期刊文献+
共找到439篇文章
< 1 2 22 >
每页显示 20 50 100
时空信息融合赋能下矿井底板水害透明化防治体系 被引量:2
1
作者 刘再斌 晏俊生 +6 位作者 王江宏 高耀全 杨辉 白宝军 鲁晶津 王宏伟 王刚 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期130-141,共12页
【背景】矿井水害常造成巨大的人员伤亡,严重影响着煤矿安全开采。【方法】在实景三维建设、煤矿智能化不断推进的行业背景下,以内蒙古唐家会煤矿智能地质保障系统研发、底板奥陶系灰岩(简称奥灰)水害防治为例,详细阐述在时空信息赋能下... 【背景】矿井水害常造成巨大的人员伤亡,严重影响着煤矿安全开采。【方法】在实景三维建设、煤矿智能化不断推进的行业背景下,以内蒙古唐家会煤矿智能地质保障系统研发、底板奥陶系灰岩(简称奥灰)水害防治为例,详细阐述在时空信息赋能下,通过透明地质模型提升工作面回采周期内的矿井水害防治能力。【结果和结论】梳理了矿井水害防治过程中的时空信息与时空智能基本概念,并将水害防治过程分为超前预测预报、采前隐患探查、采中水害治理以及治后实时监测4个阶段,总结了各阶段水害时空探测方法、时空配准同步以及时空信息赋能模式,建立了基于透明地质模型的矿井水害全过程防治体系。具体而言,在透明地质模型构建及动态更新的基础上,利用微震监测、随采地震探测等装备提高预测预报频次及准确性,通过定向钻探、三维地震勘探精确圈定工作面底板异常区边界,结合井上定向长钻孔靶向治理,辅以孔中瞬变电磁以及孔间电阻率法对隐患异常区域进行循环注浆工程,治理完成后,随着工作面不断推进,将微震监测以及孔间电阻率法相结合,动态监测工作面底板导水裂隙发育、富水性分布变化情况。研究表明,将各阶段水害时空信息与透明地质模型相融合,能够形成二三维一体化的矿井水害透明化防治体系,从而为唐家会煤矿底板奥灰防治水工作提供有效支撑。 展开更多
关键词 煤矿智能化 实景三维建设 智能地质保障 底板奥灰水害 水害时空探测 内蒙古唐家会煤矿
在线阅读 下载PDF
特厚煤层综放工作面底鼓机制及控制技术
2
作者 朱志洁 王鹏 +3 位作者 李瑞琪 秦洪岩 史庆稳 陈昆 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第5期73-81,共9页
为解决特厚煤层综放工作面回采期间工作面底鼓问题,以陕西某矿ZF1409工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析与数值模拟等方法,探究特厚煤层综放工作面底鼓机制,并以此提出底鼓控制技术。结果表明:工作面严重底鼓区域主要集中在工作... 为解决特厚煤层综放工作面回采期间工作面底鼓问题,以陕西某矿ZF1409工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析与数值模拟等方法,探究特厚煤层综放工作面底鼓机制,并以此提出底鼓控制技术。结果表明:工作面严重底鼓区域主要集中在工作面来压期间,支架工作阻力较大,且底板大多为泥岩或底煤较薄的区域;底板滑动面范围内以软弱泥岩为主,底板极限承载力较低,当底板载荷大于底板极限承载力时,底板载荷克服底板滑动面范围内岩层自重所产生的摩阻力及黏聚力,使岩体沿着底板滑动面滑移,造成工作面底鼓;通过分析ZF1409工作面底鼓模型可知:支架载荷在该工作面底鼓发生过程中起到了重要作用;特厚煤层综放开采条件下,近场关键层破断形成的“悬臂梁”结构造成支架工作阻力在短时间内急剧升高,导致工作面发生底鼓。基于此,采用井下区域水力压裂技术处理近场关键层,有助于控制工作面的底鼓。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放工作面 底鼓机制 控制技术 近场关键层 水力压裂
在线阅读 下载PDF
近距离分岔煤层底板破坏深度及规律研究
3
作者 梁冰 陈昕涛 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期34-43,104,共11页
目前的底板破坏深度计算公式多针对特定底板结构。由于分岔煤层的地质特征复杂,上下煤层间的相对倾角及煤层间距的变化特性导致其底板结构与已有研究情形存在显著差异,难以直接套用现有公式进行底板破坏深度计算。针对上述问题,以霍洛... 目前的底板破坏深度计算公式多针对特定底板结构。由于分岔煤层的地质特征复杂,上下煤层间的相对倾角及煤层间距的变化特性导致其底板结构与已有研究情形存在显著差异,难以直接套用现有公式进行底板破坏深度计算。针对上述问题,以霍洛湾煤矿3−1分岔煤层为工程背景,基于单一岩层塑性滑移线场理论,得到近距离分岔煤层3种破坏情况下的最大破坏深度理论解,采用数值模拟得到开采过程中底板塑性区演化规律及破坏深度,采用压水试验实测工作面底板破坏深度。