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8.8m超大采高综采工作面安全防护对策 被引量:4
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作者 姚海 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期180-184,共5页
上湾煤矿12401综采工作面因采高大(8.8 m)、设备尺寸大,在日常生产、检修过程中存在片帮、漏顶伤人及高空作业坠落伤人风险,如不采取有效可靠的防护技术与手段,将严重威胁工作面的安全开采。通过对超大采高工作面日常生产及检修工作的... 上湾煤矿12401综采工作面因采高大(8.8 m)、设备尺寸大,在日常生产、检修过程中存在片帮、漏顶伤人及高空作业坠落伤人风险,如不采取有效可靠的防护技术与手段,将严重威胁工作面的安全开采。通过对超大采高工作面日常生产及检修工作的危险源辨识,分析了存在的安全风险,制定了针对性的防护对策,研发了有效的防护装置及设备,实现了超大采高工作面的安全生产。 展开更多
关键词 超大 综采工作面 片帮
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8.8 m超大采高综采工作面设备回撤工艺应用研究 被引量:5
2
作者 郝玉兵 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期50-60,共11页
超大采高工作面的设备体积大、重量大,工作面回撤难度加大。上湾煤矿12401综采工作面为8.8 m超大采高智能工作面,其工作面的快速回撤是亟待解决的问题。为保证12401综采工作面8.8 m超大采高智能工作面设备安全高效回撤,降低对生产接续... 超大采高工作面的设备体积大、重量大,工作面回撤难度加大。上湾煤矿12401综采工作面为8.8 m超大采高智能工作面,其工作面的快速回撤是亟待解决的问题。为保证12401综采工作面8.8 m超大采高智能工作面设备安全高效回撤,降低对生产接续的影响,开展超大采高工作面设备智能化安全快速回撤工艺实践,针对上湾煤矿12401综采工作面为8.8 m超大采高智能工作面的设备配置,提出了超大采高综采工作面液压支架、采煤机、液压支架等大型设备回撤方案及工序安排,提出了回撤空间顶板“锚杆+网片+锚索+钢带+隐形托盘”联合支护技术。实践表明:上湾煤矿12401综采工作面8.8 m超大采高智能工作面设备安全高效回撤仅用时15 d,提高了安全系数和回撤效率,工艺应用效果较好,为8.8 m智能超大采高综采工作面的安全高效回撤提供理论依据和技术借鉴。 展开更多
关键词 超大 综采工作面 回撤工艺
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8.8m超大采高综采工作面设备安装干涉性分析 被引量:6
3
作者 王军 崔石磊 曹建云 《煤炭工程》 北大核心 2020年第6期33-37,共5页
为了保证上湾煤矿12401超大采高综采工作面设备顺利入井及综采工作面安装后正常运行,通过结合巷道及设备尺寸进行动态干涉分析,保证最大尺寸的综采设备在巷道拐弯处等关键区域正常通过;将所有综采设备按实际尺寸布置在工作面中,进行平... 为了保证上湾煤矿12401超大采高综采工作面设备顺利入井及综采工作面安装后正常运行,通过结合巷道及设备尺寸进行动态干涉分析,保证最大尺寸的综采设备在巷道拐弯处等关键区域正常通过;将所有综采设备按实际尺寸布置在工作面中,进行平、剖面对比分析,保证综采工作面机头、机尾等特殊区域的通过性。在综采工作面投产前,对综采设备的运输、运行进行图纸预分析,有力保障了我国首个8.8m超大采高综采工作面的顺利安装和投产。 展开更多
关键词 8.8m超大 综采工作面安装 通过性分析 运行干涉分析
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8.8m超大采高综采工作面末采贯通关键技术应用研究 被引量:10
4
作者 贾士耀 《煤炭工程》 北大核心 2021年第12期60-66,共7页
