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Control mechanism and technique of floor heave with reinforcing solid coal side and floor corner in gob-side coal entry retaining 被引量:6
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作者 Chen Yong Bai Jianbiao +3 位作者 Yan Shuai Xu Ying Wang Xiangyu Ma Shuqi 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI 2012年第6期832-836,共5页
Floor heave is the most common convergence in gob-side entry retaining.The paper analyzes the form,process and characteristics of gob-side entry retaining with the comprehensive methods of theoretical analysis,numeric... Floor heave is the most common convergence in gob-side entry retaining.The paper analyzes the form,process and characteristics of gob-side entry retaining with the comprehensive methods of theoretical analysis,numerical simulation and the field trial.Research results present that bending and folding floor heave is the main factor in the stage of the first panel mining;squeezing and fluidity floor heave plays a great role in the stable stage of gob-side entry retaining;the combination of the former two factors affects mainly the stage of the second mining ahead;abutment pressure is a fundamental contribution to the serious floor heave of gob-side entry retaining,and sides corners of solid coal body are key part in the case of floor heave controlling of gob-side entry retaining.Floor heave of gob-side entry retaining can be significantly controlled by reinforcing sides and corners of solid coal body,and influence rules on the floor heave of gob side entry retaining of sides supporting strength and the bottom bolt orientation in solid coal side are obtained.Research results have been successfully applied in gob-side entry retaining of G20-F23070 face haulage roadway in #2 coal mine of Pingmei Group,and the field observation shows that the proposed technique is an effective way in controlling the floor heave of gob-side entry retaining. 展开更多
