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遗留煤柱扰动下薄间距动压巷道压裂卸压护巷技术研究
1
作者
陈学亚
张宁波
+2 位作者
刘立明
陈宝宝
付世雄
《煤炭工程》
北大核心
2025年第1期42-51,共10页
针对遗留煤柱扰动与薄间距岩层条件下动压巷道高应力承载引发的大变形难题,以黄家沟煤矿10102运输平巷为工程背景,建立了遗留煤柱-多状态薄层间岩层作用下的底板应力传递模型,阐述了目标巷道内不同压裂角下应力转移与煤体滑移特征,确定...
针对遗留煤柱扰动与薄间距岩层条件下动压巷道高应力承载引发的大变形难题,以黄家沟煤矿10102运输平巷为工程背景,建立了遗留煤柱-多状态薄层间岩层作用下的底板应力传递模型,阐述了目标巷道内不同压裂角下应力转移与煤体滑移特征,确定了基于应力源头和传递路径控制的压裂参数,并在现场进行压裂切顶卸压。研究表明:遗留煤柱对底板影响以垂直应力为主,其增压在采空区裂隙岩体劣化承载与碎胀岩体阻隔传载效应下形成了8+9煤底板施载区,并对10煤回采巷道产生附加应力,确定了应力集中边界线敏感角。层间岩层压裂弱化改善了切顶线下方应力环境,降低了遗留煤柱承载与采动应力向10煤煤柱传递程度,确定了等效压裂弱化宽度7.5 m。切顶角45°压裂对应层间岩层水平压裂距离12.5 m,目标巷道围岩的垂直应力、变形量及煤柱滑移程度达到最小。在现场以45°压裂角实施压裂后,压裂缝网贯通发育,有效实现了预裂切顶。顶底板与两帮变形量较常规条件分别下降了60.1%和65.5%,提高了围岩稳定性,保障了工作面高产高效。
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关键词
遗留煤柱
薄间距
动压巷道
采空区阻隔效应
切顶卸压
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职称材料
坚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度及稳定控制研究
被引量：
1
2
作者
陈云
《工矿自动化》
北大核心
2025年第5期23-31,40,共10页
坚硬顶板下沿空掘巷围岩大变形控制是目前煤炭地下安全高效开采的技术难题。目前针对厚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩稳定控制的研究未能充分探讨煤柱稳定性影响因素,尤其忽略了基本顶关键块B回转变形压力的传递效应。针对该问题...
坚硬顶板下沿空掘巷围岩大变形控制是目前煤炭地下安全高效开采的技术难题。目前针对厚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩稳定控制的研究未能充分探讨煤柱稳定性影响因素,尤其忽略了基本顶关键块B回转变形压力的传递效应。针对该问题,以利民煤矿90302工作面运输巷为工程背景,建立了厚硬顶板下煤柱宽度力学模型,推导得出煤柱合理宽度为6.93 m,考虑工程地质条件及施工因素,确定90302运输巷沿空掘巷煤柱宽度为7 m。分析了基本顶关键块B长度,直接顶稳定系数、厚度、回转角度等对煤柱稳定性的影响规律:煤柱稳定性系数随基本顶关键块B长度的增大而减小,随直接顶稳定性系数及其厚度的增大而增大,随煤层内摩擦角和黏聚力的增大而增大。建立UDEC数值计算模型,进一步分析基本顶关键块B长度对7 m煤柱变形、裂隙损伤程度及巷道破坏特征的影响规律:当基本顶关键块B长度为16 m时,90302运输巷两帮及顶板近似呈现对称变形,两帮无明显裂隙产生,围岩稳定程度高。为确保90302运输巷围岩稳定及安全使用,对基本顶关键块B采空区侧悬顶采取水压致裂切顶卸压控制技术,实际应用结果表明:巷道掘进完成28 d后围岩变形趋于稳定,回采期间顶底板移近量最大值为148 mm,两帮收敛量最大值为196 mm,确保了工作面安全高效回采。
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关键词
小煤柱沿空掘巷
坚硬顶板
煤柱宽度
围岩稳定控制
水压致裂切顶卸压
基本顶关键块
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职称材料
神东矿区复合顶板无煤柱自成巷技术的研究及应用
3
作者
白雪亮
《中国煤炭》
北大核心
2025年第1期146-157,共12页
针对浅埋复合顶板邻空巷道围岩变形大等难题,以哈拉沟煤矿12201工作面为研究背景,引入无煤柱自成巷技术,从沿空掘巷与无煤柱自成巷条件下邻空侧巷道顶板破断结构的力学模型差异性分析2种留巷方式对巷道围岩传递机制及围岩变形规律的影响...
针对浅埋复合顶板邻空巷道围岩变形大等难题,以哈拉沟煤矿12201工作面为研究背景,引入无煤柱自成巷技术,从沿空掘巷与无煤柱自成巷条件下邻空侧巷道顶板破断结构的力学模型差异性分析2种留巷方式对巷道围岩传递机制及围岩变形规律的影响,研究浅埋复合顶板无煤柱自成巷切顶卸压控制巷道围岩变形作用机理,采用FLAC模拟了切顶角度、高度对12201工作面采动后和接续面12202工作面超前区域2个阶段留巷变形及围岩应力的影响,得出最合理的切顶优化参数,结合现场施工效果进行验证。研究结果表明,通过分析邻空巷道侧顶板切顶条件下“短臂梁”结构与未切顶条件下“砌体梁”结构载荷传递的差异性,得出影响侧向载荷传递的关键因素为切顶高度与角度;对切顶高度、角度采用数值模拟正交试验后得出巷道切顶角度10°、切顶高度8 m时围岩应力及变形量最小,结合现场切顶施工条件得出10°/8 m切顶参数留巷后稳定性最佳,为神东矿区浅埋、含煤复合顶板大变形巷道围岩控制技术提供了理论指导。
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关键词
浅埋复合顶板
无煤柱自成巷
沿空掘巷
切顶卸压
“短臂梁”
数值模拟
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职称材料
深部特厚煤层综放沿空掘巷煤柱优化及巷道支护
被引量：
8
4
作者
彭林军
吴家遥
+3 位作者
何满潮
宫凯旋
陈东旭
徐顺钰
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024年第3期563-574,共12页
为研究深部大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷巷道矿压控制问题,以国能宁煤集团枣泉煤矿2^(-2)特厚煤层130203大采高综放工作面回风巷道为背景,基于实用矿山压力理论,建立了巷道围岩内、外应力场动态结构力学模型,运用理论计算和数值计算...
为研究深部大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷巷道矿压控制问题,以国能宁煤集团枣泉煤矿2^(-2)特厚煤层130203大采高综放工作面回风巷道为背景,基于实用矿山压力理论,建立了巷道围岩内、外应力场动态结构力学模型,运用理论计算和数值计算针对不同尺寸煤柱煤体应力对比分析,将原留设15 m护巷煤柱缩小至5 m进行了煤柱优化。结果表明:在稳定的内应力场掘巷有利于巷道的稳定性,避免了顶板事故及冲击地压相关灾害的发生,现场5 m小煤柱护巷工程应用中,130203回风巷道小煤柱侧变形量为1050 mm,实体煤帮变形量为400 mm,两帮呈现不对称性变形,底板局部底鼓量为1400 mm;深部特厚煤层综放开采沿空掘巷采用5 m小煤柱护巷方案设计正确,极大改善了巷道围岩的应力环境,整体设计满足生产要求,现场应用良好。130203工作面小煤柱沿空掘巷技术成功应用,为矿井开采提供了可靠的科学依据。
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关键词
深部特厚煤层
大采高综放开采
沿空巷道
煤柱优化
巷道支护
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职称材料
综放面“双硬”煤层临空煤柱宽度及承载强度校核
被引量：
4
5
作者
单成方
尚会杨
+3 位作者
张强
李亚锋
刘伟
黄鹏
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2024年第2期88-99,共12页
具有“双硬”特征煤层的工作面其护巷煤柱的极限尺寸确定与常规工作面有所不同。以榆树岭煤矿505工作面沿空掘进巷道为背景,首先测试了煤岩样的力学性质和不同高径比煤样的抗压强度,得到了不同高径比煤样峰值强度曲线;其次分析了沿空掘...