理论分析结果表明:塑性滑移线旋转中心位置因底板岩性差异而变化,致使底板破坏深度先陡增后渐降,计算得到底板破坏深度为13.30~17.62 m。数值模拟结果表明:底板以剪切破坏形式为主,破坏范围由泥岩层逐渐向3−1下煤层及砂质泥岩层发育,底板煤岩结构变动导致破坏深度在12.36~16.53 m间变化,与理论分析呈现同样趋势。现场实测结果表明:工作面回采前后底板钻孔的注水漏失量出现显著变化,底板岩层裂隙发育充分,破坏深度为13.52~17.20 m。根据3−1上煤层底板破坏情况对3−1下煤层顶板进行分类并提出顶板预控对策,以保证煤层安全开采。现场实测结果验证了分岔煤层底板塑性滑移线场的实用性。 展开更多
关键词 近距离分岔煤层 底板破坏深度 单一岩层塑性滑移线场 压水试验 顶板稳定性 钻孔注水漏失量
在线阅读 下载PDF
煤层底板灰岩区域注浆浆液屈服强度性能实验 被引量:1
4
作者 邹军 郭艳 +9 位作者 桂和荣 汪伟民 陈振林 刘发明 戴亚男 胡洋 陈增宝 李俊 高川 李恒 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第4期182-190,共9页
【目的和方法】近年来,地面定向钻区域注浆是煤矿区底板灰岩水害的首选技术。在其注浆工程实施中,浆液扩散半径一直备受关注,而浆液扩散半径受浆液剪切屈服强度(简称“屈服强度”)、浆液相对密度、注浆压力等多种因素制约,影响现场注浆... 【目的和方法】近年来,地面定向钻区域注浆是煤矿区底板灰岩水害的首选技术。在其注浆工程实施中,浆液扩散半径一直备受关注,而浆液扩散半径受浆液剪切屈服强度(简称“屈服强度”)、浆液相对密度、注浆压力等多种因素制约,影响现场注浆工程实施效果,其中屈服强度无法现场测试。以淮北煤田恒源煤矿实际注浆工况为例,通过配制不同水灰比浆液,开展浆液剪切实验,分析初始黏度、凝结时间等因素影响,获得屈服强度参数,探讨屈服强度对浆液扩散半径、注浆压力等因素的影响。【结果和结论】结果显示:(1)恒源煤矿P.O42.5级水泥制成的相对密度1.2~1.6的水泥浆,随着初凝时间的增加,浆液的初始黏度总体上随浆液相对密度的增大而增大,浆液相对密度越大,黏度增长越快。(2)区域注浆水泥在初凝之前的剪切应力在0~17 Pa,屈服强度在0~13 Pa;浆液相对密度1.2、1.3的浆液易于流淌,适用于底板太原组第三层灰岩窄而深的细微裂缝的灌注。(3)相同注浆条件下,随浆液屈服强度增加浆液扩散范围减小,当屈服强度为0.5 Pa时,浆液扩散范围大于35 m;当屈服强度大于1.5 Pa时,浆液扩散范围开始小于10 m。(4)示踪试验验证,实际浆液扩散较远处水泥主要来自屈服强度较低的相对密度为1.2的浆液,与室内实验结果相一致。该研究对注浆治理工程实施具有一定的参考作用。 展开更多
关键词 底板区域治理 浆液流型 浆液剪切实验 浆液屈服强度 淮北煤田恒源煤矿
在线阅读 下载PDF
基于组合赋权法和脆弱性指数模型的煤层底板突水危险性评价 被引量:2
5
作者 邱梅 赵建飞 +5 位作者 邵振东 张伟强 郑妍 尹心雨 盖贵超 韩昭帝 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期160-168,共9页
针对煤层底板突水危险性评价模型中主控因素赋权问题,提出了一种基于模糊层次分析法(FDAHP)、熵权法(EWM)与偏差平方和法(SSD)组合赋权的脆弱性指数模型。以良庄井田15煤层底板奥灰突水危险性评价为例,选取含水层富水性、含水层水压、... 针对煤层底板突水危险性评价模型中主控因素赋权问题,提出了一种基于模糊层次分析法(FDAHP)、熵权法(EWM)与偏差平方和法(SSD)组合赋权的脆弱性指数模型。以良庄井田15煤层底板奥灰突水危险性评价为例,选取含水层富水性、含水层水压、隔水层厚度、脆塑性岩石厚度比、断层交点和尖灭点密度、断层强度指数等6个主控因素。采用FDAHP法和EWM法分别确定主控因素的主、客观权重,并利用SSD法有效融合主、客观权重构建最优组合权重。在此基础上,建立脆弱性指数模型对煤层底板突水危险性进行评价,将研究区划分为4大区域:安全区、过渡区、危险区、强危险区。结果表明,该方法将主控因素主观、客观权重有效融合,突水危险性评价结果与工程实践相吻合,预测效果较好,为煤层底板突水危险性评价提供了新思路。 展开更多
关键词 脆弱性指数法 煤层底板突水 模糊层次分析法 熵权法 危险性评价
在线阅读 下载PDF
不同围压和加卸载速率下砂岩变形破坏机制实验研究
6
作者 张风达 王路 +2 位作者 张玉军 樊振丽 张志巍 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第4期78-86,共9页