关键词 gob-side entry retaining ABUTMENT pressure Forms of FLOOR heave Reinforcing sides of solid COAL SIDE Bolt in a FLOOR CORNER
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深井切顶留巷底鼓机制及其防控
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作者 华心祝 李琛 +3 位作者 刘啸 杨朋 陈登红 祁亚宝 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期955-968,共14页
沿空切顶巷道所处应力环境复杂、留巷服务期长,一次采动及留巷期间底鼓问题突出。以淮南丁集煤矿1462(1)轨顺切顶留巷条件为工程研究背景,建立离散元数值计算模型,分析得到一次采动至留巷稳定阶段底板非对称变形特征及其受力状态。构建... 沿空切顶巷道所处应力环境复杂、留巷服务期长,一次采动及留巷期间底鼓问题突出。以淮南丁集煤矿1462(1)轨顺切顶留巷条件为工程研究背景,建立离散元数值计算模型,分析得到一次采动至留巷稳定阶段底板非对称变形特征及其受力状态。构建一次采动至留巷稳定阶段两端固支二次超静定底板梁力学模型,并引入等效载荷概念求解得到了各分布力作用下底板挠度数学表达式,运用叠加原理推导出切顶留巷底板变形表达式。结合留巷条件,求得该巷道平均底鼓量为0.74 m,最大底鼓量为0.77 m,最大鼓起位置偏向采空区侧,距巷中1.15 m,计算结果与现场实测和数值计算结果较为吻合。依据所求得的底板变形表达式,分析了留巷底鼓影响因素,底鼓量与底板刚度的增加呈负指数减小,底板刚度在5~13 MN·m^(2)之间内变化时,巷道底鼓对其变化较为敏感;与底板载荷、支架载荷、煤帮载荷及应力集中系数λ均呈线性正相关,增长率分别为0.0826、0.0349、0.0272 m/MPa和0.007 m。基于对留巷底板受力变形及其影响因素的分析,提出了“顶底互控、帮角加固、底板强化”的防控对策。工程实践表明,相较于留巷初期底板变形得以有效控制,底鼓降幅明显,所留巷道能够满足复用要求。 展开更多
关键词 底鼓机制 沿空留巷 切顶卸压 底鼓防控
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工作面回撤通道切顶卸压留巷技术与应用
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作者 王浩 李伟 贾浩 《煤炭技术》 2025年第4期72-75,共4页
针对工作面回撤巷道作为沿空留巷的问题,以祁东煤矿7132工作面为工程背景,应用爆破切顶卸压留巷技术来改善围压控制效果。通过现场监测,研究了爆破切顶卸压参数、巷道补强支护参数、巷道挡矸防护参数。工程实践表明:对回撤通道进行切顶... 针对工作面回撤巷道作为沿空留巷的问题,以祁东煤矿7132工作面为工程背景,应用爆破切顶卸压留巷技术来改善围压控制效果。通过现场监测,研究了爆破切顶卸压参数、巷道补强支护参数、巷道挡矸防护参数。工程实践表明:对回撤通道进行切顶卸压、补强支护等措施,大大改善了巷道围岩承压能力,减少了对附近上山、车场的影响,同时还将综采设备回收后即报废封闭的巷道,作为下一个工作面的出煤巷道使用,做到一条巷道重复利用,提高了巷道使用效率。研究成果对切顶卸压留巷技术有一定技术指导意义。 展开更多
关键词 切顶卸压 沿空留巷 回撤巷道 出煤路线
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近距离煤层采空区下沿空留巷顶板结构控制与合理巷旁支护研究
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作者 褚心瑜 崔海峰 +2 位作者 李振安 高海滨 朱凌卓 《中国煤炭》 北大核心 2025年第2期45-58,共14页