为保证8.8m超大采高综采工作面安全高效贯通,对比分析了8.8m超大采高综采工作面末采贯通阶段在顶板管理、矿压控制、末采挂网等方面的主要风险及面临的技术难题,提出了以采用增压泵设备、水力压裂技术、等压开采及提高回撤通道支护强度... 为保证8.8m超大采高综采工作面安全高效贯通,对比分析了8.8m超大采高综采工作面末采贯通阶段在顶板管理、矿压控制、末采挂网等方面的主要风险及面临的技术难题,提出了以采用增压泵设备、水力压裂技术、等压开采及提高回撤通道支护强度为主的顶板综合管理技术措施。通过技术应用,工作面液压支架初撑力提升至30MPa,两端头顶板动载系数显著降低,工作面滞后小周期来压4m贯通,贯通后采场与主回撤通道围岩有效预防了8.8m超大采高综采工作面顶板事故的发生,实现了工作面的安全生产,可以为浅埋深特厚煤层综采末采贯通提供借鉴。 展开更多
关键词 8.8m超大 贯通 水力压裂 等压技术 支护强度
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8.8 m超大采高综采工作面支架选型应用及顶板管理研究 被引量:8
5
作者 冀宏波 李玉福 《中国煤炭》 2020年第7期92-96,共5页
针对8.8 m超大采高综采工作面开采强度高、顶板活动剧烈、管理难度大的问题,基于上湾煤矿12402综采工作面的顶板管理技术,对工作面矿压规律进行预测、对工作面支架的选型以及现场顶板安全管理体系进行了阐述分析。结果表明,采用类比法... 针对8.8 m超大采高综采工作面开采强度高、顶板活动剧烈、管理难度大的问题,基于上湾煤矿12402综采工作面的顶板管理技术,对工作面矿压规律进行预测、对工作面支架的选型以及现场顶板安全管理体系进行了阐述分析。结果表明,采用类比法预测工作面回采矿压参数和规律能够满足超大采高工作面应用所需;强制放顶、擦顶移架法、超前拉架法等常规工艺在8.8 m超大采高情况下仍然有效,施工中形成的顶板安全管理体系保障了超大采高工作面的安全高效生产。 展开更多
关键词 8.8 m超大工作面 综采工作面 顶板管理 顶板安全 矿压规律预测
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8.8 m超大采高综采工作面防灭火技术研究与应用 被引量:7
6
作者 杜涛 《中国煤炭》 2020年第11期63-67,共5页
针对8.8 m超大采高综采工作面煤层易自燃、防灭火管理难度大的问题,基于上湾煤矿12401综采工作面的防灭火技术应用,对通风系统优化、堵漏、浮煤管理、注浆注氮等防灭火技术措施以及采空区气体监测、光纤测温和红外热成像等监测手段的综... 针对8.8 m超大采高综采工作面煤层易自燃、防灭火管理难度大的问题,基于上湾煤矿12401综采工作面的防灭火技术应用,对通风系统优化、堵漏、浮煤管理、注浆注氮等防灭火技术措施以及采空区气体监测、光纤测温和红外热成像等监测手段的综合应用进行了阐述分析。结果表明,相关的监测手段能够为防灭火技术措施的实施提供有效指导,注浆、注氮等技术措施的应用能够有效降低工作面隅角CO浓度和采空区氧化带宽度,形成的技术工艺、管理体系满足了超大采高工作面的防灭火要求,为超大采高综采技术的推广应用提供了安全保障。 展开更多
关键词 8.8 m超大 综采工作面 自燃防治 CO防治 防灭火技术
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8.8 m超大采高综采工作面顶板水害动态监测技术研究 被引量:6
7
作者 杨茂林 《中国煤炭》 2020年第8期63-71,共9页
针对上湾煤矿8.8 m超大采高综采工作面回采过程中顶板可能存在的水害隐患,采用视电阻率监测系统对工作面回采至石灰沟段顶板裂隙导通上覆含水层的情况进行了分段动态监测,结合地面水文观测孔及工作面涌水量对监测结果进行验证,并划分顶... 针对上湾煤矿8.8 m超大采高综采工作面回采过程中顶板可能存在的水害隐患,采用视电阻率监测系统对工作面回采至石灰沟段顶板裂隙导通上覆含水层的情况进行了分段动态监测,结合地面水文观测孔及工作面涌水量对监测结果进行验证,并划分顶板水害预警级别。结果显示:在采空区内有明显的高阻异常发育,分析为煤层采空后顶板冒落导致上覆岩体裂隙增大所致。随着工作面的推进,在距离切眼1576~1766 m、1842~2260 m范围内存在低阻异常区,分析认为导水裂隙带导通了上覆含水层;通过查看井下采空区涌水和地面水文孔观测数据,验证了视电阻率监测结果。根据视电阻率监测情况对12401工作面顶板水害预警级别进行了评估,该工作面水害风险预警级别为二级预警,水害风险一般。 展开更多