为探究深部煤层底板变形破坏机制,对比分析了不同初始围压、不同加卸载速率下的砂岩应力—应变变化特征、声发射能量事件与强度变化特征,研究了不同条件下的损伤因子、弹性模量和泊松比变化特征。研究结果表明:卸围压速率0.06 MPa/s时,... 为探究深部煤层底板变形破坏机制,对比分析了不同初始围压、不同加卸载速率下的砂岩应力—应变变化特征、声发射能量事件与强度变化特征,研究了不同条件下的损伤因子、弹性模量和泊松比变化特征。研究结果表明:卸围压速率0.06 MPa/s时,初始围压40 MPa下砂岩弹性模量损伤劣化转折点早于泊松比转折点,而初始围压25 MPa则与之相反。卸围压速率0.04 MPa/s的应力路径下,无论初始围压为25 MPa还是40 MPa,砂岩均因内部积聚大量能量以裂纹快速扩展的形式进行释放,并伴随着应力跌落现象,定义为能量驱动破坏型;初始围压25 MPa且卸围压速率0.06 MPa/s的应力路径下,砂岩内部裂隙扩展充分,内部积聚的能量及时得以释放,应力变化较为平缓,定义为损伤劣化驱动破坏型。初始围压40 MPa且卸围压速率0.06 MPa/s的应力路径下,砂岩前期因内部能量快速释放而出现应力跌落现象,而后受围压限制和轴压加载的作用,逐渐转变为裂隙扩展损伤变形破坏,即由能量驱动破坏型转变为损伤劣化驱动破坏型。 展开更多
关键词 砂岩 卸荷劣化 损伤 能量 加卸载路径 底板
在线阅读 下载PDF
低渗灰岩注浆压力跃变机理与调控工艺研究
7
作者 樊振丽 曹路通 +2 位作者 崔勇 张志巍 张风达 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期141-153,共13页
【背景】随着我国石炭-二叠纪煤田逐步转入下组煤开采,面临的煤层底板承压水害和岩溶水资源保护问题愈发突出。在煤层底板岩溶水害地面超前区域治理过程中,由于浆液选型与注浆压力调控之间的匹配规律不清,导致参数选择依赖经验性,注浆... 【背景】随着我国石炭-二叠纪煤田逐步转入下组煤开采,面临的煤层底板承压水害和岩溶水资源保护问题愈发突出。在煤层底板岩溶水害地面超前区域治理过程中,由于浆液选型与注浆压力调控之间的匹配规律不清,导致参数选择依赖经验性,注浆加固效果不佳。【方法】针对豫西地区新安煤田奥陶系灰岩(简称奥灰)顶部低渗泥灰岩“升压快、注浆量少”的现象,以孟津煤矿地面区域治理工程中的单液水泥浆、黏土浆和黏土水泥浆注浆材料为研究对象,开展不同类型浆液孔口压力测试、静态流变、液相颗粒分布、Zeta电位、导电率、微观形貌与元素分布等试验,基于水泥颗粒与黏土颗粒的絮凝机理,从物理和化学角度剖析不同注浆材料在注浆过程中起压差异机制。【结果和结论】(1)带正电荷的水泥颗粒与带负电荷的黏土颗粒容易相互吸附形成三维网状结构的絮凝体,导致黏土水泥浆液中出现粒径大于600µm的大颗粒,且粒径100µm以上的颗粒占比78%,容易堵塞裂隙。(2)黏土水泥浆的导电率(1.87mS/cm)相比水泥浆有所降低,浆液混合后发生黏土颗粒包裹水泥颗粒的现象。(3)水泥浆颗粒粒径较小且静态屈服应力和黏度较低,容易通过地层中狭窄的裂隙通道,注浆压力表现平稳;黏土水泥浆静态屈服应力和静态黏度分别是水泥浆的4.5倍和4.0倍,相对容易堵塞裂隙通道,导致其起压速率是水泥浆的10倍。基于阶梯式缓慢起压原则,提出低压充填、中压扩散和高压加固的“三阶段”黏土水泥浆与水泥浆交替注浆模式,可显著提升治理效果,并为类似条件下的低渗灰岩注浆治理提供参考。 展开更多
关键词 煤矿水害 底板岩溶水害 区域治理技术 注浆材料 絮凝机理 起压差异机制 交替注浆 豫西孟津煤矿
在线阅读 下载PDF
“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力运移规律实验研究 被引量:1
8
作者 康志鹏 任波 +2 位作者 罗勇 段昌瑞 任帅 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期158-164,共7页
针对“三软”厚煤层大采高工作面开采覆岩非线性、非对称破坏问题以及保护煤柱宽度不合理造成的资源浪费、巷道围岩稳定性差等问题,以新景煤矿15028工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验对“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力... 针对“三软”厚煤层大采高工作面开采覆岩非线性、非对称破坏问题以及保护煤柱宽度不合理造成的资源浪费、巷道围岩稳定性差等问题,以新景煤矿15028工作面为工程背景,通过物理相似模拟实验对“三软”厚煤层大采高工作面覆岩破断及应力运移规律进行实验研究。