为实现近距离煤层采空区安全沿空留巷,解决巷道围岩变形严重难题,以山东新查庄矿业有限责任公司采空区下91006工作面的沿空留巷工程为背景,采用理论分析及现场工业性试验等研究手段,研究了基本顶破断规律与应力演化规律,建立了近距离煤... 为实现近距离煤层采空区安全沿空留巷,解决巷道围岩变形严重难题,以山东新查庄矿业有限责任公司采空区下91006工作面的沿空留巷工程为背景,采用理论分析及现场工业性试验等研究手段,研究了基本顶破断规律与应力演化规律,建立了近距离煤层沿空留巷顶板力学模型,并利用结构力学理论和矿压理论计算分析出基本顶岩层在不同位态下的巷旁支护阻力计算公式,通过对比分析水力压裂断顶卸压前后巷旁支护阻力变化发现水力压裂断顶卸压大大降低了巷旁支承压力,并在91006工作面采用“水力压裂超前断顶卸压+钢管混凝土墩柱高强巷旁支护”组合技术方案开展现场工业性实验,结果显示巷道顶底板变形量稳定,整体留巷成型效果良好。 展开更多
关键词 近距离煤层 沿空留巷 顶板运动规律 断顶卸压 巷旁支护阻力
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智能化综采工作面切顶卸压沿空留巷技术研究
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作者 张丁丁 《能源与节能》 2025年第3期182-184,266,共4页
针对合盛煤矿2104进风顺槽围岩变形量大问题,通过理论研究及模拟实验分析了顶板岩层运移规律及来压步距情况,得到了来压步距长、来压载荷大是造成沿空巷道围岩变形量大的主要因素。同时,提出采用“切顶卸压+补强支护”的方案控制巷道围... 针对合盛煤矿2104进风顺槽围岩变形量大问题,通过理论研究及模拟实验分析了顶板岩层运移规律及来压步距情况,得到了来压步距长、来压载荷大是造成沿空巷道围岩变形量大的主要因素。同时,提出采用“切顶卸压+补强支护”的方案控制巷道围岩变形,现场施工后巷道平均顶板下沉量和两帮移近量分别为51.2、50.7mm,能够保证巷道的安全使用。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 补强支护 来压步距
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复杂地质工作面切顶卸压留巷围岩变形控制
6
作者 张鑫 《能源与节能》 2025年第2期222-224,共3页
为实现复杂地质条件下工作面的安全高效留巷,以7307回风顺槽为研究对象,结合现场条件制定切顶卸压留巷方案并进行工程应用。在7307回风顺槽留巷期间,综合切顶及顶板弱化方式阻断采空区与留巷段顶板应力传递路径,并降低采空区垮落对留巷... 为实现复杂地质条件下工作面的安全高效留巷,以7307回风顺槽为研究对象,结合现场条件制定切顶卸压留巷方案并进行工程应用。在7307回风顺槽留巷期间,综合切顶及顶板弱化方式阻断采空区与留巷段顶板应力传递路径,并降低采空区垮落对留巷的影响;同时采用恒阻锚索补强顶板、单体支柱+U型钢+π型梁临时支护及U型钢+钢筋网进行挡矸支护,并具体给出支护参数。现场应用后,7307回风顺槽留巷期间围岩保持稳定,支护体系未出现失效情况,留巷段变形量较小,可满足本采面及邻近的7309工作面回采需要,表明7307回风顺槽采用的切顶卸压留巷方案效果显著,可满足复杂地质工作面切顶卸压留巷围岩变形控制需要。 展开更多
关键词 切顶卸压 复杂地质 沿空留巷 围岩支护
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新田煤矿1901工作面沿空留巷支护设计
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作者 吴衡 《能源与节能》 2025年第3期282-284,共3页
针对沿空留巷受二次动压影响围岩稳定性差的问题,分析了巷道掘进、回采及留巷阶段的顶板应力变化情况,提出采用“外卸-内支”支护方案,即通过人为爆破切顶卸压将高集中应力向煤岩体深部转移,同时采用超前加强支护、后方混凝土柱支护提... 针对沿空留巷受二次动压影响围岩稳定性差的问题,分析了巷道掘进、回采及留巷阶段的顶板应力变化情况,提出采用“外卸-内支”支护方案,即通过人为爆破切顶卸压将高集中应力向煤岩体深部转移,同时采用超前加强支护、后方混凝土柱支护提高巷道围岩承载能力。支护后1901运输顺槽最大顶底板变形量、最大两帮移近量分别为192、107mm,均在安全范围内,能够保证巷道的安全使用。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 支护 外卸-内支