具有“双硬”特征煤层的工作面其护巷煤柱的极限尺寸确定与常规工作面有所不同。以榆树岭煤矿505工作面沿空掘进巷道为背景,首先测试了煤岩样的力学性质和不同高径比煤样的抗压强度,得到了不同高径比煤样峰值强度曲线;其次分析了沿空掘巷覆岩结构模型,建立了沿空掘巷护巷煤柱顶板力学模型,得到了不同宽度煤柱所受的载荷应力;建立了不同高宽比煤柱的数值模型,得到了不同高宽比煤柱的极限强度校核公式;最后通过对比不同宽度煤柱所受的载荷应力和极限强度,得出4m宽度的煤柱即可满足支护要求,并在此基础上提出了沿空掘进巷道支护工艺。现场监测结果表明,煤柱宽度为4m时,巷道整体变形量较小,巷道稳定性得到有效维护。研究结果可为小煤柱护巷宽度的确定提供参考。
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关键词
“双硬”煤层
沿空掘巷
区段煤柱
支承应力
巷道稳定
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职称材料
坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响
被引量：
14
6
作者
赵常辛
李晓旭
+2 位作者
石蒙
冀瑞锋
张焱
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第1期147-154,共8页
针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运...
针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时,临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律,并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压,实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明:“低位坚硬岩层悬臂梁+高位坚硬岩层砌体梁”破断结构是特厚煤层宽煤柱临空巷道大变形的主要原因,可采用切顶卸压技术破坏宽煤柱顶板侧向破断结构来控制临空巷道围岩大变形;切顶角变化可使关键块B长度发生改变,切顶角越大,则关键块B长度越小,临空侧顶板载荷向煤柱传递的程度越弱,临空巷道围岩承受的采动应力越小,切顶角为100°时临空巷道围岩垂直应力与变形量最小;在16402运输巷以切顶角100°施工水力压裂钻孔后,16403回风巷顶底板变形量较未实施切顶卸压的16402回风巷减小86.5%,两帮变形量减小87.1%,临空巷道围岩稳定性得到极大提高。
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关键词
综放工作面
留煤柱护巷
临空巷道
围岩变形控制
切顶卸压
水力压裂
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职称材料
煤矿综采工作面沿空掘巷支护及智能预警技术研究
被引量：
2
7
作者
袁学旭
赵军伟
+2 位作者
秦洪岩
李雪冰
李攀
《中国煤炭》
北大核心
2024年第9期62-67,共6页
针对深井综采工作面传统留设宽煤柱方法护巷困难、巷道围岩失稳等问题,以彬县煤炭有限责任公司蒋家河煤矿为工程背景,通过理论分析、数值计算和现场试验的方法研究了原巷道围岩环境以及应力、变形时空演变规律以及巷道应力响应特征,针...
针对深井综采工作面传统留设宽煤柱方法护巷困难、巷道围岩失稳等问题,以彬县煤炭有限责任公司蒋家河煤矿为工程背景,通过理论分析、数值计算和现场试验的方法研究了原巷道围岩环境以及应力、变形时空演变规律以及巷道应力响应特征,针对性地提出了留设小煤柱沿空掘巷护巷方法,同时对护巷煤柱尺寸进行了适应性分析。现场实践表明,通过对采煤工作面建立监测断面,实现了巷道围岩应力以及支护体的实时监测;通过在地面建立数据分析站对井下各项监测数据进行处理和分析,对超过阈值的数据进行整合评估预警,最终实现沿空巷道围岩智能预警。
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关键词
沿空掘巷
小煤柱
智能预警
巷道围岩失稳
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职称材料
倾斜厚煤层综放工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究
被引量：
3
8
作者
马建文
吕存书
廖永红
《中国矿业》
北大核心
2024年第S01期317-322,共6页
针对沙吉海煤矿14E02倾斜厚煤层综放面沿空掘巷窄煤柱留设尺寸问题,采用理论分析、数值模拟及矿压实测的方法,确定了窄煤柱合理宽度,研究结果表明:基于内外应力场理论计算得出沿空掘巷窄煤柱宽度不宜大于6.42 m(上限),基于弹塑性极限平...
针对沙吉海煤矿14E02倾斜厚煤层综放面沿空掘巷窄煤柱留设尺寸问题,采用理论分析、数值模拟及矿压实测的方法,确定了窄煤柱合理宽度,研究结果表明:基于内外应力场理论计算得出沿空掘巷窄煤柱宽度不宜大于6.42 m(上限),基于弹塑性极限平衡理论计算出窄煤柱宽度不宜小于3.96 m(下限);沿空掘巷数值模拟结果表明:4~5 m煤柱在掘进期间能够稳定,但在回采期丧失承载能力且极易引发巷道与煤柱联动性破坏,巷道维护极其困难;当煤柱宽度≥6 m时,窄煤柱在掘巷及回采期间均能形成稳定的弹性核,更利于巷道维护,窄煤柱合理宽度取6 m为宜,这与内外应力场理论计算得出的窄煤柱宽度上限值(6.42 m)基本一致,采用内外应力场理论确定沙吉海煤矿此类倾斜厚煤层综放面窄煤柱宽度较为合理;针对倾斜厚煤层综放面窄煤柱沿空掘巷破坏特点,提出了相应的围岩控制对策及支护方案。
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关键词
倾斜厚煤层
内外应力场理论
沿空掘巷
窄煤柱宽度
围岩控制
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职称材料
综放沿空巷道顶煤受力变形分析
被引量：
52
9
作者
王卫军
侯朝炯
+1 位作者
柏建彪
张习美
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2001年第2期209-211,共3页
根据砌体梁理论 ,老顶以给定变形方式作用于综放沿空巷道围岩 ,应用能量原理分析了巷道围岩的变形机理 ,建立了巷道顶煤的力学模型 ,运用变分法对老顶给定变形下顶煤的变形进行了初步求解 ,并对顶煤下沉量与支护阻力、煤体弹性模量、巷...
根据砌体梁理论 ,老顶以给定变形方式作用于综放沿空巷道围岩 ,应用能量原理分析了巷道围岩的变形机理 ,建立了巷道顶煤的力学模型 ,运用变分法对老顶给定变形下顶煤的变形进行了初步求解 ,并对顶煤下沉量与支护阻力、煤体弹性模量、巷道宽度的关系进行了探讨。
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关键词
巷道顶煤
变分方法
顶煤下沉量
受力变形
围岩
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职称材料
综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设及支护技术研究
被引量：
49
10
作者
张鹏鹏
郝兵元
+3 位作者
王凯
黄小朋
闫树鹏
魏娟
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2018年第5期40-46,共7页
为合理确定区段小煤柱宽度及沿空巷道支护方式,以阳泉五矿8407综放工作面为例,基于采空侧基本顶断裂力学模型及围岩极限平衡理论,理论计算了合理煤柱宽度的上下限值,采用钻孔应力监测方法,对回采过程中煤柱内部应力分布进行了实测,进而...