关键词 8.8 m超大 顶板水害 动态监测 视电阻率 预警级别 涌水量
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8.8m超大采高综采工作面防漏矸装置研究与应用
8
作者 王瑜 《煤炭工程》 北大核心 2022年第S01期91-94,共4页
针对超大采高综采工作面在作业中可能存在的架间漏矸伤人、煤尘扬散等问题,研究了一种防漏矸装置,分别从防护位置确定、防护方式设计、制造材料选择、安装尺寸分析等方面对防漏矸装置进行设计与加工制作,并在上湾煤矿12401工作面现场应... 针对超大采高综采工作面在作业中可能存在的架间漏矸伤人、煤尘扬散等问题,研究了一种防漏矸装置,分别从防护位置确定、防护方式设计、制造材料选择、安装尺寸分析等方面对防漏矸装置进行设计与加工制作,并在上湾煤矿12401工作面现场应用,应用结果表明,在不影响支架正常使用的情况下,实现了导矸降尘,为员工创造了更加安全健康的作业环境。 展开更多
关键词 超大 综采工作面 防漏矸 降尘
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浅埋薄基岩8m超大采高工作面矿压显现与开采沉陷规律协同分析
9
作者 任建喜 孙成伟 +1 位作者 张金贵 胡俭 《煤炭工程》 北大核心 2025年第7期127-135,共9页
为研究8m超大采高工作面回采诱发的矿压显现与地表沉降规律,在陕煤集团张家峁煤矿2203工作面井下工作面布置了应力监测系统和在地表布置了GNSS自动观测站的研究手段,对该工作面回采期间的矿压显现规律及地表沉降特征进行了协同分析。结... 为研究8m超大采高工作面回采诱发的矿压显现与地表沉降规律,在陕煤集团张家峁煤矿2203工作面井下工作面布置了应力监测系统和在地表布置了GNSS自动观测站的研究手段,对该工作面回采期间的矿压显现规律及地表沉降特征进行了协同分析。结果表明:8m超大采高2203工作面的矿压显现来压区域性明显,表现为工作面倾向支架工作阻力呈“中间大两端小”分布。较普通采高相比,超大采高工作面由于开采空间大,顶板承载的重量增加,导致工作面支架承受的压力更大,矿压显现更剧烈;超大采高工作面的来压周期通常较长,周期性来压的强度较高,呈大小周期交替的规律;超大采高在来压时,支架增阻急剧上升,且增阻幅度较大。8m超大采高2203工作面地表沉降活跃期较短,期间下沉速度较大,地表沉降剧烈,但衰退期较长;工作面回采所诱发的地表沉降的影响范围较大、但显著沉降区域较小、沉降所形成的盆地呈“倒立草帽”状;地表裂缝发育明显,裂缝宽度较大,主要发生在工作面采空区中部,呈非闭合环状分布,整个工作面地表破坏严重,形成了明显的台阶状裂缝;与普通采高工作面相比超大采高工作面回采引起的地表沉降量与沉降范围更大,下沉速度更快,持续时间更长。8m超大采高2203工作面地表发生沉降前1~5d内工作面会来压,由此看出矿压显现对地表沉降有预警作用,之后随着周期来压的不断显现,地表沉降经历缓慢沉降、快速沉降阶段和沉降稳定三个阶段,快速沉降阶段较缓慢沉降和沉降稳定阶段的井下矿压显现更加频繁且剧烈,来压次数增多,来压步距减小,来压持续时间增大,工作面推进速度越快,地表的下沉速度越大。 展开更多
关键词 浅埋煤层 8m超大 地表沉降 矿压显现 矿压实测
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曹家滩煤矿10 m超大采高工作面采场围岩控制技术 被引量:1
10
作者 王锐 徐刚 +11 位作者 康红普 张震 雷亚军 冯彦军 马英 黄志增 刘前进 刘晓刚 蔺星宇 马镕山 赵振 李正杰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1935-1950,共16页