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切顶卸压沿空留巷技术在厚煤层综采工作面的应用
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作者 段文亮 《陕西煤炭》 2025年第2期115-118,157,共5页
切顶卸压沿空留巷作为一种无煤柱开采工艺,在一定程度上可以提升煤炭资源的回收利用率、提升矿井生产的连续性、增加煤矿企业的经济效益。为解决工作面交替紧张及煤炭资源回采率低等问题,以山西西山煤电股份有限公司马兰矿18505综采工... 切顶卸压沿空留巷作为一种无煤柱开采工艺,在一定程度上可以提升煤炭资源的回收利用率、提升矿井生产的连续性、增加煤矿企业的经济效益。为解决工作面交替紧张及煤炭资源回采率低等问题,以山西西山煤电股份有限公司马兰矿18505综采工作面运输顺槽为研究对象,通过理论计算和工程实践相结合的研究方式,进行了切顶卸压沿空留巷工艺方案的设计及巷道围岩控制措施的相关研究,并提出采用“预裂爆破切顶+恒阻大变形锚索补强支护”的沿空留巷技术方案。根据现场实际监测效果可知,在留巷30天后,巷道围岩的变形基本趋于稳定,顶底板最大变形量为178.26 mm,巷道两帮的最大移近量为85.34 mm,完全符合沿空留巷的实际应用标准,保障了工作面的安全回采。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 预裂爆破切顶 补强支护 围岩变形
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大倾角煤层综采工作面切顶卸压留巷技术研究
9
作者 贺伟伟 《能源与节能》 2025年第3期160-162,共3页
为提高大倾角煤层综采工作面回采巷道留巷效果,以2101综采工作面回风顺槽为研究对象,结合回风顺槽现场情况,针对性设计了切顶卸压留巷技术方案,并进行了工程应用。2101回风顺槽切顶卸压留巷时,通过对顶板、上帮进行补强提高了顶板及巷... 为提高大倾角煤层综采工作面回采巷道留巷效果,以2101综采工作面回风顺槽为研究对象,结合回风顺槽现场情况,针对性设计了切顶卸压留巷技术方案,并进行了工程应用。2101回风顺槽切顶卸压留巷时,通过对顶板、上帮进行补强提高了顶板及巷帮的稳定性。在顶板靠近采面帮进行切顶卸压,降低了采动影响,并为回风顺槽留巷创造了良好的应力环境。通过袋装粉煤灰、U型钢及金属网进行挡矸支护,可避免采空区冒矸石入侵留巷空间。现场应用后,2101回风顺槽留巷段围岩变形量较小,不仅可以满足邻近采面回采需求,而且也取得了较好的经济及安全效益。 展开更多
关键词 大倾角煤层 回采巷道 切顶卸压 沿空留巷
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新景矿深部沿空留巷围岩控制及卸压技术研究
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作者 靳聪 《煤炭与化工》 2025年第1期20-25,113,共7页
新景矿为提高煤炭资源采出率,在3号煤层中开展了沿空留巷无煤柱开采技术研究。为优化新景矿3109工作面3109辅助进风巷区域应力,改善围岩赋存环境,采用水力压裂技术进行超前卸压,并通过优化柔模混凝土施工方案及工艺,采用水平长孔区域压... 新景矿为提高煤炭资源采出率,在3号煤层中开展了沿空留巷无煤柱开采技术研究。为优化新景矿3109工作面3109辅助进风巷区域应力,改善围岩赋存环境,采用水力压裂技术进行超前卸压,并通过优化柔模混凝土施工方案及工艺,采用水平长孔区域压裂技术,减少巷道变形量,保证回采安全,顺利回收煤柱。本研究对3109工作面附近进行巷道围岩地质力学评估,包括巷道围岩结构观测、强度测试及地应力测试与分析,并据此确定了钻孔的合理层位,制定了水平长孔区域压裂方案。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 围岩地质力学
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高地应力综放工作面沿空留巷技术研究
11
作者 武翔 《能源与节能》 2025年第1期140-142,152,共4页