为合理确定区段小煤柱宽度及沿空巷道支护方式,以阳泉五矿8407综放工作面为例,基于采空侧基本顶断裂力学模型及围岩极限平衡理论,理论计算了合理煤柱宽度的上下限值,采用钻孔应力监测方法,对回采过程中煤柱内部应力分布进行了实测,进而确定沿空巷道支护参数。研究结果表明:沿空掘巷小煤柱宽度合理范围为9.03~11.80 m,取10 m为宜,煤柱侧0~3 m范围煤体发生塑形破坏、3~6 m范围为弹性核区、6~10 m范围靠近8409采空区承载能力弱,因而在8407回风巷掘巷期间采用锚杆+长短锚索一次支护,回采期间对煤柱帮进行3 m钻孔注浆加固二次支护,现场实测数据显示,8407回风巷沿空掘进期间围岩变形量较小,回采期间顶板、注浆加固煤柱帮、实体煤帮最大变形量分别为0.20、0.05、1.00 m,围岩变形处于可控范围,实现了综放工作面安全高效回采。
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关键词
综放沿空掘巷
小煤柱宽度
煤柱应力监测
注浆加固
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职称材料
沿空掘巷合理煤柱宽度综合分析与确定
被引量：
18
11
作者
奚家米
毛久海
+1 位作者
杨更社
王进锋
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期42-45,共4页
在总结分析经验法、理论计算法、数值模拟法、现场实测等确定煤柱宽度方法优缺点的基础上,提出了采用现场实测和数值模拟相结合的方法来确定保留煤柱宽度。根据石炭井二矿生产实际,分别对巷道开挖前后,不同煤柱宽度下围岩应力、变形进...
在总结分析经验法、理论计算法、数值模拟法、现场实测等确定煤柱宽度方法优缺点的基础上,提出了采用现场实测和数值模拟相结合的方法来确定保留煤柱宽度。根据石炭井二矿生产实际,分别对巷道开挖前后,不同煤柱宽度下围岩应力、变形进行了模拟,同时利用21053工作面异型煤柱的有利条件,对不同煤柱宽度下巷道围岩变形、支护结构受力等进行了实测。经过对监测数据的分析,得出了巷道围岩变形、支护结构受力与煤柱宽度之间的关系,结合数值模拟结果,确定了石炭井二矿煤柱宽度。
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关键词
沿空掘巷
煤柱宽度
数值模拟
锚网索支护
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职称材料
厚煤层窄煤柱沿空掘巷中煤柱极限核区计算
被引量：
24
12
作者
贾双春
王家臣
+1 位作者
朱建明
马中文
《中国矿业》
北大核心
2011年第12期81-84,102,共5页
本文基于厚煤层放顶煤开采中窄煤柱沿空掘巷煤柱所处的特殊环境,考虑煤体材料的应变软化特性,基于黏性材料的SMP(Spatially Mobilized Plane,简称SMP)破坏准则,并依据厚煤层窄煤柱沿空掘巷煤柱在开采过程中所受的支承压力的分布规律,推...
本文基于厚煤层放顶煤开采中窄煤柱沿空掘巷煤柱所处的特殊环境,考虑煤体材料的应变软化特性,基于黏性材料的SMP(Spatially Mobilized Plane,简称SMP)破坏准则,并依据厚煤层窄煤柱沿空掘巷煤柱在开采过程中所受的支承压力的分布规律,推导出了基于SMP破坏准则的厚煤层开采时煤柱中部极限核区宽度计算公式,并将上述计算公式应用到潞安王庄矿厚煤层窄煤柱放顶煤开采中,实现了厚煤层放顶煤条件下区段窄煤柱沿空掘巷的成功开采,完善了厚煤层下区段窄煤柱稳定的理论,对我国厚煤层窄煤柱开采具有重要的指导意义。
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关键词
SMP准则
厚煤层
沿空掘巷
弹性核区
窄煤柱
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职称材料
综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计及其应用
被引量：
57
13
作者
于洋
柏建彪
+1 位作者
陈科
肖同强
《煤炭工程》
北大核心
2010年第7期6-9,共4页
采用极限平衡理论和数值模拟方法对综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行了分析。依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度,并应用于工程实践。实践结果表明研究确定的窄煤柱宽度合理、技术和经济效益显著...
采用极限平衡理论和数值模拟方法对综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行了分析。依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度,并应用于工程实践。实践结果表明研究确定的窄煤柱宽度合理、技术和经济效益显著,对类似条件下综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定有一定的指导意义。
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关键词
沿空掘巷
窄煤柱宽度
数值模拟
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职称材料
深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化
被引量：
62
14
作者
秦永洋
许少东
杨张杰
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2010年第2期15-18,共4页
为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤...
为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。
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关键词
深井
煤柱宽度
锚索网
沿空掘巷
数值模拟
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职称材料
综放开采合理护巷煤柱宽度研究
被引量：
18
15
作者
张少杰
王金安
+1 位作者
吴豪伟
朱占东
《中国矿业》
北大核心
2012年第3期52-55,共4页
根据新柏矿"两软一硬"复合顶板的5#煤赋存状况,通过理论分析和数值模拟,对不同煤柱宽度时沿空掘巷系统围岩应力分布和破坏特征进行了研究,对不同煤柱宽度时的巷道系统进行了综合分析和评价,确定了相邻工作面区段沿空掘巷留设...
根据新柏矿"两软一硬"复合顶板的5#煤赋存状况,通过理论分析和数值模拟,对不同煤柱宽度时沿空掘巷系统围岩应力分布和破坏特征进行了研究,对不同煤柱宽度时的巷道系统进行了综合分析和评价,确定了相邻工作面区段沿空掘巷留设煤柱的合理宽度,对类似综放沿空掘巷煤柱合理宽度的确定具有参考价值。
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关键词
沿空巷道
煤柱宽度
煤柱稳定性
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职称材料
预置矸石充填带置换小煤柱的无煤柱开采技术
被引量：
19
16
作者
王红胜
张东升
马立强
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2010年第4期1-5,78,共6页
为实现无煤柱开采,通过在上区段运输巷掘出后,在靠近下区段轨道巷的煤壁侧沿运输巷预置矸石充填带,待上工作面回采结束围岩稳定后,下区段轨道巷掘进时,紧沿预置的矸石充填带进行掘进,不再留设区段煤柱,用矸石充填带把上下2个区段之间应...
为实现无煤柱开采,通过在上区段运输巷掘出后,在靠近下区段轨道巷的煤壁侧沿运输巷预置矸石充填带,待上工作面回采结束围岩稳定后,下区段轨道巷掘进时,紧沿预置的矸石充填带进行掘进,不再留设区段煤柱,用矸石充填带把上下2个区段之间应留设的煤柱置换出来,从而实现无煤柱开采。针对高庄煤矿3上507工作面地质条件,建立了预置矸石充填带沿空掘巷的围岩结构力学模型,对充填带的稳定性进行了非线性数值计算分析。根据矸石充填带稳定性的要求,确定现场充填带强度等级为C20,带宽为1 600 mm,高为4 000 mm,预留约1 100 mm厚顶煤,充填带与顶煤间留有100 mm间隙。工程实施效果验证了方案的合理性,取得了良好的经济与社会效益。
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关键词
矸石充填
小煤柱
沿空掘巷
沿空留巷
大采高
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职称材料
基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究
被引量：
16
17
作者
江贝
李术才
+6 位作者
王琦
朱维申
王德超
王富奇
王洪涛
阮国强
邵行
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期2353-2360,共8页
利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时...