曹家滩煤矿10 m超大采高开采一次开采高度及开采强度为世界首创,采场围岩的有效控制为工作面能否安全高效开采的关键。在分析煤层赋存条件及已采工作面矿压显现特征的基础上,结合工作面超大开采空间、超高煤壁的特点,明确了10 m超大采... 曹家滩煤矿10 m超大采高开采一次开采高度及开采强度为世界首创,采场围岩的有效控制为工作面能否安全高效开采的关键。在分析煤层赋存条件及已采工作面矿压显现特征的基础上,结合工作面超大开采空间、超高煤壁的特点,明确了10 m超大采高开采围岩控制难点,建立了超大采高采场“叠合拱-梁”结构模型,提出了“主动支撑防护+区域卸压弱化+全方位监测预警”三位一体围岩控制策略,验证了10 m超大采高开采围岩控制效果。研究表明:多层厚硬顶板的赋存特征致使工作面矿压显现异常强烈,初采期间大面积悬顶,正常开采期间长悬顶顶板煤壁前方断裂及架后弯曲下沉造成工作面强动载来压明显。超大采高采场“叠合拱-梁”结构力学模型计算结果及已采工作面矿压数据表明,超大采高开采所需支架支护强度将达到2 MPa以上,现有支护装备难以有效实现工作面围岩控制,降低来压步距、弱化来压动载、防止煤壁片帮及防止工作面压架是10 m超大采高采场围岩控制的关键;液压支架“双层伸缩梁+三级护帮”结构实现了对架前空顶及超高煤壁防护的独立运行,解决了原有分体式护帮煤壁防护不全面的问题,高初撑力高工作阻力液压支架明显降低了工作面煤壁片帮冒顶概率,有效缓解了来压期间顶板下沉量;井下深孔5.0 m^(3)/min大流量定向压裂弱化技术实现了多层厚硬顶板弱化,有效降低了工作面来压强度,控制了来压期间煤壁片帮量及顶板大幅度下沉,防止工作面压架;全方位监测预警有效保障了工作面开采期间支架支撑效率,实现了顶板破断的实时跟踪及强矿压的实时分析;超大采高工作面初采期间大面积悬顶及小型飓风问题得以解决,初次来压步距为49.35 m,来压持续距离为5.75 m,支架立柱安全阀开启比例为24.81%,周期来压期间矿压显现程度得到了明显缓解,液压支架立柱平均下缩量均值由0.48 m降至0.32 m,降幅达33.3%,最大下缩量由1.88 m降至1.44 m,降幅达23.4%,工作面周期来压平均动载系数大于1.5的占比由39.6%降至14%,工作面正常生产期间煤壁片帮处于可控范围内,煤壁片帮量集中于0.2~0.5 m。该研究成果对超大采高开采围岩控制具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 10 m超大 矿压显现 水力压裂 围岩控制 灾害防治
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厚硬顶板10 m超大采高工作面煤壁片帮特征及影响因素
11
作者 马镕山 徐刚 +3 位作者 任建超 张震 刘前进 蔺星宇 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期191-205,共15页
针对超大采高工作面易发生煤壁片帮的问题,以曹家滩煤矿122104超大采高工作面为背景,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同顶板压力条件下超大采高工作面煤壁塑性区、应力及位移分布特征,建立了煤壁片帮力学模型,确... 针对超大采高工作面易发生煤壁片帮的问题,以曹家滩煤矿122104超大采高工作面为背景,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同顶板压力条件下超大采高工作面煤壁塑性区、应力及位移分布特征,建立了煤壁片帮力学模型,确定了煤壁挠度最大点位置,揭示了顶板压力变化对煤壁稳定性作用机理。研究结果表明:煤壁破坏以拉裂为主,且多发生在中部或中上部区域,其形态通常呈现为半月状内凹或台阶状,煤壁平均片帮深度为0.41 m,最大片帮深度平均为1.53 m,片帮层位主要出现在底板上方4.4~8.0 m高度范围内,煤壁片帮程度与顶板压力成直接相关性,周期来压期间片帮加剧。初次来压后形成悬臂梁及组合悬臂梁结构,随着工作面的推进,顶板垮落和煤壁破坏加重,超前支承压力峰值及应力集中系数显著上升,工作面煤壁片帮与矿压显现成正相关关系。数值模拟结果显示,随着开采深度的增加,顶板压力增大,煤壁稳定性降低。不同埋深下的煤壁压力对煤壁挠度表现出非对称特性,煤壁挠度随埋深的增加而增大,煤壁最大挠度位置随埋深的增加而沿煤壁逐步上移,最大变形区域在0.59~0.94倍采高处。 展开更多
关键词 超大工作面 煤壁片帮 顶板压力 煤壁力学模型 数值模拟
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10 m超大采高工作面煤壁片帮“支-卸”协同防控原理
12