针对高地应力综放工作面回采巷道留巷难度大及围岩变形严重的问题,以11503运输巷为研究对象,提出使用切顶卸压留巷技术,并分析了留巷效果。结合现场留巷情况,主要采用围岩注浆、柔性挡矸支护方式优化留巷段围岩支护效果。工程应用后,11... 针对高地应力综放工作面回采巷道留巷难度大及围岩变形严重的问题,以11503运输巷为研究对象,提出使用切顶卸压留巷技术,并分析了留巷效果。结合现场留巷情况,主要采用围岩注浆、柔性挡矸支护方式优化留巷段围岩支护效果。工程应用后,11503运输巷留巷段围岩变形得到了有效控制,巷道断面可满足后续使用需求,表明现场采用的留巷技术方案及围岩优化技术措施可满足高地应力综放工作面沿空巷道围岩变形的控制需求。 展开更多
关键词 高地应力 综放工作面 切顶卸压 沿空留巷
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千米深井切顶卸压自成巷支护技术及应用 被引量:4
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作者 郭志飚 王程中 +2 位作者 尹松阳 杨东山 张帅 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期58-62,共5页
为了解决深部复杂条件下的切顶卸压自成巷难题,以红阳三矿703工作面运输巷道为研究对象,从恒阻大变形锚索超前支护、切顶巷内支护、切顶巷旁支护三个方面研究了切顶卸压沿空成巷支护技术,并对现场试验巷道顶板受力以及巷道围岩变形量进... 为了解决深部复杂条件下的切顶卸压自成巷难题,以红阳三矿703工作面运输巷道为研究对象,从恒阻大变形锚索超前支护、切顶巷内支护、切顶巷旁支护三个方面研究了切顶卸压沿空成巷支护技术,并对现场试验巷道顶板受力以及巷道围岩变形量进行了监测。结果表明:在超前工作面实施爆破切顶能够极大降低巷道所受应力,成巷区巷道顶板整体下沉量较小,巷中顶板最大下沉量约385 mm,平均下沉量约280 mm,巷中底鼓最大值545 mm,碎石巷帮无明显侧鼓现象,实体煤帮无明显片帮现象,满足安全和使用要求,巷道围岩变形在可控范围内,留巷效果良好。 展开更多
关键词 千米深井 切顶卸压 沿空留巷 恒阻大变形锚索
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沿空留巷密集钻孔切顶机理及关键参数确定方法 被引量:5
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作者 刘少伟 李小鹏 +3 位作者 朱雯清 付孟雄 张定山 彭博 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期23-33,共11页
为实现密集钻孔切顶条件下沿空留巷顶板结构安全稳定,研究正常情况与密集钻孔条件下顶板岩层结构受力状况,基于岩石断裂理论和弹性理论分析回采前后顶板密集钻孔孔间围岩受力分布及其破断过程,明确密集钻孔切顶机理及相邻钻孔的孔间集... 为实现密集钻孔切顶条件下沿空留巷顶板结构安全稳定,研究正常情况与密集钻孔条件下顶板岩层结构受力状况,基于岩石断裂理论和弹性理论分析回采前后顶板密集钻孔孔间围岩受力分布及其破断过程,明确密集钻孔切顶机理及相邻钻孔的孔间集中应力相互作用机制,推导工作面端头弧形三角板结构巷道侧边界密集钻孔孔间围岩的拉剪应力计算公式。在此基础上,分析不同参数对孔间围岩所受拉剪应力的影响作用,提出沿空留巷密集钻孔切顶关键参数确定方法。研究表明:密集钻孔主要通过回采前后钻孔周围应力条件改变来增加钻孔围岩拉剪应力集中程度,引起孔间裂隙扩张联通,形成切缝线破断关键岩层。回采前钻孔主要受水平挤压应力影响,回采后钻孔受力逐渐转变为采空区顶板回转下沉产生的拉剪应力为主,钻孔孔间围岩状态随之由孔间围岩弱化阶段过渡到孔壁裂纹成形阶段,再转变为孔间围岩破断阶段。密集钻孔孔间围岩所受拉剪应力大小主要取决于关键岩层厚度及钻孔孔径与孔间距之比,与钻孔高度及间距成负相关,与角度及直径正相关。据此提出了密集钻孔关键参数确定方法,并根据龙滩矿3124 N工作面坚硬顶板条件设计了密集钻孔切顶留巷方案,确定钻孔长度为8.3 m,角度为15°,钻孔直径为48 mm,间距为500 mm。留巷后巷道顶帮变形可控且整体稳定性较好,由此可证明密集钻孔布置参数较为合理,密集钻孔关键参数确定方法有效可行。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶留巷 密集钻孔 弧形三角板 孔间应力集中