结果表明:“三软”厚煤层大采高工作面在回采开始时,顶板未发生大面积垮落,但产生较多水平裂隙;初次垮落时,塌落岩体与上部形成较大自由空间;当继续回采达到关键层极限破断距时,上覆岩层迅速大面积垮落,形成类似冲击地压的顶板“强烈垮塌”,采空区边缘悬臂梁结构发生“裂隙孕育快速发育回转下沉”变化,顶板垮落岩石由于碎胀充填作用,并未完全冒落;随着煤层持续开采,只在上覆岩层作用力的情况下,采空区底板未产生明显变形,即底板变形的主要原因为水平应力因素,采空区上覆岩层整体发生下沉,其中靠近煤层顶板越近,下沉量越大,最大下沉量为750 mm;采空区中部岩层位移最大,向两侧实煤体帮逐渐减小到0,整体位移曲线呈“V”字形;厚煤层大采高工作面侧向支承压力具有“双峰”特性,先小幅增加,达到第1个峰值点后小幅回落,应力降低区距离采空区10 m左右,而后到达第2个峰值点,此时距离采空区边缘19.2 m,应力最大值为27.5 MPa,随后持续回落,在72 m处趋于稳定,即采动侧向支承压力影响范围在60 m左右。 展开更多
关键词 “三软”厚煤层 大采高工作面 破断失稳 应力运移规律
在线阅读 下载PDF
极近距离煤层渐变层间距下伏巷道分区域支护技术研究
9
作者 张钢举 梁冰 《中国煤炭》 北大核心 2025年第4期86-97,共12页
针对极近距离煤层渐变层间距下伏巷道层间顶板厚度较小且波动变化较大的特殊赋存条件,下伏巷道面临着单一支护方案难以适应渐变层间顶板极易破碎、围岩变形量大等难题,以泰山隆安煤矿11下309工作面回风巷的1~7 m渐变层间顶板为研究背景... 针对极近距离煤层渐变层间距下伏巷道层间顶板厚度较小且波动变化较大的特殊赋存条件,下伏巷道面临着单一支护方案难以适应渐变层间顶板极易破碎、围岩变形量大等难题,以泰山隆安煤矿11下309工作面回风巷的1~7 m渐变层间顶板为研究背景,采用理论分析、数值模拟手段对极近距离条件下采空区煤柱底板三维应力分布规律进行研究,对比分析下伏巷道层间顶板厚度变化对巷道围岩变形规律及破坏特征的差异性,揭示极近距离下伏巷道渐变层间顶板厚度变化与巷道围岩破坏的内在联系,提出了极近距离渐变层间距下伏煤层巷道围岩分区域支护控制技术。研究结果表明,基于极近距离采空区的遗留煤柱底板三维应力衰减演化规律,当层间距较小时下伏巷道围岩的垂直应力、水平应力扰动对巷道围岩变形影响严重;通过数值模拟研究不同错距及层间距厚度变化因素对下伏巷道围岩破坏形态及变形规律的差异性,构建了下伏巷道围岩水平应力、垂直应力、变形规律及破坏形态评价指标,对巷道围岩破坏形态进行分类,得出了极近距离渐变层间距下伏巷道围岩破坏变形的临界层间距为3 m;基于巷道顶板厚度变化提出了渐变层间顶板厚度<3 m和>3 m工况条件下的分区域支护设计,结合现场分区域支护效果得出回风巷变形较小,验证了临界层间3 m条件下的分区域方案的可行性。 展开更多
关键词 极近距离煤层 渐变层间距 巷道围岩控制 底板破坏深度 支护技术
在线阅读 下载PDF
渗流-应力耦合下断层带裂隙岩体渗透演化规律
10
作者 赵德康 韩冰 +6 位作者 曾一凡 冯国瑞 席永红 常波峰 李政昊 王鹏威 王立三 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第7期154-165,共12页
【背景】断层构造是煤矿底板突水的重要通道之一,对矿井安全生产构成严重威胁,深入研究渗流–应力耦合下断层带裂隙岩体渗透特性演化规律对煤矿底板断层突水防治具有重要意义。【方法】以山西潞安高河煤矿为工程背景,首先分析断层带裂... 【背景】断层构造是煤矿底板突水的重要通道之一,对矿井安全生产构成严重威胁,深入研究渗流–应力耦合下断层带裂隙岩体渗透特性演化规律对煤矿底板断层突水防治具有重要意义。【方法】以山西潞安高河煤矿为工程背景,首先分析断层带裂隙岩体的微观物理性质及孔裂隙结构特征;然后通过三轴渗流实验研究重复加卸载条件下断层带裂隙岩体渗透性演化规律,建立渗透系数与围压的定量耦合关系;最后以高河煤矿Fw159断层为研究对象,结合力学模型分析,建立断层突水数值模型,分析底板断层带突水通道形成演化规律。【结果和结论】断层带裂隙岩体孔裂隙结构复杂、边缘粗糙、呈不定向发育的微观特征对岩体的渗透性能具有控制作用;渗透系数与围压之间存在负指数关系,渗透压变化对底板破碎带位移及导水通道形成具有显著影响;开采过程中应力扰动先于位移效应发生,且在应力达到峰值后,位移效应逐渐显现,当孔隙水压达到3MPa时,承压水在断层底部聚集,沿断层破碎带向上导升,直至失稳破坏。研究成果阐明了断层带裂隙岩体渗透特性与煤矿底板断层突水之间的内在联系,为煤矿底板突水防治与矿井安全开采提供了理论依据。 展开更多
关键词 底板水害 裂隙岩体 渗流失稳 断层突水 流固耦合 潞安高河煤矿
在线阅读 下载PDF
急倾斜煤层长壁采场底板应力传递路径倾角效应研究
11
作者 朱开鹏 《煤炭工程》 北大核心 2025年第5期107-116,共10页