作者 刘江斌 黄志增 +5 位作者 刘前进 张震 韩存地 蔺星宇 马镕山 赵振 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1965-1978,共14页
煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提... 煤壁片帮是制约10 m超大采高工作面安全生产的主要因素之一,针对10 m超大采高工作面片帮机制不清、围岩控制难度大的问题,实测统计分析超大采高工作面煤壁片帮特征,研究水平应力卸荷对脆性煤体超高煤壁破坏失稳的影响规律和作用机制,提出了超大采高工作面围岩“支-卸”协同防控原理。结果表明:10 m超大采高工作面煤壁片帮形态以“半月”状和“斜台”状为主,工作面周期来压强矿压显现加剧了煤壁的片帮;煤壁片帮是采动应力作用的结果,煤壁前方煤体塑性损伤破坏主要发生在超前支承压力的峰后卸荷阶段,在该阶段,煤体水平应力和侧压系数呈梯度衰减变化,由于煤壁中部受顶底板夹持作用弱,水平应力衰减程度最大,且随着采高的增大,煤壁前方水平应力卸荷程度显著增强;水平应力卸荷导致的围压降低是脆性裂隙煤岩体超高煤壁破坏失稳的主控因素,煤壁破坏优先朝向水平应力卸荷程度最大和侧压系数最小的方向发展,据此得出了煤壁微裂隙群贯通轨迹,解释了煤壁“半月”状和“斜台”状片帮的机制。可通过减小作用在煤壁上的顶板载荷和增大煤壁水平支护力2方面来减轻超大采高工作面煤壁损伤破坏,形成了“高强度支护-大流量压裂卸压”协同控制技术,10 m超大采高工作面强矿压显现和煤壁片帮问题得到有效管控。 展开更多
关键词 10 m超大 煤壁片帮 水平应力卸荷 脆性煤体 “支-卸”协同控制
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10 m超大采高工作面过超高断面空巷技术研究
13
作者 刘茂福 刘晓刚 +3 位作者 白荣财 肖琦 刘前进 马镕山 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期63-75,共13页
针对以陕西榆林地区为代表的煤气共采区特厚煤层工作面过超高空巷问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对空巷合理支护强度及过空巷期间的围岩变形规律展开了分析研究。研究结果表明,当采用“煤矸充填+混凝土立柱”联合支护... 针对以陕西榆林地区为代表的煤气共采区特厚煤层工作面过超高空巷问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测的手段分别对空巷合理支护强度及过空巷期间的围岩变形规律展开了分析研究。研究结果表明,当采用“煤矸充填+混凝土立柱”联合支护时,10 m超大采高工作面过7.5 m超高空巷的支护强度应不小于2.1 MPa;受采动影响下,空巷围岩在超前工作面60 m处开始加速变形,采动强度随着工作面距离的缩短而增大;空巷顶板在合理支护载荷作用下,顶板变形量远小于两帮,垂向顶板稳定性较好。在现场工程实践中,结合工作面来压规律对不同区段空巷的充填必要性进行了等级划分,确定了空巷合理充填范围,并根据理论计算结果确定了“混凝土立柱”支护具体施工参数。结果表明,在工作面过空巷期间内,巷道及工作面架前顶板范围内围岩基本完好,工作面未出现局部冒顶及大面积来压情况,过空巷期间的顶板围岩控制取得了理想的效果。 展开更多
关键词 榆神矿区 10 m超大 空巷 充填支护
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上湾煤矿超大采高综采工作面关键技术
14
作者 李杰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第S1期9-12,共4页
以上湾煤矿12401工作面8.8 m超大采高综采为研究对象,系统阐述了工作面设计优化与智能控制关键技术。通过盘区布置优化、通风系统科学配置及巷道掘进工艺创新,解决了大型综采设备运输、超大断面超长距离单巷掘进的通风与支护问题,为大... 以上湾煤矿12401工作面8.8 m超大采高综采为研究对象,系统阐述了工作面设计优化与智能控制关键技术。通过盘区布置优化、通风系统科学配置及巷道掘进工艺创新,解决了大型综采设备运输、超大断面超长距离单巷掘进的通风与支护问题,为大型综采设备的高效运行创造了有利条件;通过系统论证与设备选型优化,形成了包含采煤机、液压支架、刮板输送机等在内的成套综采装备体系;构建了设备在线监测与故障预警平台,为煤矿机电设备正常工作提供了保证。 展开更多