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厚煤层沿空留巷变形漏风机制及多元协同防治技术 被引量:1
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作者 陈亮 程志恒 +6 位作者 王宏冰 罗欣 徐振炜 董艳军 李文臣 王朋 于宏阳 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期114-126,共13页
为解决厚煤层沿空留巷墙体变形机理及采空区漏风流场不清、瓦斯防治效果不佳的问题,以山西沁城煤矿20107工作面为工程背景,采用力学建模、理论分析研究了沿空留巷顶板断裂位置对应力集中及传播路径的控制作用,并指出断裂线位于留巷外侧... 为解决厚煤层沿空留巷墙体变形机理及采空区漏风流场不清、瓦斯防治效果不佳的问题,以山西沁城煤矿20107工作面为工程背景,采用力学建模、理论分析研究了沿空留巷顶板断裂位置对应力集中及传播路径的控制作用,并指出断裂线位于留巷外侧时,可有效转移支撑应力并卸压,并提出了分段压裂切顶关键位置的计算方法。采用单元法实测,从采空区漏风量分布及留巷漏风通道两方面,揭示了沿空留巷采空区漏风流场及瓦斯浓度分布规律,进而提出了沿空留巷采空区瓦斯多元防治技术,即采用定向钻孔分段压裂切顶卸压-强化瓦斯抽采超前协同共治为主,弱化转移顶板来压避免墙体变形产生裂隙漏风的同时提高采空区瓦斯抽采效率;采用硅酸盐复合材料对已有墙体裂隙发育区(顶板交界处、插管外壁周围)进行喷涂堵漏,封堵留巷漏风通道;辅以留巷插管参数优化及控风降压,进一步减小采空区漏风及瓦斯涌出,并通过现场考察验证。研究结果表明:①20107采空区漏风以运输巷进风流正压漏入为主、回风侧以高浓瓦斯漏入沿空留巷为主,工作面倾向0~36 m区段正压漏风量332.84 m^(3)/min,占工作面总体漏入采空区风量(572.15 m^(3)/min)58.17%;留巷走向54~108 m区段留巷漏入风量408.45 m^(3)/min,占采空区总体漏入沿空留巷风量(469.01 m^(3)/min)87.09%;②优化后,裂隙带定向钻孔(压裂孔+抽采孔)平均瓦斯抽采纯量为7.46 m^(3)/min,压裂切顶后留巷墙体变形、裂隙控制大幅改善,沿空留巷平均瓦斯体积分数由原0.59%逐渐降至0.34%,实现工作面高效达产。 展开更多
关键词 沿空留巷 采空区瓦斯 定向钻孔 切顶卸压 喷涂堵漏
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基于力学模型构建的留巷切顶高度确定与围岩控制技术 被引量:2
15
作者 辛亚军 吴春浩 +2 位作者 杨俊鹏 田孟含 祝忍忍 《煤炭工程》 北大核心 2024年第1期119-126,共8页
以顺和煤矿2401运输巷道沿空留巷为工程背景,分析巷道围岩结构特征,基于巷道局部空间结构稳定性,分别构建了沿空留巷未切顶与切顶力学结构模型,并以巷道不同切顶高度进行物理相似模拟试验。结果表明:巷旁采空区切落的矸石增加对关键块... 以顺和煤矿2401运输巷道沿空留巷为工程背景,分析巷道围岩结构特征,基于巷道局部空间结构稳定性,分别构建了沿空留巷未切顶与切顶力学结构模型,并以巷道不同切顶高度进行物理相似模拟试验。结果表明:巷旁采空区切落的矸石增加对关键块的支撑力,同时弱化关键块对直接顶悬壁端部挤压,巷旁支护阻力减少35.78%;随着切顶高度增加,巷道顶板采空区侧端部悬臂由F型缓慢过渡到大I型,同时大保护结构具有向上平移趋势,相比于未切顶1巷,4 cm切顶2巷、8 cm切顶3巷与16 cm切顶4巷叠加应力峰值分别下降9.38%,28.13%,25.00%。结合巷道顶板岩性,最终确定切顶高度为8.2 m,留巷段采用三列单体液压支柱作巷旁支护,长短锚索超前补强,巷道围岩稳定,较好满足使用要求。 展开更多
关键词 沿空留巷 顶板结构 切顶卸压 巷旁支护
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赵官矿切顶卸压沿空留巷爆破参数研究 被引量:3
16