为探究急倾斜煤层长壁采场底板采动应力传递路径的倾角效应,以新疆2130煤矿急倾斜长壁综采工作面为工程背景,采用物理相似模拟与数值计算相结合的研究方法,在全面厘定并分析底板非对称变形破坏一般规律的基础上,对底板采动应力的传递路... 为探究急倾斜煤层长壁采场底板采动应力传递路径的倾角效应,以新疆2130煤矿急倾斜长壁综采工作面为工程背景,采用物理相似模拟与数值计算相结合的研究方法,在全面厘定并分析底板非对称变形破坏一般规律的基础上,对底板采动应力的传递路径及其倾角效应进行了研究,量化表征了急倾斜煤层底板主应力大小渐变以及方向偏转的演化特征。结果表明:在急倾斜煤层开采过程中,受煤层倾角影响,底板采动应力传递路径呈非对称反拱形态;在应力拱内部,直接底以及工作面倾向中下部区域的基本底处于受拉状态;在应力拱外部,以应力偏转界线为界限,底板主应力向倾向两侧煤体传递。并且,随着煤层倾角的增大,底板应力拱的拱高以及工作面倾向下侧煤体底板的应力集中系数均呈“减—增—减”的演化趋势;底板第一主应力的大小和卸荷系数逐渐降低,最大卸荷位置向工作面倾向下侧煤体迁移;第一主应力向x轴正方向偏转,使得底板破坏深度逐渐减小。受此影响,底板的最大破坏深度位于工作面倾向中下部区域;同时,在采空区矸石的非均衡约束作用下,工作面倾向中上部区域的底板块体结构更易出现失稳滑移,且在持续的采动影响下底板滑移区易向上扩展。基于此,可通过对底板易破坏滑移区域采取“重点关注、区域治理”的防治措施,改善该区域底板的应力环境和结构特征,以期实现对急倾斜煤层长壁采场底板的稳定性控制。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 底板 采动应力 倾角效应
在线阅读 下载PDF
厚煤层分层开采下分层回采巷道合理位置研究
12
作者 苏磊 高龙 郭耀昇 《中国煤炭》 北大核心 2025年第9期83-91,共9页
针对厚煤层顶分层回采后遗留煤柱区下分层巷道合理位置确定问题,采用理论分析、数值模拟相结合的方法,研究了非充分垮落情况下煤柱及采空区底板载荷集度和顶分层回采前后煤柱区应力分布特征,构建了遗留煤柱载荷在底板传播的力学模型与... 针对厚煤层顶分层回采后遗留煤柱区下分层巷道合理位置确定问题,采用理论分析、数值模拟相结合的方法,研究了非充分垮落情况下煤柱及采空区底板载荷集度和顶分层回采前后煤柱区应力分布特征,构建了遗留煤柱载荷在底板传播的力学模型与底板围岩破坏模型,推导了煤柱底板应力解析式及巷道底板破坏深度表达式,为下分层巷道位置合理确定提供了依据。研究结果表明,顶分层工作面开采后,遗留煤柱区底板应力场呈现非均匀分布特征,煤柱正下方出现应力集中区,煤柱边缘出现应力变异区,远离煤柱区域出现应力稳定区;在煤柱上形成高应力集中并向下分层煤体和底板岩层传递,且应力集中程度逐层降低;受顶分层工作面开采影响,煤柱底板区域的煤岩体损伤破坏,力学性质弱化,不利于巷道围岩控制。研究成果在山城煤业下分层30117工作面进行了应用,确定了该工作面回风巷合理位置为顶分层遗留煤柱东侧8 m外区域,取得了良好的围岩控制效果。 展开更多
关键词 分层开采 遗留煤柱 应力分布 底板破坏深度
在线阅读 下载PDF
深埋煤层留底煤开采巷道底鼓显现机理及其防治研究
13
作者 田晓兵 邓辉 +4 位作者 谢福星 史星星 董哲 张怀忠 郑铮 《煤炭工程》 北大核心 2025年第1期60-70,共11页
为探究留设底煤开采工作面内巷道底鼓的发生机理及相应的围岩控制技术,以胡家河煤矿402104轨道平巷为工程背景,通过现场矿压监测、理论计算分析、数值模拟研究和现场工业性试验相结合的方法对其进行了系统的研究,结果表明:留设底煤厚度... 为探究留设底煤开采工作面内巷道底鼓的发生机理及相应的围岩控制技术,以胡家河煤矿402104轨道平巷为工程背景,通过现场矿压监测、理论计算分析、数值模拟研究和现场工业性试验相结合的方法对其进行了系统的研究,结果表明:留设底煤厚度的增加将会导致拱脚位置的水平和垂向偏移量均呈远离巷道的趋势,而留设底煤粘聚力的增加则会导致拱脚位置水平偏移量呈靠近巷道的趋势,垂向偏移量呈远离巷道的趋势;随着拱脚位置逐渐远离巷道,底板内煤岩层发生塑性变形破坏的范围增大,从而导致巷道两帮和底板变形量的增加;通过施打底角斜锚索和锚杆可以控制底煤水平方向运移和其抗剪能力,同时施打底板锚杆或短锚索可以控制底煤垂向方向运移和其强度值。现场工业性试验期间提出了具体的围岩控制方案,围岩整体控制效果较好,整个巷道服务期间其底鼓量最大值不超过0.5 m。 展开更多
关键词 留设底煤 底鼓显现 弹性地基 数值模拟 围岩控制
在线阅读 下载PDF
特厚煤层动压沿空巷道非对称底鼓机理及控制
14
作者 张琪 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期44-53,共10页