关键词 超大综采 特厚煤层 大型综采设备 工作面设计优化 设备配套
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超大采高工作面煤壁稳定性分析及片帮预测研究
15
作者 任怀伟 刘凯 +4 位作者 李建 赵叔吉 韩存地 王龙 李济洋 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1-11,共11页
目的为了解决超大采高工作面煤壁片帮难题,方法通过理论分析与现场实测研究煤壁片帮机理,采用数值模拟对不同采高条件下煤壁的破坏过程进行模拟,探讨采高和顶板压力与煤壁片帮之间的关系,并基于现场数据,利用机器学习方法进行片帮预测,... 目的为了解决超大采高工作面煤壁片帮难题,方法通过理论分析与现场实测研究煤壁片帮机理,采用数值模拟对不同采高条件下煤壁的破坏过程进行模拟,探讨采高和顶板压力与煤壁片帮之间的关系,并基于现场数据,利用机器学习方法进行片帮预测,比较并选择最优的预测模型。结果研究发现,超大采高工作面煤壁片帮主要发生在煤壁的中上部,随着采高和支承压力的增加,片帮破坏程度呈加剧趋势。分析得到片帮稳定性系数计算公式,发现稳定性系数随顶板压力和采高的增加而增大。数值模拟结果表明,当采高从6 m增至10 m时,煤壁破碎程度和片帮深度显著增加,且片帮深度在顶板来压时达到峰值。数据分析结果表明,煤壁片帮是煤壁、液压支架和顶板相互作用的结果,合理的支护高度和良好的液压支架支撑力是降低片帮风险的关键。最后,采用机器学习方法对煤壁片帮进行预测,比较多种常见的机器学习算法,发现KNN方法的预测准确率最高,达77.46%。然而,现有机器学习方法在片帮预测上的准确性仍需进一步提高。结论研究结果揭示了超大采高工作面煤壁片帮的发生机理,提出了片帮预测的新思路,即随着采高和顶板压力增加,煤壁片帮风险加大,采用机器学习方法可以有效预测片帮发生的可能性,这为超大采高工作面煤矿安全生产提供了理论支持和技术保障。 展开更多
关键词 超大工作面 煤壁片帮 稳定性分析 机器学习 片帮预测
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超大采高工作面厚硬顶板压裂卸压技术研究及应用
16
作者 雷亚军 冯彦军 +9 位作者 康红普 赵福堂 尚晓光 王锐 王鹏 张震 任建超 赵凯凯 郑仰发 刘晓刚 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1907-1934,共28页
针对超大采高厚硬顶板综采工作面面临的超大开采空间、强矿压显现及超高煤壁稳定性控制等难题,以世界首个10 m超大采高综采工作面——曹家滩煤矿122104工作面为研究背景,系统开展了厚硬顶板压裂卸压机制、真三轴水力压裂裂缝重构试验、... 针对超大采高厚硬顶板综采工作面面临的超大开采空间、强矿压显现及超高煤壁稳定性控制等难题,以世界首个10 m超大采高综采工作面——曹家滩煤矿122104工作面为研究背景,系统开展了厚硬顶板压裂卸压机制、真三轴水力压裂裂缝重构试验、三维裂缝扩展流固耦合数值模拟、大流量复合压裂技术与工艺、水力压裂效果监测与评价等方面的研究。研究结果表明:厚硬顶板水力压裂卸压作用机制主要体现在结构调控、应力转移、能量释放、强度劣化等方面;延安组相较于直罗组脆性矿物含量更高,易形成复杂裂缝网络;排量由1 m^(3)/min增至5 m^(3)/min,裂缝平均半径由21.9 m增至32.5 m,增幅约为48.40%,排量越大水力裂缝尺度越大。研发了井下厚硬顶板水力压裂卸压技术及大流量压裂装备,开发了磨料射流预切缝与5 m^(3)/min大流量复合压裂技术工艺,提出了一种井下长水平钻孔定向水力压裂“一场一策”分区设计理念,形成了一种动态更新压裂层位和压裂方案的井下长水平钻孔定向水力压裂方法,并在曹家滩煤矿开展了工程应用试验,实现了10 m超大采高工作面矿压显现的科学有效防控。通过地面微震实时监测技术实时捕捉缝网扩展轨迹,有效指导了水力压裂方案的优化,并获得了顶板水力裂缝空间展布特征。开展了水力压裂实施效果的多因素综合评价,对液压支架工作阻力、工作面周期来压步距和持续距离、来压动载系数、微震事件及能量等进行综合分析,综合评价了水力压裂效果。井下试验结果表明:曹家滩煤矿井下水力裂缝以水平裂缝为主,沿钻孔两侧扩展平均距离约为80 m,有效弱化了工作面范围内上覆厚硬、完整顶板,实现了区域顶板结构有效调控;通过区域压裂技术将厚硬岩层组提前预裂,减小了来压步距和动载系数,保障了10 m超大采高工作面安全高效生产。 展开更多