作者 郭东明 郭供应 +1 位作者 张新天 颜浩 《煤炭技术》 CAS 2024年第2期176-178,共3页
以赵官矿2707W工作面为工程背景,对切顶卸压沿空留巷爆破参数进行研究。结合现场工程地质条件,选用双向聚能拉伸爆破技术对试验段顶板进行预裂。综合运用理论分析计算、现场爆破试验等手段,得到了合理的爆破参数:爆破钻孔深度8.0 m,切... 以赵官矿2707W工作面为工程背景,对切顶卸压沿空留巷爆破参数进行研究。结合现场工程地质条件,选用双向聚能拉伸爆破技术对试验段顶板进行预裂。综合运用理论分析计算、现场爆破试验等手段,得到了合理的爆破参数:爆破钻孔深度8.0 m,切顶角度10°,炮孔间距600 mm,装药结构为5+4+3。通过现场钻孔窥视和矿压监测等手段验证了切顶爆破效果良好,在丰富切顶卸压沿空留巷爆破技术理论的同时,也为类似工况提供一定的工程借鉴意义。 展开更多
关键词 切顶卸压 沿空留巷 聚能爆破 现场试验
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蹬空开采条件下雨汪煤矿的110工法相似模拟研究
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作者 陶志刚 熊弋文 +2 位作者 李勇 刘安堃 林伟军 《煤炭技术》 CAS 2024年第11期39-44,共6页
以雨汪煤矿1010201工作面为研究背景,开展蹬空开采110工法相似模拟试验研究,利用应变监测系统和MatchID散斑非接触测量系统,从应力场和位移场2个方向监测不同阶段上覆岩体和巷道围岩的变形特征,探究上覆岩体裂隙带运动规律。研究结果表... 以雨汪煤矿1010201工作面为研究背景,开展蹬空开采110工法相似模拟试验研究,利用应变监测系统和MatchID散斑非接触测量系统,从应力场和位移场2个方向监测不同阶段上覆岩体和巷道围岩的变形特征,探究上覆岩体裂隙带运动规律。研究结果表明,推进40 cm时,非切缝侧直接顶出现部分垮落;推进80 cm时,直接顶完全垮落;推进100 cm时,基本顶大面积垮落,工作面被完全填充,上覆岩体变形趋于稳定。垂直位移监测云图表明,顶板最大垂直位移为34 mm,底板最大垂直位移为16 mm。说明切顶卸压技术和NPR锚索支护补偿力学理论对超载条件下的蹬空开采仍然具有良好的适用性,通过垮落岩体的碎胀效应对工作面充填支撑,使得基本顶范围内岩体和巷道围岩变形得到了良好的控制,一定程度地减小了地表沉降,并且沿空留巷效果显著,为实际工程施工提供了科学依据和理论指导。 展开更多
关键词 切顶卸压 相似模拟 裂隙带 NPR锚索 沿空留巷
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深埋矿井沿空留巷切顶卸压底板变形控制 被引量:4
18
作者 孙靖康 涂敏 +3 位作者 赵庆冲 党嘉鑫 张欣 李亚勉 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第7期165-172,共8页
目前有关巷道底鼓的研究与实践主要探讨巷道底板的变形机理及控制技术,对沿空留巷切顶卸压前后底板力学分析不全面。针对该问题,基于煤体分区破坏特征构建了切顶前后巷道围岩和底板力学模型,分析实体煤、巷旁支护及采空区对底板的作用,... 目前有关巷道底鼓的研究与实践主要探讨巷道底板的变形机理及控制技术,对沿空留巷切顶卸压前后底板力学分析不全面。针对该问题,基于煤体分区破坏特征构建了切顶前后巷道围岩和底板力学模型,分析实体煤、巷旁支护及采空区对底板的作用,获得切顶前后巷道底鼓解析解,得出巷旁煤帮弹塑性区、巷道支护体及顶板下沉区底板所受载荷共同影响巷道底鼓量大小。采用数值模拟验证切顶卸压前后沿空留巷围岩破坏特征、应力分布及底鼓量变化,结果表明:切顶卸压技术可有效缩小巷道实体煤侧面及顶部的破坏区域,维持巷道围岩结构稳定;巷道底板最大应力、巷旁支护阻力、巷道底鼓量均下降,平均降幅分别为25.78%,56.14%,54.07%。现场应用结果表明,厚硬顶板沿空留巷底鼓量由709.3451 mm降至320.9658 mm,切顶卸压技术可以优化巷道围岩应力结构,抑制巷道底鼓,有效改善底板破坏情况。 展开更多
关键词 底板变形控制 沿空留巷 切顶卸压 力学分析 围岩破坏特征 应力分布 底鼓
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倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究 被引量:10