针对采掘关系紧张导致多重采动压力影响下特厚煤层沿空巷道底板非对称破坏问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业化试验等手段以5209回风巷道为研究对象对巷道非对称底鼓产生的机理和控制对策开展研究。通过力学分析得出巷... 针对采掘关系紧张导致多重采动压力影响下特厚煤层沿空巷道底板非对称破坏问题,采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业化试验等手段以5209回风巷道为研究对象对巷道非对称底鼓产生的机理和控制对策开展研究。通过力学分析得出巷道掘进期间两侧垂直应力及上工作面回采后侧向垂直应力计算公式,结合工作面回采数值模拟分析阐明了巷道非对称底鼓产生机理,结果表明:掘巷及工作面回采引起的应力叠加使得巷道煤柱侧应力大于实体煤侧,应力的非对称分布造成了巷道底板非对称变形;数值模拟掘巷时巷道底板位移曲线呈对称分布,底板最大位移量为29 mm,上工作面回采时底板变形呈非对称分布,巷道左侧底板距中轴线0.5 m处位移量最大,峰值位移为593 mm,随着上工作面开采巷道塑性区范围逐渐扩大,底板破坏时深度为5.5 m;依据顶帮底协同控制原则提出“起底+锚索支护+混凝土硬化”底鼓联合控制方案,并成功应用于现场实践。 展开更多
关键词 特厚煤层 沿空巷道 底鼓机理 联合支护 围岩控制
在线阅读 下载PDF
特厚煤层底板断层破坏与顶板垮断联动效应的CFDEM模拟研究 被引量:2
15
作者 李浩 唐世斌 +2 位作者 康志勤 杨栋 马立强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2615-2629,共15页
特厚煤层采场空间大、覆岩扰动范围广,顶板垮断产生的强扰动加卸荷载易导致底板断层破坏加剧。通过数值模拟研究特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应机理规律是开展水害防治的基础,关键在于掌握加卸载下岩体渐进破坏与裂隙流耦合特... 特厚煤层采场空间大、覆岩扰动范围广,顶板垮断产生的强扰动加卸荷载易导致底板断层破坏加剧。通过数值模拟研究特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应机理规律是开展水害防治的基础,关键在于掌握加卸载下岩体渐进破坏与裂隙流耦合特征。构建加卸载下拉、剪损伤演化方程,结合有效偏/球应力为基本变量的屈服准则与塑性势函数,得到完整岩块的塑性损伤本构;建立拉/剪、混合型加卸载过程中塑性位移与强度劣化关系,以平方拉剪应力与B-K准则为初始、完全断裂准则,形成非贯通裂隙断裂本构;提出岩块分离、压缩、剪切判据,结合实验数据建立离散块体间挤压、剪切摩擦本构与剪胀方程。基于质量/动量守恒、状态方程,并结合流体体积与浸没边界方法,形成裂隙岩体气−水二相流模拟理论。由此形成CFDEM数值计算程序,并将加卸载下塑性损伤、断裂、挤压/摩擦、流体属性分别赋予实体单元(岩块)、黏聚力单元(非贯通裂隙)、接触对(贯通裂隙)、欧拉单元(水和气)。根据宁武煤田北部矿区工程地质条件,建立特厚煤层底板断层突水与顶板垮断联动效应数值计算模型。结果表明:①CFDEM耦合程序及相应的理论模型可数值实现特厚煤层覆岩及底板断层从(准)连续体到离散体转化,以及地下水在裂隙中运移;②模拟条件下特厚煤层含断层底板的采动裂隙包络线呈w形,最深处超过55 m位于断层及其上盘,最浅处23 m位于断层下盘,而无构造底板处的破坏深度为24~36 m,已导通奥灰含水层;③特厚煤层底板普遍出现二次破坏现象。表现为无构造底板在超前工作面处破坏深度为24.0~29.3 m,但在采空区内普遍增加至31.5~36.0 m;断层及其上盘在超前工作面处裂隙总开度为0.34~0.86 m,但在采空区内迅速增加至3.6 m,形成突水优势通道。④底板断层突水与顶板垮断联动效应的根源在于覆岩高位关键岩层垮断失稳、砌体梁下沉与二次断裂,并导致底板二次破坏,突水风险加剧。 展开更多
关键词 特厚煤层 底板断层突水 顶底板联动效应 CFDEM程序 微震实验
在线阅读 下载PDF
近距离煤层底板应力分布规律及巷道布置研究 被引量:12
16
作者 张杰 孙建平 +5 位作者 何义峰 张一铭 庞海波 武浩昊 张建辰 彭冰 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期11-22,共12页