关键词 特厚煤层 10 m超大 厚硬顶板 复合压裂 区域卸压
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煤矿大采高综采工作面过断层开采关键技术探析
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作者 宋成鹏 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期349-352,共4页
大采高综采工作面过断层开采是煤矿开采中的关键难题,断层的存在使得开采过程面临复杂应力变化和顶板稳定性问题。本文结合最新研究成果,深入分析大采高综采工作面过断层开采的关键技术,包括断层加固技术、应力演化规律、开采工艺优化... 大采高综采工作面过断层开采是煤矿开采中的关键难题,断层的存在使得开采过程面临复杂应力变化和顶板稳定性问题。本文结合最新研究成果,深入分析大采高综采工作面过断层开采的关键技术,包括断层加固技术、应力演化规律、开采工艺优化。研究表明,通过注浆加固、卧底法等技术手段,可以有效控制断层附近应力集中,确保顶板稳定性,提高开采效率。研究成果为大采高综采工作面过断层开采提供了科学依据和技术支持。 展开更多
关键词 综采工作面 断层 应力演化 顶板稳定性
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特厚煤层10 m超大采高综采关键技术及装备
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作者 康红普 雷亚军 +15 位作者 赵福堂 徐刚 李增林 李明忠 王锐 黄志增 刘江斌 马英 韩存地 冯彦军 张震 张金虎 任建超 宋业杰 曾明胜 程利兴 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1849-1875,共27页
超大采高综采技术是我国6~10 m特厚煤层实现高产、高效、高回收率开采的有效途径。在分析国内超大采高综采技术及装备研究现状的基础上,围绕陕煤集团曹家滩煤矿10 m特厚煤层超大采高工作面开采地质条件,从超大采高采场围岩控制、关键开... 超大采高综采技术是我国6~10 m特厚煤层实现高产、高效、高回收率开采的有效途径。在分析国内超大采高综采技术及装备研究现状的基础上,围绕陕煤集团曹家滩煤矿10 m特厚煤层超大采高工作面开采地质条件,从超大采高采场围岩控制、关键开采装备、智能协同控制3个方面分析了存在的难题,并提出了解决路径。经过5 a的技术攻关,取得一系列创新成果:(1)提出“主动强力支撑与防护+区域压裂弱化卸压”的支-卸协同超大采高工作面围岩控制策略,研发出5 m^(3)/min大流量井下水力压裂成套技术与设备,实现了超大采高工作面强矿压的有效防控。(2)研发出10 m超大采高强力液压支架,创新设计了“双层伸缩梁+三级护帮”机构,实现了超大采高工作面顶板和超高煤壁的安全防控;采煤机分区润滑与分布式冷却方案提高了大仰角长摇臂采煤机截割可靠性;高可靠中部槽、下链道悬链及慢变动力启动提高了超大运量刮板输送机对超大采高工作面煤流运输的适应性。系统集成世界首套特厚煤层10 m超大采高综采成套装备。(3)提出10 m超大采高液压支架运行状态智能控制策略,采煤机自动控制策略,通过应用粗糙神经网络技术,构建了超大采高采煤机与刮板输送机的协调控制系统。形成了超大采高重型开采装备群智能控制模式及控制逻辑。(4)构建了基于“微震-岩层移动-应力-水文”的超大采高工作面多场多参量协同监测融合分析系统,实现了工作面覆岩破坏、地表移动变形、地下水流场和矿压显现间的多元异构数据融合分析。研究成果在曹家滩煤矿得到成功应用,实现了10 m特厚煤层高产、高效、高回收率开采,取得了显著经济效益,引领了国内外特厚煤层高效智能开采技术的发展方向。 展开更多