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作者 史卫平 李照迎 +3 位作者 柳昌涛 吕艳伟 张浩然 杨涛 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期11-24,共14页
为解决回采巷道倾斜厚硬顶板应力集中问题,降低顶板覆岩突然垮落的冲击扰动风险及提高倾斜厚硬顶板切顶留巷围岩控制效果,以长城六矿1301N运输巷切顶留巷为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法开展倾斜煤层厚硬顶... 为解决回采巷道倾斜厚硬顶板应力集中问题,降低顶板覆岩突然垮落的冲击扰动风险及提高倾斜厚硬顶板切顶留巷围岩控制效果,以长城六矿1301N运输巷切顶留巷为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法开展倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究。首先,基于岩石碎胀系数、砌体梁理论及现场地质资料,推导计算了1301N运输巷切顶高度和切顶角度的理论最小值。其次,为进一步验证并优化理论推导结果,利用PFC^(2D)数值软件建立了1301N工作面切顶留巷模型,采用控制变量法分析了不同切顶高度和切顶角度下留巷顶板应力、位移及组构张量响应特征。分析结果表明:切顶高度与卸压效果之间存在底数大于1的对数增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果逐渐增强但其增长幅度逐渐减小;切顶角度与卸压效果之间存在“S”型增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果先增强后减弱。卸压参数与卸压效果之间的变化规律揭示了切顶高度选择存在最适值,切顶角度选择存在最优解。综合理论分析、经济收益及数值模拟结果,确定长城六矿1301N运输巷倾斜厚硬顶板切顶留巷过程中最适切顶高度为13 m,最优切顶角度为10°。现场监测获得该切顶参数下围岩控制效果较好,留巷围岩变形量较小,可有效满足下一工作面开采需求,验证了优化切顶参数的有效性,为类似地质条件切顶留巷参数的选取提供理论依据和实践参考。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 倾斜煤层 厚硬顶板 切顶高度 切顶角度
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切顶沿空留巷卸压机理及支护技术研究 被引量:8
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作者 孙利辉 纪权财 +5 位作者 王中海 张海洋 王宗泽 何勇 范宇 杨江华 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期105-113,共9页
云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比... 云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比了沿空留巷在厚硬直接顶条件下切顶与不切顶时围岩变形及应力、塑性区的分布规律,结果表明:切顶后采空区顶板更容易垮落,留巷顶板稳定时下沉量仅为同期不切顶时的28.2%,切顶后留巷侧顶板垂直应力变小、水平应力增大且围岩塑性区向顶底板深部转移,揭示了预裂切顶卸压的机理为阻断工作面动压的传递以及诱导采空区顶板提前冒落接顶承压,水平应力增大的原因为切缝两侧形成的长、短“悬臂梁”变形的结果。提出了针对厚硬直接顶切顶留巷的顶板控制理念为集中支护切缝端、适当让压和形成“组合悬臂梁”,采用了“长、短锚索+单体液压支柱+可缩性U钢梁”的综合支护技术及挂网喷浆的密闭措施。现场工业性试验效果良好,切顶后留巷顶板锚索受力峰值在350 kN左右,围岩稳定后巷道规格满足二次复用的条件。 展开更多
关键词 沿空留巷 预切顶 厚硬直接顶 卸压机理 长“悬臂梁”
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