利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律,并定义裂隙率cR及裂隙减少率rR两个指标对DDARF计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明:采用DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合;对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算,结果显示,围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势,与模型及现场试验监测数据相符;根据cR及rR两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析,结果显示,沿空巷道围岩破坏趋势为cI cII cIIIR?R?R,与变形趋势相一致;虽然锚固效果明显,但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重,支护后裂隙率最大的cIR仍然是裂隙率最小的cIIIR的2.13倍,为了维护围岩稳定性,除了进行锚杆(索)非对称支护外,还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近,可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究,分析此类巷道的控制对策。
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关键词
深部厚煤层
沿空掘巷
非连续变形分析方法
裂隙定量统计
模型试验
现场试验
变形破坏
控制对策
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职称材料
倾斜煤层沿空掘进巷道不对称支护技术
被引量：
6
18
作者
王鹏举
周钢
+2 位作者
邹长磊
王浩
王超
《金属矿山》
CAS
北大核心
2014年第4期70-73,共4页
鉴于现阶段绝大多数巷道采用对称支护方法这一现状,通过理论分析、数值模拟以及物理相似模拟技术揭示巷道围岩的受力状态及变形破坏特征。研究表明倾斜煤层沿空掘进巷道围岩呈明显不对称受力状态及变形破坏特征,巷道断面与岩层倾斜方向...
鉴于现阶段绝大多数巷道采用对称支护方法这一现状,通过理论分析、数值模拟以及物理相似模拟技术揭示巷道围岩的受力状态及变形破坏特征。研究表明倾斜煤层沿空掘进巷道围岩呈明显不对称受力状态及变形破坏特征,巷道断面与岩层倾斜方向成钝角的部位首先产生变形破坏,随后产生连锁反应,巷道的其他部位破坏,最后造成整个巷道的破坏失效。因此常规的对称支护技术不能保证巷道围岩的稳定,针对这一研究结果提出采用非对称的支护技术,在对称支护的基础上对薄弱(关键)位置补充加强支护,防止薄弱(关键)部位的破坏而导致的整个巷道的连锁式破坏,使巷道整个断面的变形趋于协调。在巷道掘进过程中和工作面回采过程中通过现场矿压及围岩变形量的检测分析,锚杆的受力均匀,巷道变形能够满足安全生产要求,表明支护效果较好,对类似条件巷道的支护有借鉴意义。
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关键词
倾斜煤层
沿空掘进巷道
关键部位
不对称支护
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职称材料
区段大煤柱水力压裂切顶护巷技术研究
被引量：
32
19
作者
司瑞江
李飞鹏
+2 位作者
赵璐璐
许利军
冯恒星
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期282-287,共6页
针对工作面回采过程中沿空留巷围岩应力高、蠕变变形大的难题,以赵庄矿井1309工作面为研究背景,用理论计算的方法开展了沿空留巷区域围岩结构力学分析,并提出了适用于该矿井的顶板双向水力压裂护巷工艺和效果检测方法。研究结果表明:13...
针对工作面回采过程中沿空留巷围岩应力高、蠕变变形大的难题,以赵庄矿井1309工作面为研究背景,用理论计算的方法开展了沿空留巷区域围岩结构力学分析,并提出了适用于该矿井的顶板双向水力压裂护巷工艺和效果检测方法。研究结果表明:13092巷道变形程度由煤体单轴抗压强度、煤层埋深、顶板岩梁强度共同决定,在以上因素的叠加作用下采空区侧向顶板挤压煤柱,煤柱塑性区范围扩大,侧向应力向煤柱深部转移,顶板断裂前煤柱内弹塑性过渡区域垂直应力达到最大值,受侧向应力峰值影响13092巷道发生强烈蠕变变形,巷道断面维护困难;通过在13091巷道布置双向水力压裂孔,提前弱化顶板,破坏其应力传递和能量积聚的条件,有效地进行了人为断裂线的预制,并改善断裂线在煤柱上方的倾向位置,减缓了煤柱受挤压程度;在巷道上方施工的水力压裂孔能够有效促使关键岩块B回转下沉,减小了1309工作面侧向悬顶的长度,垮落的关键岩块B能够较好地对高位岩层形成支承作用;在施工水力压裂孔后相应区域巷道变形量缩小40%,煤柱边界区域微震事件数和微震能量值均有大幅度减小,保证了沿空巷道在回采期间的围岩稳定性。该研究成果探索了顶板水力压裂护巷在晋煤矿区应用的可行性,并为类似矿井条件下开展压裂工艺提供了工程指导。
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关键词
切顶护巷
区段大煤柱
水力压裂
围岩应力
沿空留巷
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职称材料
沿空掘巷工作面停采期煤自燃防治技术
被引量：
9
20
作者
鲁义
殷召元
+2 位作者
马东
陈东春
周伟
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015年第3期48-51,共4页
为有效防治沿空掘巷工作面回采期间煤自燃,在实验室测试并分析了32煤层自燃指标气体及临界值;采用UDEC软件对沿空掘巷遗留小煤柱的稳定性进行了分析,得出煤柱受到的最大垂直应力为12 MPa,垂直方向和水平方向最大位移分别为2.076、0.547 ...
为有效防治沿空掘巷工作面回采期间煤自燃,在实验室测试并分析了32煤层自燃指标气体及临界值;采用UDEC软件对沿空掘巷遗留小煤柱的稳定性进行了分析,得出煤柱受到的最大垂直应力为12 MPa,垂直方向和水平方向最大位移分别为2.076、0.547 1 m;采用Fluent软件分析了受压小煤柱易自燃区域情况,得出小煤柱采空区侧方向25~75 m属于自燃氧化带的范围。根据分析结果采取了降低风量、指标气体监测点优化及安全预警临界值量化、采空区和小煤柱易自燃区域内埋管注三相泡沫为一体的煤炭自燃防治措施,工作面停采半年期间其上隅角支架后CO体积分数稳定在20×10-6左右,O2体积分数保持在18%,取得了较好的自燃防治效果。
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关键词
受压煤柱
煤炭自燃
沿空掘巷
三相泡沫
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职称材料
题名
遗留煤柱扰动下薄间距动压巷道压裂卸压护巷技术研究
1
作者
陈学亚
张宁波
刘立明
陈宝宝
付世雄
机构
山西临县华润联盛黄家沟煤业有限公司
中国矿业大学矿业工程学院
安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室
出处
《煤炭工程》
北大核心
2025年第1期42-51,共10页
基金
国家自然科学基金项目(52104113)。
文摘
针对遗留煤柱扰动与薄间距岩层条件下动压巷道高应力承载引发的大变形难题,以黄家沟煤矿10102运输平巷为工程背景,建立了遗留煤柱-多状态薄层间岩层作用下的底板应力传递模型,阐述了目标巷道内不同压裂角下应力转移与煤体滑移特征,确定了基于应力源头和传递路径控制的压裂参数,并在现场进行压裂切顶卸压。研究表明:遗留煤柱对底板影响以垂直应力为主,其增压在采空区裂隙岩体劣化承载与碎胀岩体阻隔传载效应下形成了8+9煤底板施载区,并对10煤回采巷道产生附加应力,确定了应力集中边界线敏感角。层间岩层压裂弱化改善了切顶线下方应力环境,降低了遗留煤柱承载与采动应力向10煤煤柱传递程度,确定了等效压裂弱化宽度7.5 m。切顶角45°压裂对应层间岩层水平压裂距离12.5 m,目标巷道围岩的垂直应力、变形量及煤柱滑移程度达到最小。在现场以45°压裂角实施压裂后,压裂缝网贯通发育,有效实现了预裂切顶。顶底板与两帮变形量较常规条件分别下降了60.1%和65.5%,提高了围岩稳定性,保障了工作面高产高效。
关键词
遗留煤柱
薄间距
动压巷道
采空区阻隔效应
切顶卸压
Keywords
residual
coal
pillar
thin spacing
dynamic pressure
roadway
barrier effect of
goaf
roof cutting pressure relief
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
坚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度及稳定控制研究
被引量：
1
2
作者
陈云
机构
中煤天津设计工程有限责任公司
中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司
出处
《工矿自动化》
北大核心
2025年第5期23-31,40,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(52174132)。
文摘