关键词 特厚煤层 10 m超大 围岩控制 支-卸协同 关键开装备 智能控制 多参量监测
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10 m超大采高液压支架关键结构及其承载特性
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作者 韩会军 雷亚军 +2 位作者 张金虎 韩存地 曾明胜 《煤炭学报》 北大核心 2025年第4期1993-2004,共12页
针对10 m超大采高综采工作面围岩控制需求,研发了ZYA29000/45/100D两柱掩护式超大采高液压支架。阐述了超大采高采场围岩垮落及矿压显现特点,总结了10 m超大采高工作面注重顶板、煤壁防护及承受强动载的支护需求;在此基础上研发了10 m... 针对10 m超大采高综采工作面围岩控制需求,研发了ZYA29000/45/100D两柱掩护式超大采高液压支架。阐述了超大采高采场围岩垮落及矿压显现特点,总结了10 m超大采高工作面注重顶板、煤壁防护及承受强动载的支护需求;在此基础上研发了10 m超大采高液压支架,给出液压支架结构关键参数,配套双层伸缩梁+三级协动护帮、?630 mm大缸径抗冲击立柱等创新结构,具备断面全防护、结构抗冲击、架体自稳定等技术特点;以结构稳定性为切入点,在分析工作面倾角及采高对支架稳定性影响的基础上,研究了液压支架对不同工作面倾角及采高的适应性,分析得出支架横向临界倾倒角度为12°,适应采高7~10 m,液压支架在正常工作区域内,其理论支护效率并不会有较大变化,而掩护梁受载是超大采高液压支架与小采高支架的最大区别;针对两柱掩护式支架承载特点,分析了不同支架参数下顶梁力平衡承载区域及其迁移特性,两柱式掩护式支架力平衡区主要集中于立柱部位,立柱与顶梁铰接点位置的变化对力平衡区影响显著,平衡千斤顶参数的变化对力平衡区的影响有限;分析了不同型式护帮结构的煤壁防护性能,阐明双层伸缩梁+三级协动护帮结构在防护力度、防护面积等方面具有明显的优势;通过分析支架在增阻状态下的等效刚度,建立了液压支架动载力学仿真模型,通过模拟试验方法研究了其在“给定变形”工作状态下承受动态载荷的响应过程,得出顶梁承受动载主要通过立柱传递、掩护梁承受动载主要通过四连杆机构进行传递的特点;分析了支架在曹家滩煤矿122104工作面的使用情况,说明ZYA29000/45/100D对10 m超大采高工作面有较好的适应性,且满足工作面超大采高围岩控制需求。 展开更多
关键词 超大 液压支架 围岩控制 工作面支护 支护技术及装备
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8.8m智能超大采高综采工作面关键技术与装备 被引量:60
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作者 杨俊哲 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期116-124,共9页
为解决浅埋煤层8.8 m特厚煤层一次采全高安全高效开采的问题,以上湾煤矿首个8.8 m超大采高综采工作面12401工作面为研究对象,利用数值模拟、现场实践以及工程类比等手段,在设备配套、围岩控制、回采技术以及信息化方面进行技术攻关,形... 为解决浅埋煤层8.8 m特厚煤层一次采全高安全高效开采的问题,以上湾煤矿首个8.8 m超大采高综采工作面12401工作面为研究对象,利用数值模拟、现场实践以及工程类比等手段,在设备配套、围岩控制、回采技术以及信息化方面进行技术攻关,形成了一套8.8 m超大采高一次采全高综采关键技术。实践证明:采取的巷道支护、采场矿压监测、三角区顶板控制、支架自动增压补液、防片帮、防漏矸、回采工艺、工程质量控制以及信息化等技术,保证了综采面安全高效回采。8.8 m超大采高一次采全高综采设备选型及配套合理,不仅能够满足综采面生产、支护以及运输需要,而且生产能力显著提升。该综采工作面与同煤层7 m大采高综采工作面相比,可多回采煤炭405万t,采出率提高了20.2%。该成套装备、工艺及关键技术的研发和应用,为类似条件下特厚煤层的开采提供技术指导和借鉴。 展开更多
关键词 8.8 m超大 厚煤层 一次 智能开
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