阅读 下载PDF 职称材料

31203工作面动载矿压削弱机理研究 被引量：1

19

作者 马峰 吴士良 +1 位作者 李亚春 张云朝 《煤炭技术》 CAS 2019年第4期50-53,共4页

综采工作面房采区存在集中煤柱,在房采区下工作面进行开采,通过上覆煤柱时,下工作面会产生动载矿压。以石圪台矿31203工作面为基础,采用理论分析、数值模拟手段对削弱此种动载矿压机理进行了研究,得到上覆集中煤柱超前失稳使得传递至下... 综采工作面房采区存在集中煤柱,在房采区下工作面进行开采,通过上覆煤柱时,下工作面会产生动载矿压。以石圪台矿31203工作面为基础,采用理论分析、数值模拟手段对削弱此种动载矿压机理进行了研究,得到上覆集中煤柱超前失稳使得传递至下煤层老顶岩梁的载荷大幅减小,削弱了动载压力的影响。 展开更多

关键词 集中煤柱 动载矿压 煤柱失稳 动载削弱

在线阅读 下载PDF 职称材料

杜儿坪煤矿矿压显现规律及预防措施研究

20

作者 石慧 《能源与节能》 2022年第5期40-43,共4页

针对杜儿坪煤矿浅埋煤层部分煤柱回收矿井出现的大面积冒顶事故,进行了现场勘查、理论分析和数值模拟分析,认为该矿在地形地貌的变化处,山丘两侧没有连续岩体的夹持作用,冒落引起两侧岩体的下滑,滑落力作用煤柱发生推倒失稳,继而引起顶... 针对杜儿坪煤矿浅埋煤层部分煤柱回收矿井出现的大面积冒顶事故,进行了现场勘查、理论分析和数值模拟分析,认为该矿在地形地貌的变化处,山丘两侧没有连续岩体的夹持作用,冒落引起两侧岩体的下滑,滑落力作用煤柱发生推倒失稳,继而引起顶板大面积冒落。基于矿压显现规律,提出采用开槽卸压预防顶板大面积冒落的方法,以保障煤矿的开采安全。 展开更多

关键词 地形地貌 大面积冒顶 煤柱失稳

在线阅读 下载PDF 职称材料