坚硬顶板下沿空掘巷围岩大变形控制是目前煤炭地下安全高效开采的技术难题。目前针对厚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩稳定控制的研究未能充分探讨煤柱稳定性影响因素,尤其忽略了基本顶关键块B回转变形压力的传递效应。针对该问题,以利民煤矿90302工作面运输巷为工程背景,建立了厚硬顶板下煤柱宽度力学模型,推导得出煤柱合理宽度为6.93 m,考虑工程地质条件及施工因素,确定90302运输巷沿空掘巷煤柱宽度为7 m。分析了基本顶关键块B长度,直接顶稳定系数、厚度、回转角度等对煤柱稳定性的影响规律:煤柱稳定性系数随基本顶关键块B长度的增大而减小,随直接顶稳定性系数及其厚度的增大而增大,随煤层内摩擦角和黏聚力的增大而增大。建立UDEC数值计算模型,进一步分析基本顶关键块B长度对7 m煤柱变形、裂隙损伤程度及巷道破坏特征的影响规律:当基本顶关键块B长度为16 m时,90302运输巷两帮及顶板近似呈现对称变形,两帮无明显裂隙产生,围岩稳定程度高。为确保90302运输巷围岩稳定及安全使用,对基本顶关键块B采空区侧悬顶采取水压致裂切顶卸压控制技术,实际应用结果表明:巷道掘进完成28 d后围岩变形趋于稳定,回采期间顶底板移近量最大值为148 mm,两帮收敛量最大值为196 mm,确保了工作面安全高效回采。
关键词
小煤柱沿空掘巷
坚硬顶板
煤柱宽度
围岩稳定控制
水压致裂切顶卸压
基本顶关键块
Keywords
driving
along
goaf
with narrow
coal
pillar
hard roof
coal
pillar
width
surrounding rock stability control
hydraulic fracturing roof-cutting and pressure-relief control
key block in main roof
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
神东矿区复合顶板无煤柱自成巷技术的研究及应用
3
作者
白雪亮
机构
国家能源投资集团有限责任公司
出处
《中国煤炭》
北大核心
2025年第1期146-157,共12页
文摘
针对浅埋复合顶板邻空巷道围岩变形大等难题,以哈拉沟煤矿12201工作面为研究背景,引入无煤柱自成巷技术,从沿空掘巷与无煤柱自成巷条件下邻空侧巷道顶板破断结构的力学模型差异性分析2种留巷方式对巷道围岩传递机制及围岩变形规律的影响,研究浅埋复合顶板无煤柱自成巷切顶卸压控制巷道围岩变形作用机理,采用FLAC模拟了切顶角度、高度对12201工作面采动后和接续面12202工作面超前区域2个阶段留巷变形及围岩应力的影响,得出最合理的切顶优化参数,结合现场施工效果进行验证。研究结果表明,通过分析邻空巷道侧顶板切顶条件下“短臂梁”结构与未切顶条件下“砌体梁”结构载荷传递的差异性,得出影响侧向载荷传递的关键因素为切顶高度与角度;对切顶高度、角度采用数值模拟正交试验后得出巷道切顶角度10°、切顶高度8 m时围岩应力及变形量最小,结合现场切顶施工条件得出10°/8 m切顶参数留巷后稳定性最佳,为神东矿区浅埋、含煤复合顶板大变形巷道围岩控制技术提供了理论指导。
关键词
浅埋复合顶板
无煤柱自成巷
沿空掘巷
切顶卸压
“短臂梁”
数值模拟
Keywords
shallow-buried composite roof
self-formed
roadway
without
coal
pillar
s
gob-side entry
driving
roof cutting for pressure relief
short arm beam
numerical simulation
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
深部特厚煤层综放沿空掘巷煤柱优化及巷道支护
被引量：
8
4
作者
彭林军
吴家遥
何满潮
宫凯旋
陈东旭
徐顺钰
机构
大连大学建筑工程学院
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
大连大学岩土与结构工程技术辽宁省研究中心
出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024年第3期563-574,共12页
基金
国家自然科学基金项目(51674058)。
文摘
为研究深部大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷巷道矿压控制问题,以国能宁煤集团枣泉煤矿2^(-2)特厚煤层130203大采高综放工作面回风巷道为背景,基于实用矿山压力理论,建立了巷道围岩内、外应力场动态结构力学模型,运用理论计算和数值计算针对不同尺寸煤柱煤体应力对比分析,将原留设15 m护巷煤柱缩小至5 m进行了煤柱优化。结果表明:在稳定的内应力场掘巷有利于巷道的稳定性,避免了顶板事故及冲击地压相关灾害的发生,现场5 m小煤柱护巷工程应用中,130203回风巷道小煤柱侧变形量为1050 mm,实体煤帮变形量为400 mm,两帮呈现不对称性变形,底板局部底鼓量为1400 mm;深部特厚煤层综放开采沿空掘巷采用5 m小煤柱护巷方案设计正确,极大改善了巷道围岩的应力环境,整体设计满足生产要求,现场应用良好。130203工作面小煤柱沿空掘巷技术成功应用,为矿井开采提供了可靠的科学依据。
关键词
深部特厚煤层
大采高综放开采
沿空巷道
煤柱优化
巷道支护
Keywords
deep thick
coal
seams
large mining height and fully-mechanized mining
goaf
roadway
coal
pillar
optimization
tunnel support
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综放面“双硬”煤层临空煤柱宽度及承载强度校核
被引量：
4
5
作者
单成方
尚会杨
张强
李亚锋
刘伟
黄鹏
机构
库车县榆树岭煤矿有限责任公司
中国矿业大学矿业工程学院
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2024年第2期88-99,共12页
文摘
具有“双硬”特征煤层的工作面其护巷煤柱的极限尺寸确定与常规工作面有所不同。以榆树岭煤矿505工作面沿空掘进巷道为背景,首先测试了煤岩样的力学性质和不同高径比煤样的抗压强度,得到了不同高径比煤样峰值强度曲线;其次分析了沿空掘巷覆岩结构模型,建立了沿空掘巷护巷煤柱顶板力学模型,得到了不同宽度煤柱所受的载荷应力;建立了不同高宽比煤柱的数值模型,得到了不同高宽比煤柱的极限强度校核公式;最后通过对比不同宽度煤柱所受的载荷应力和极限强度,得出4m宽度的煤柱即可满足支护要求,并在此基础上提出了沿空掘进巷道支护工艺。现场监测结果表明,煤柱宽度为4m时,巷道整体变形量较小,巷道稳定性得到有效维护。研究结果可为小煤柱护巷宽度的确定提供参考。
关键词
“双硬”煤层
沿空掘巷
区段煤柱
支承应力
巷道稳定
Keywords
"two hard"
coal
seam
gob-side entry
driving
section
coal
pillar
bearing stress
roadway
stability
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响
被引量：
14
6
作者
赵常辛
李晓旭
石蒙
冀瑞锋
张焱
机构
国家能源集团乌海能源有限责任公司老石旦煤矿
天地科技股份有限公司开采设计事业部
出处
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024年第1期147-154,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(51774186,52174080)。
文摘
针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时,临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律,并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压,实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明:“低位坚硬岩层悬臂梁+高位坚硬岩层砌体梁”破断结构是特厚煤层宽煤柱临空巷道大变形的主要原因,可采用切顶卸压技术破坏宽煤柱顶板侧向破断结构来控制临空巷道围岩大变形;切顶角变化可使关键块B长度发生改变,切顶角越大,则关键块B长度越小,临空侧顶板载荷向煤柱传递的程度越弱,临空巷道围岩承受的采动应力越小,切顶角为100°时临空巷道围岩垂直应力与变形量最小;在16402运输巷以切顶角100°施工水力压裂钻孔后,16403回风巷顶底板变形量较未实施切顶卸压的16402回风巷减小86.5%,两帮变形量减小87.1%,临空巷道围岩稳定性得到极大提高。
关键词
综放工作面
留煤柱护巷
临空巷道
围岩变形控制
切顶卸压
水力压裂
Keywords
fully mechanized mining face
leaving
coal
pillar
s to protect the
roadway
goaf
roadway
control of surrounding rock deformation
cutting roof and pressure relief
hydraulic fracturing
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
煤矿综采工作面沿空掘巷支护及智能预警技术研究
被引量：
2
7
作者
袁学旭
赵军伟
秦洪岩
李雪冰
李攀
机构
华北科技学院
出处
《中国煤炭》
北大核心
2024年第9期62-67,共6页
基金
河北省教育厅科学技术研究项目资助(BJK2022067)
中央高校基本科研业务费资助(3142018005)
廊坊市科学技术研究与发展计划自筹经费项目资助(2019013079)。
文摘