为探究上煤层遗留煤柱对底板的应力影响及下煤层回采巷道的合理布置,以唐山沟煤矿为研究对象,运用理论分析和数值模拟等方法并综合多种影响因素构建了上煤层遗留煤柱与铰接岩块的协同承载结构模型和底板应力传递计算模型,对上煤层遗留... 为探究上煤层遗留煤柱对底板的应力影响及下煤层回采巷道的合理布置,以唐山沟煤矿为研究对象,运用理论分析和数值模拟等方法并综合多种影响因素构建了上煤层遗留煤柱与铰接岩块的协同承载结构模型和底板应力传递计算模型,对上煤层遗留煤柱下底板应力及影响因素展开研究。结果表明:上煤层遗留煤柱对底板的应力影响以垂直应力为主,影响程度随底板深度的增加而降低;遗留煤柱下底板应力增高区呈椭球形,对底板应力增高区的影响因素展开分析,得到了不同因素对应力增高区范围影响的量化关系,其中煤柱峰值应力对底板应力增高区分布起决定性作用;根据底板应力分布特征并结合理论计算及数值模拟结果,确定唐山沟煤矿8煤遗留煤柱与11^(-1)煤回采巷道合理错距值应为20~25 m。该研究揭示了上煤层遗留煤柱下底板应力传递机理,明确了底板应力增高区的分布及影响因素,并得到了巷道-煤柱合理错距值的确定方法,可为下煤层回采巷道的合理布置提供理论依据。 展开更多
关键词 近距离煤层 遗留煤柱 底板应力 巷道布置
在线阅读 下载PDF
煤层底板含水层区域注浆改造浆液扩散范围现场示踪试验 被引量:3
17
作者 郭艳 桂和荣 +10 位作者 洪荒 陈永青 孙晓宇 胡荣杰 郭祥东 赵群 戴亚男 余浩 李俊 孙亮 高川 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2045-2056,共12页
近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“... 近年来,为解放底板高承压灰岩水上煤炭资源,华北煤田普遍采用地面定向钻技术,对太原组薄层灰岩进行区域性注浆加固改造(习称“底板区域治理”),以全面封堵灰岩岩溶裂隙并阻断垂向导水通道。该技术中,与浆液扩散范围(半径)密切相关的“水平分支孔”孔间距设计问题,一直备受学界和业界的广泛关注。皖北矿区底板区域注浆工程量大,特别是深部资源开采,将有数十亿元的注浆工程,有必要查清浆液扩散范围真实数据。为此,以皖北矿区恒源煤矿为研究基地,依托Ⅱ63采区底板区域治理工程,设计并实施浆液扩散范围示踪试验,在中间的水平分支孔(Z8-7)投放荧光剂(示踪剂),在两侧的水平分支孔(Z8-6、Z8-8)以及交叉分支检测孔(Z8JC)取岩屑样鉴别荧光水泥,以获得浆液扩散范围,进而在浆液扩散影响因素分析基础上,构建恒源煤矿底板区域注浆治理浆液扩散范围计算公式。结果表明:①综合岩屑现场及室内鉴别结果分析,获得恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围为38.3~44.0 m,且水泥分布密集区在水平分支孔浆液扩散范围30 m以内,该区域内注浆效果最佳。②通过现场岩屑快速鉴别与室内岩屑精准鉴别,取得的浆液扩散范围基本一致,证明了荧光示踪浆液扩散范围的有效性。③通过对比分析,认为在计算参数、边界约束等符合实际注浆工况条件下,浆液扩散范围理论计算和数值模拟结果,与现场示踪试验实测结果较为接近。④利用示踪试验过程中的压水试验及注浆参数、钻遇构造及水文地质响应等数据,考虑重力、构造、地下水径流等因素影响,借助SPSS非线性拟合软件,得到恒源煤矿Ⅱ63采区底板区域注浆浆液扩散范围计算公式。⑤基于恒源煤矿受注层实际地质、水文地质条件,利用拟合的浆液扩散范围计算公式得出Ⅱ63采区Z8场地浆液扩散范围为37.8~42.9 m,与浆液扩散范围示踪试验实测结果相近,计算公式可在类似条件下推广应用。本次煤矿底板区域注浆浆液扩散范围现场示踪工程试验,不仅取得了浆液扩散范围的真实数据,而且阐明了浆液扩散与多种地质、水文地质因素之间的内在联系,揭示了超深、超长定向钻注浆浆液扩散机理,构建了浆液扩散范围计算公式,为类似条件下底板区域治理工程水平分支孔孔间距的合理设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 底板区域治理 浆液扩散范围 示踪试验 浆液扩散计算公式 皖北矿区恒源煤矿
在线阅读 下载PDF
煤层采动底板突水物理模拟试验研究进展与展望 被引量:6
18
作者 张平松 欧元超 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期44-56,共13页
【目的】底板突水受特定地质构造、水-岩-应力及采掘扰动等因素叠加作用影响,具有复杂性、隐蔽性、突发性等特点。【方法】物理模拟试验能较好地还原底板岩层与承压水赋存环境、直观展现采动底板裂隙扩展及突水路径演化全过程、实时获... 【目的】底板突水受特定地质构造、水-岩-应力及采掘扰动等因素叠加作用影响,具有复杂性、隐蔽性、突发性等特点。【方法】物理模拟试验能较好地还原底板岩层与承压水赋存环境、直观展现采动底板裂隙扩展及突水路径演化全过程、实时获取灾变各阶段多源数据信息,因而在底板突水研究方面具有独特优势。【结果和结论】对底板突水经典理论、标准规范、模拟试验及工程实践等方面的研究成果进行了回顾,重点梳理了试验加载装置及水压模拟方式、相似材料研制及其特性指标、监测技术及其观测系统设计3个方面的研究进展,其中在模拟水-岩-应力耦合环境下的三维模型底板突水全过程信息捕捉方面有较大突破。面对数智化研究大背景,分析当前底板突水物理模拟试验领域存在的不足,并据此指出未来应重点关注大型三维底板突水综合试验平台研制、基于标准化的多特性相似材料配比数据库建立、多相多场多维耦合监测预警系统构建、人工智能等数智化技术融合应用研究等发展方向。提出的思考有助于从装置、材料、技术等方面提升未来物理模拟试验水平,从而更好支撑煤矿底板水害数智化防治基础研究工作高质量发展。 展开更多