针对深井综采工作面传统留设宽煤柱方法护巷困难、巷道围岩失稳等问题,以彬县煤炭有限责任公司蒋家河煤矿为工程背景,通过理论分析、数值计算和现场试验的方法研究了原巷道围岩环境以及应力、变形时空演变规律以及巷道应力响应特征,针对性地提出了留设小煤柱沿空掘巷护巷方法,同时对护巷煤柱尺寸进行了适应性分析。现场实践表明,通过对采煤工作面建立监测断面,实现了巷道围岩应力以及支护体的实时监测;通过在地面建立数据分析站对井下各项监测数据进行处理和分析,对超过阈值的数据进行整合评估预警,最终实现沿空巷道围岩智能预警。
关键词
沿空掘巷
小煤柱
智能预警
巷道围岩失稳
Keywords
gob-side
roadway
driving
small
coal
pillar
intelligent early warning
instability of
roadway
surrounding rock
分类号
TD823 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
倾斜厚煤层综放工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究
被引量：
3
8
作者
马建文
吕存书
廖永红
机构
和布克赛尔蒙古自治县沙吉海煤业有限责任公司
出处
《中国矿业》
北大核心
2024年第S01期317-322,共6页
基金
新疆维吾尔自治区自然科学基金项目资助(编号:2022D01A116)
新疆维吾尔自治区重点研发专项资金项目资助(编号:2022B01034)
文摘
针对沙吉海煤矿14E02倾斜厚煤层综放面沿空掘巷窄煤柱留设尺寸问题,采用理论分析、数值模拟及矿压实测的方法,确定了窄煤柱合理宽度,研究结果表明:基于内外应力场理论计算得出沿空掘巷窄煤柱宽度不宜大于6.42 m(上限),基于弹塑性极限平衡理论计算出窄煤柱宽度不宜小于3.96 m(下限);沿空掘巷数值模拟结果表明:4~5 m煤柱在掘进期间能够稳定,但在回采期丧失承载能力且极易引发巷道与煤柱联动性破坏,巷道维护极其困难;当煤柱宽度≥6 m时,窄煤柱在掘巷及回采期间均能形成稳定的弹性核,更利于巷道维护,窄煤柱合理宽度取6 m为宜,这与内外应力场理论计算得出的窄煤柱宽度上限值(6.42 m)基本一致,采用内外应力场理论确定沙吉海煤矿此类倾斜厚煤层综放面窄煤柱宽度较为合理;针对倾斜厚煤层综放面窄煤柱沿空掘巷破坏特点,提出了相应的围岩控制对策及支护方案。
关键词
倾斜厚煤层
内外应力场理论
沿空掘巷
窄煤柱宽度
围岩控制
Keywords
inclined thick
coal
seam
internal and external stress field theory
goaf
excavation
roadway
width of narrow
coal
pillar
surrounding rock control
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
TU459 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
综放沿空巷道顶煤受力变形分析
被引量：
52
9
作者
王卫军
侯朝炯
柏建彪
张习美
机构
湘潭工学院资源工程系
中国矿业大学
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2001年第2期209-211,共3页
基金
国家自然科学基金!资助项目 (597340 90 )
文摘
根据砌体梁理论 ,老顶以给定变形方式作用于综放沿空巷道围岩 ,应用能量原理分析了巷道围岩的变形机理 ,建立了巷道顶煤的力学模型 ,运用变分法对老顶给定变形下顶煤的变形进行了初步求解 ,并对顶煤下沉量与支护阻力、煤体弹性模量、巷道宽度的关系进行了探讨。
关键词
巷道顶煤
变分方法
顶煤下沉量
受力变形
围岩
Keywords
road
driving
along
next
goaf
in sublevel caving face
roadway
roof
coal
variation approach
subsidence of
roadway
roof
coal
分类号
TD824.7 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设及支护技术研究
被引量：
49
10
作者
张鹏鹏
郝兵元
王凯
黄小朋
闫树鹏
魏娟
机构
太原理工大学矿业工程学院
汾西矿业集团有限责任公司中兴煤业公司
山西工程技术学院矿业工程系
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2018年第5期40-46,共7页
基金
山西省科技重大专项资助项目(20121101009-03)
山西省自然科学基金重点资助项目(2014011044)
文摘
为合理确定区段小煤柱宽度及沿空巷道支护方式,以阳泉五矿8407综放工作面为例,基于采空侧基本顶断裂力学模型及围岩极限平衡理论,理论计算了合理煤柱宽度的上下限值,采用钻孔应力监测方法,对回采过程中煤柱内部应力分布进行了实测,进而确定沿空巷道支护参数。研究结果表明:沿空掘巷小煤柱宽度合理范围为9.03~11.80 m,取10 m为宜,煤柱侧0~3 m范围煤体发生塑形破坏、3~6 m范围为弹性核区、6~10 m范围靠近8409采空区承载能力弱,因而在8407回风巷掘巷期间采用锚杆+长短锚索一次支护,回采期间对煤柱帮进行3 m钻孔注浆加固二次支护,现场实测数据显示,8407回风巷沿空掘进期间围岩变形量较小,回采期间顶板、注浆加固煤柱帮、实体煤帮最大变形量分别为0.20、0.05、1.00 m,围岩变形处于可控范围,实现了综放工作面安全高效回采。
关键词
综放沿空掘巷
小煤柱宽度
煤柱应力监测
注浆加固
Keywords
roadway
driving
along
goaf
width of small
coal
pillar
borehole stress measurement
gTouting reinforcement
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
沿空掘巷合理煤柱宽度综合分析与确定
被引量：
18
11
作者
奚家米
毛久海
杨更社
王进锋
机构
西安科技大学建筑与土木工程学院
出处
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2008年第4期42-45,共4页
文摘
在总结分析经验法、理论计算法、数值模拟法、现场实测等确定煤柱宽度方法优缺点的基础上,提出了采用现场实测和数值模拟相结合的方法来确定保留煤柱宽度。根据石炭井二矿生产实际,分别对巷道开挖前后,不同煤柱宽度下围岩应力、变形进行了模拟,同时利用21053工作面异型煤柱的有利条件,对不同煤柱宽度下巷道围岩变形、支护结构受力等进行了实测。经过对监测数据的分析,得出了巷道围岩变形、支护结构受力与煤柱宽度之间的关系,结合数值模拟结果,确定了石炭井二矿煤柱宽度。
关键词
沿空掘巷
煤柱宽度
数值模拟
锚网索支护
Keywords
driving
roadway
along
goaf
width of
pillar
numerical simulation
bolt-mesh-cable support
分类号
TD322.3 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
厚煤层窄煤柱沿空掘巷中煤柱极限核区计算
被引量：
24
12
作者
贾双春
王家臣
朱建明
马中文
机构
中国矿业大学(北京)安全与资源学院
北京航空航天大学交通学院
出处
《中国矿业》
北大核心
2011年第12期81-84,102,共5页
文摘
本文基于厚煤层放顶煤开采中窄煤柱沿空掘巷煤柱所处的特殊环境,考虑煤体材料的应变软化特性,基于黏性材料的SMP(Spatially Mobilized Plane,简称SMP)破坏准则,并依据厚煤层窄煤柱沿空掘巷煤柱在开采过程中所受的支承压力的分布规律,推导出了基于SMP破坏准则的厚煤层开采时煤柱中部极限核区宽度计算公式,并将上述计算公式应用到潞安王庄矿厚煤层窄煤柱放顶煤开采中,实现了厚煤层放顶煤条件下区段窄煤柱沿空掘巷的成功开采,完善了厚煤层下区段窄煤柱稳定的理论,对我国厚煤层窄煤柱开采具有重要的指导意义。
关键词
SMP准则
厚煤层
沿空掘巷
弹性核区
窄煤柱
Keywords
SMP failure criterion
thick
coal
seam
roadway
driving
along
goaf
elastic central zone
narrow
coal
pillar
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计及其应用
被引量：
57
13
作者
于洋
柏建彪
陈科
肖同强
机构
中国矿业大学矿业工程学院
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
出处
《煤炭工程》
北大核心
2010年第7期6-9,共4页
基金
国家自然科学基金项目(50774077)
全国博士学位论文作者专项基金资助项目(200760)
+1 种基金
教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-06-0475)
煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题资助项目(SKLCRSM08X04)
文摘
采用极限平衡理论和数值模拟方法对综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行了分析。依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度,并应用于工程实践。实践结果表明研究确定的窄煤柱宽度合理、技术和经济效益显著,对类似条件下综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定有一定的指导意义。
关键词
沿空掘巷
窄煤柱宽度
数值模拟
Keywords
gateway
driving
along
goaf