关键词 底板突水 物理模拟 试验装置 相似材料 监测技术 展望
在线阅读 下载PDF
新集矿区深部1煤层底板奥灰岩溶突水危险性评价 被引量:2
19
作者 韩锋 詹润 +3 位作者 孙贵 顾承串 李宏泽 雷震 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第8期1080-1086,共7页
奥灰岩溶裂隙含水层是影响华北型煤矿深部开采的重要水害,在水-岩相互作用下奥灰含水层易导致煤层底板突水。为进一步认识奥灰岩溶突水问题,文章以新集矿区深部1煤层开采为例,利用矿区近些年最新积累的奥灰钻孔资料,选取断层强度指数、... 奥灰岩溶裂隙含水层是影响华北型煤矿深部开采的重要水害,在水-岩相互作用下奥灰含水层易导致煤层底板突水。为进一步认识奥灰岩溶突水问题,文章以新集矿区深部1煤层开采为例,利用矿区近些年最新积累的奥灰钻孔资料,选取断层强度指数、断层交叉点与尖灭点、含水层水压、富水性、隔水层等效厚度、脆塑比7个因素作为奥灰岩溶突水的主控因素,并结合层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)确定各主控因素影响权重。运用地理信息系统(geographic information system,GIS)空间分析功能建立各主控因素专题图,通过对专题栅格图归一化处理,将各主控因素按照权重进行空间复合叠加,最终获得1煤层底板奥灰岩溶突水危险性评价分区结果。将评价结果与突水系数法计算结果对比分析可知,基于GIS的煤层底板突水危险性评价方法更符合矿区实际地质情况,可以为矿区深部煤层开采与水害防治工作提供参考依据。 展开更多
关键词 层次分析法(AHP) 地理信息系统(GIS) 新集矿区 1煤层 底板 奥陶系灰岩 突水
在线阅读 下载PDF
陕西省煤矿典型水灾隐患特征及治理技术 被引量:15
20
作者 董书宁 樊敏 +5 位作者 郭小铭 刘英锋 郭康 姬中奎 李超峰 薛小渊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期902-916,共15页
陕西省煤炭资源丰富,2022年煤炭产量达7.46亿t,是我国主要产煤省份之一。由于全省煤矿区地质及水文地质条件差异明显,煤矿水灾类型多样,随着近年煤炭开采强度的增大,水灾事故时有发生,防治水形势较为严峻。以煤炭赋存条件为基础,系统总... 陕西省煤炭资源丰富,2022年煤炭产量达7.46亿t,是我国主要产煤省份之一。由于全省煤矿区地质及水文地质条件差异明显,煤矿水灾类型多样,随着近年煤炭开采强度的增大,水灾事故时有发生,防治水形势较为严峻。以煤炭赋存条件为基础,系统总结区域水文地质结构特征,界定典型水灾类型及各类水灾影响区域分布,论述典型水灾的形成机理及特征,并提出了相应的防控技术。研究表明:(1)陕西省主要煤炭产区分为陕北、黄陇、渭北三大区,陕北侏罗纪煤田主要有顶板松散沙层水灾隐患、厚层砂岩水灾隐患、溃水溃沙灾害,局部区域分布有烧变岩对煤矿造成水灾隐患;黄陇煤田主要受顶板巨厚砂岩水灾隐患、离层溃水隐患、泥砂溃涌灾害隐患威胁;陕北石炭—二叠纪煤田和渭北煤田,主要受到煤层底板奥陶系灰岩水灾隐患威胁。(2)陕北侏罗系煤田顶板水灾隐患主要为顶板含水层受开采导水裂隙带扰动形成,导水裂隙波及砂岩含水层或松散沙层可形成持续大流量涌水,部分区域充水强度较大,在短时间水量较大超过排水系统能力时造成顶板水灾,在薄基岩区域垮落带直接导通松散沙层时可转变为溃水溃沙灾害,导水裂隙带影响到烧变岩富水区域时可形成瞬时水量大且持续的烧变岩水灾;黄陇煤田顶板巨厚砂岩含水层受采动导水裂隙带波及形成高强度持续涌水并可能形成顶板水灾,当含水层下部隔水层厚度较大时,可能形成离层溃水灾害,当近煤层顶板岩层松软遇水易崩解时可转变为泥砂溃涌灾害;陕北石炭—二叠纪煤田和渭北煤田,煤层开采底板扰动破坏带或断层等构造导通奥陶系灰岩含水层时,会引发极为严重的底板突水灾害,该类灾害具突发性强、瞬时水量大的特征。(3)各区域的顶板水灾隐患治理技术主要包括钻孔疏泄、注浆治理、开采参数控制等,底板水灾隐患治理技术主要包括区域注浆加固及封堵等;烧变岩水灾隐患主要采取帷幕注浆与钻孔探放有机结合的防治技术。 展开更多
关键词 陕西省煤矿 溃水溃沙 烧变岩水灾 离层溃水 泥砂溃涌 底板奥灰水灾
在线阅读 下载PDF
上一页 1 2 22 下一页 到第
使用帮助 返回顶部