narrow
coal
pillar
width
numerical simulation
分类号
TD822.3 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化
被引量：
62
14
作者
秦永洋
许少东
杨张杰
机构
淮南矿业(集团)有限责任公司顾桥煤矿
安徽省煤炭科学研究院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2010年第2期15-18,共4页
文摘
为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。
关键词
深井
煤柱宽度
锚索网
沿空掘巷
数值模拟
Keywords
deep mine
coal
pillar
width
bolt-anchor-steel mesh
gateway
driving
along
goaf
numerical simulation
分类号
TD322.3 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综放开采合理护巷煤柱宽度研究
被引量：
18
15
作者
张少杰
王金安
吴豪伟
朱占东
机构
北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室
出处
《中国矿业》
北大核心
2012年第3期52-55,共4页
基金
国家重点基础研究发展计划"973"项目资助(编号:2010CB731500)
国家高技术研究发展计划"863"项目资助(编号:2008AA062104)
文摘
根据新柏矿"两软一硬"复合顶板的5#煤赋存状况,通过理论分析和数值模拟,对不同煤柱宽度时沿空掘巷系统围岩应力分布和破坏特征进行了研究,对不同煤柱宽度时的巷道系统进行了综合分析和评价,确定了相邻工作面区段沿空掘巷留设煤柱的合理宽度,对类似综放沿空掘巷煤柱合理宽度的确定具有参考价值。
关键词
沿空巷道
煤柱宽度
煤柱稳定性
Keywords
driving
roadway
along
gob
coal
-
pillar
width
stability of
coal
pillar
分类号
TD32 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
预置矸石充填带置换小煤柱的无煤柱开采技术
被引量：
19
16
作者
王红胜
张东升
马立强
机构
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
西安科技大学能源学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2010年第4期1-5,78,共6页
基金
教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-05-0480)
国家自然科学青年基金资助项目(50904063)
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金资助项目(09KF06)
文摘
为实现无煤柱开采,通过在上区段运输巷掘出后,在靠近下区段轨道巷的煤壁侧沿运输巷预置矸石充填带,待上工作面回采结束围岩稳定后,下区段轨道巷掘进时,紧沿预置的矸石充填带进行掘进,不再留设区段煤柱,用矸石充填带把上下2个区段之间应留设的煤柱置换出来,从而实现无煤柱开采。针对高庄煤矿3上507工作面地质条件,建立了预置矸石充填带沿空掘巷的围岩结构力学模型,对充填带的稳定性进行了非线性数值计算分析。根据矸石充填带稳定性的要求,确定现场充填带强度等级为C20,带宽为1 600 mm,高为4 000 mm,预留约1 100 mm厚顶煤,充填带与顶煤间留有100 mm间隙。工程实施效果验证了方案的合理性,取得了良好的经济与社会效益。
关键词
矸石充填
小煤柱
沿空掘巷
沿空留巷
大采高
Keywords
backfilled with
coal
rejects
small
coal
pillar
goaf
-side gateway
driving
goaf
-side gateway retaining
high mining height
分类号
TD823.48 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究
被引量：
16
17
作者
江贝
李术才
王琦
朱维申
王德超
王富奇
王洪涛
阮国强
邵行
机构
山东大学岩土与结构工程研究中心
山东科技大学山东省矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地
兖矿集团有限公司博士后科研工作站
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期2353-2360,共8页
基金
国家自然科学基金(No.51304125
No.41102184)
+4 种基金
中国博士后科学基金面上资助(No.2013M540548
No.2012M511028)
山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(No.BS2013NJ004)
山东省博士后创新项目专项资助(No.201301004)
高等学校博士学科点专项科研基金(No.20130131120090)
文摘
利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律,并定义裂隙率cR及裂隙减少率rR两个指标对DDARF计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明:采用DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合;对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算,结果显示,围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势,与模型及现场试验监测数据相符;根据cR及rR两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析,结果显示,沿空巷道围岩破坏趋势为cI cII cIIIR?R?R,与变形趋势相一致;虽然锚固效果明显,但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重,支护后裂隙率最大的cIR仍然是裂隙率最小的cIIIR的2.13倍,为了维护围岩稳定性,除了进行锚杆(索)非对称支护外,还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近,可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究,分析此类巷道的控制对策。
关键词
深部厚煤层
沿空掘巷
非连续变形分析方法
裂隙定量统计
模型试验
现场试验
变形破坏
控制对策
Keywords
deep thick
coal
roadway
driving
along
next
goaf
DDARF
quantitative crack statistics
model test
field test
failure deformation
control countermeasure
分类号
TU454 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
倾斜煤层沿空掘进巷道不对称支护技术
被引量：
6
18
作者
王鹏举
周钢
邹长磊
王浩
王超
机构
中国矿业大学力学与建筑工程学院
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
出处
《金属矿山》
CAS
北大核心
2014年第4期70-73,共4页
文摘
鉴于现阶段绝大多数巷道采用对称支护方法这一现状,通过理论分析、数值模拟以及物理相似模拟技术揭示巷道围岩的受力状态及变形破坏特征。研究表明倾斜煤层沿空掘进巷道围岩呈明显不对称受力状态及变形破坏特征,巷道断面与岩层倾斜方向成钝角的部位首先产生变形破坏,随后产生连锁反应,巷道的其他部位破坏,最后造成整个巷道的破坏失效。因此常规的对称支护技术不能保证巷道围岩的稳定,针对这一研究结果提出采用非对称的支护技术,在对称支护的基础上对薄弱(关键)位置补充加强支护,防止薄弱(关键)部位的破坏而导致的整个巷道的连锁式破坏,使巷道整个断面的变形趋于协调。在巷道掘进过程中和工作面回采过程中通过现场矿压及围岩变形量的检测分析,锚杆的受力均匀,巷道变形能够满足安全生产要求,表明支护效果较好,对类似条件巷道的支护有借鉴意义。
关键词
倾斜煤层
沿空掘进巷道
关键部位
不对称支护
Keywords
Inclined
coal
seam,
roadway
driving
along
the
goaf
, Key parts, Asymmetric supporting
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
区段大煤柱水力压裂切顶护巷技术研究
被引量：
32
19
作者
司瑞江
李飞鹏
赵璐璐
许利军
冯恒星
机构
山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期282-287,共6页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804209)
国家自然科学基金资助项目(51974326)。
文摘
针对工作面回采过程中沿空留巷围岩应力高、蠕变变形大的难题,以赵庄矿井1309工作面为研究背景,用理论计算的方法开展了沿空留巷区域围岩结构力学分析,并提出了适用于该矿井的顶板双向水力压裂护巷工艺和效果检测方法。研究结果表明:13092巷道变形程度由煤体单轴抗压强度、煤层埋深、顶板岩梁强度共同决定,在以上因素的叠加作用下采空区侧向顶板挤压煤柱,煤柱塑性区范围扩大,侧向应力向煤柱深部转移,顶板断裂前煤柱内弹塑性过渡区域垂直应力达到最大值,受侧向应力峰值影响13092巷道发生强烈蠕变变形,巷道断面维护困难;通过在13091巷道布置双向水力压裂孔,提前弱化顶板,破坏其应力传递和能量积聚的条件,有效地进行了人为断裂线的预制,并改善断裂线在煤柱上方的倾向位置,减缓了煤柱受挤压程度;在巷道上方施工的水力压裂孔能够有效促使关键岩块B回转下沉,减小了1309工作面侧向悬顶的长度,垮落的关键岩块B能够较好地对高位岩层形成支承作用;在施工水力压裂孔后相应区域巷道变形量缩小40%,煤柱边界区域微震事件数和微震能量值均有大幅度减小,保证了沿空巷道在回采期间的围岩稳定性。该研究成果探索了顶板水力压裂护巷在晋煤矿区应用的可行性,并为类似矿井条件下开展压裂工艺提供了工程指导。
关键词
切顶护巷
区段大煤柱
水力压裂
围岩应力
沿空留巷
Keywords
roof cutting to protecting
roadway
wide sublevel
coal
pillar
hydraulic fracturing
surrounding rock stress
gob side entry drived
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
沿空掘巷工作面停采期煤自燃防治技术
被引量：
9
20
作者
鲁义
殷召元
马东
陈东春
周伟
机构
中国矿业大学安全工程学院
皖北煤电集团有限责任公司钱营孜煤矿
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015年第3期48-51,共4页
基金
国家自然科学基金煤炭联合基金重点资助项目(U1361213)
中国矿业大学大学生创新创业基金资助项目(201405)
煤炭资源与安全开采国家重点实验室大学生科技创新计划资助项目(SKLMD2014008)
文摘
为有效防治沿空掘巷工作面回采期间煤自燃,在实验室测试并分析了32煤层自燃指标气体及临界值;采用UDEC软件对沿空掘巷遗留小煤柱的稳定性进行了分析,得出煤柱受到的最大垂直应力为12 MPa,垂直方向和水平方向最大位移分别为2.076、0.547 1 m;采用Fluent软件分析了受压小煤柱易自燃区域情况,得出小煤柱采空区侧方向25~75 m属于自燃氧化带的范围。根据分析结果采取了降低风量、指标气体监测点优化及安全预警临界值量化、采空区和小煤柱易自燃区域内埋管注三相泡沫为一体的煤炭自燃防治措施,工作面停采半年期间其上隅角支架后CO体积分数稳定在20×10-6左右,O2体积分数保持在18%,取得了较好的自燃防治效果。
关键词
受压煤柱
煤炭自燃
沿空掘巷
三相泡沫
Keywords
compression of
coal
pillar
coal
spontaneous combustion
gateway
driving
along
goaf
three phase foam
分类号
TD752.2 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
遗留煤柱扰动下薄间距动压巷道压裂卸压护巷技术研究
陈学亚
张宁波
刘立明
陈宝宝
付世雄
《煤炭工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
坚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度及稳定控制研究
陈云
《工矿自动化》
北大核心
2025
1
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职称材料
3
神东矿区复合顶板无煤柱自成巷技术的研究及应用
白雪亮
《中国煤炭》
北大核心
2025
0
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职称材料
4
深部特厚煤层综放沿空掘巷煤柱优化及巷道支护
彭林军
吴家遥
何满潮
宫凯旋
陈东旭
徐顺钰
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2024
8
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职称材料
5
综放面“双硬”煤层临空煤柱宽度及承载强度校核
单成方
尚会杨
张强
李亚锋
刘伟
黄鹏
《采矿与岩层控制工程学报》
EI
北大核心
2024
4
在线阅读
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职称材料
6
坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响
赵常辛
李晓旭
石蒙
冀瑞锋
张焱
《工矿自动化》
CSCD
北大核心
2024
14
在线阅读
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职称材料
7
煤矿综采工作面沿空掘巷支护及智能预警技术研究
袁学旭
赵军伟
秦洪岩
李雪冰
李攀
《中国煤炭》
北大核心
2024
2
在线阅读
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职称材料
8
倾斜厚煤层综放工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究
马建文
吕存书
廖永红
《中国矿业》
北大核心
2024
3
在线阅读
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职称材料
9
综放沿空巷道顶煤受力变形分析
王卫军
侯朝炯
柏建彪
张习美
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2001
52
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职称材料
10
综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设及支护技术研究
张鹏鹏
郝兵元
王凯
黄小朋
闫树鹏
魏娟
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2018
49
在线阅读
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职称材料
11
沿空掘巷合理煤柱宽度综合分析与确定
奚家米
毛久海
杨更社
王进锋
《煤田地质与勘探》
CAS
CSCD
北大核心
2008
18
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职称材料
12
厚煤层窄煤柱沿空掘巷中煤柱极限核区计算
贾双春
王家臣
朱建明
马中文
《中国矿业》
北大核心
2011
24
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职称材料
13
综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计及其应用
于洋
柏建彪
陈科
肖同强
《煤炭工程》
北大核心
2010
57
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职称材料
14
深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化
秦永洋
许少东
杨张杰
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2010
62
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职称材料
15
综放开采合理护巷煤柱宽度研究
张少杰
王金安
吴豪伟
朱占东
《中国矿业》
北大核心
2012
18
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职称材料
16
预置矸石充填带置换小煤柱的无煤柱开采技术
王红胜
张东升
马立强
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2010
19
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职称材料
17
基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究
江贝
李术才
王琦
朱维申
王德超
王富奇
王洪涛
阮国强
邵行
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
16
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职称材料
18
倾斜煤层沿空掘进巷道不对称支护技术
王鹏举
周钢
邹长磊
王浩
王超
《金属矿山》
CAS
北大核心
2014
6
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职称材料
19
区段大煤柱水力压裂切顶护巷技术研究
司瑞江
李飞鹏
赵璐璐
许利军
冯恒星
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020
32
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职称材料
20
沿空掘巷工作面停采期煤自燃防治技术
鲁义
殷召元
马东
陈东春
周伟
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2015
9
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职称材料
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