硬厚难垮顶板工作面矿压显现特征及顶板灾害防治技术

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作者 徐刚 张震 +6 位作者 李正杰 冯彦军 张春会 薛吉胜 刘前进 蔺星宇 马镕山 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第8期27-42,共16页

硬厚难垮顶板工作面开采期间矿压显现异常强烈,该类型顶板灾害的防控一直是困扰我国工作面安全高效生产的难题。基于顶板灾害案例分析,梳理了我国硬厚难垮顶板类型及致灾特点,开展了硬厚难垮顶板工作面强动载矿压发生机理及影响因素研究... 硬厚难垮顶板工作面开采期间矿压显现异常强烈,该类型顶板灾害的防控一直是困扰我国工作面安全高效生产的难题。基于顶板灾害案例分析,梳理了我国硬厚难垮顶板类型及致灾特点,开展了硬厚难垮顶板工作面强动载矿压发生机理及影响因素研究,从预先设计、采前弱化和采中监测预警3个阶段提出了针对性的防控手段,并进行了实践应用。研究表明:硬厚难垮顶板具有强度高、厚度大、整体性强的特点,可分为抗压强度高的厚顶板、整体性较好的厚顶板及基本顶直覆顶板3类;硬厚难垮顶板大面积瞬时垮落多伴随工作面强来压、飓风等现象,易造成设备损坏、瓦斯超限或爆炸,危及人身安全;硬厚难垮顶板存在2种诱发工作面强矿压的顶板破断形式,一是顶板长悬顶状态下弯曲下沉,发生架后断裂,二是长悬顶顶板在煤壁前方超前断裂产生快速回转;硬厚难垮顶板采场矿压符合Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ分区支承模型运动形式,顶板厚度大、抗拉强度高、周期垮落步距长,断裂时更易引起煤壁处下沉量增大,支架显著增阻,此即为硬厚难垮顶板工作面矿压显现强烈的原因。基于以上分析,提出顶板弱化与矿压监测相结合的顶板灾害防治方法,在预先探明覆岩赋存特征、合理支架选型条件下,采用微震监测确定压裂目标层,基于矿压监测评价工作面支护-卸压效果,该方法在曹家滩煤矿10 m超大采高工作面得以成功应用,开采期间工作面初次来压步距由100m以上减小至49.35m,4次方以上微震大能量事件占比仅1.2%,取得了较好的防控效果。 展开更多

关键词 硬厚难垮顶板 顶板灾害防治 强矿压发生机理 分区支承模型 区域压裂

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基于割煤循环智能检测的工作面来压判识方法

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作者 罗香玉 康林星 +2 位作者 南添松 解盘石 伍永平 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期16-21,共6页

基于液压支架工作阻力数据进行工作面来压判识需解决2个问题:一是如何从海量的工作阻力数据中提取循环末阻力数据,二是如何有效利用提取出的循环末阻力数据对工作面是否来压实现有效判断。现有的循环末阻力提取方法大多依赖固定规则和... 基于液压支架工作阻力数据进行工作面来压判识需解决2个问题:一是如何从海量的工作阻力数据中提取循环末阻力数据,二是如何有效利用提取出的循环末阻力数据对工作面是否来压实现有效判断。现有的循环末阻力提取方法大多依赖固定规则和经验值参数,在复杂工作面环境下准确性低且适应性差。针对该问题,提出一种基于割煤循环智能检测的工作面来压判识方法。将割煤循环检测转化为二分类问题,使用支持向量机分类器对割煤循环结束时刻进行智能检测,以自动判别割煤循环的结束时刻;在获取所有割煤循环结束时刻的基础上,提取各支架循环末阻力数据;通过数据融合生成能够反映工作面整体压力状态的单序列数据,并基于来压判定公式进行工作面来压判识。基于不连沟煤矿某工作面的液压支架工作阻力数据进行实验,结果表明,该方法割煤循环检测的精确率、召回率、F_(1)分数分别为85.91%,81.84%,83.83%,来压判识的精确率、召回率、F_(1)分数分别为79.43%,78.76%,79.09%,均优于滑动窗口极值法和阈值法,在识别循环末阻力和工作面来压判识方面具有显著优势。 展开更多

关键词 顶板灾害防控 来压判识 割煤循环智能检测 支持向量机 循环末阻力

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深部岩体结构面动力特性与致灾效应研究进展

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作者 单仁亮 柏皓博 +4 位作者 孙鹏 李泳臻 吴浩田 肖圣超 窦浩宇 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期21-41,共21页

随着全球资源需求的持续上升,深部地下工程的开发规模不断扩大,面临日益复杂的地质条件和高地应力环境。这种转变使得深部含结构面岩体的动力特性研究成为近年来的热点与难点问题。为此,首先对结构面的动剪切和动拉压特性进行了系统总结... 随着全球资源需求的持续上升,深部地下工程的开发规模不断扩大,面临日益复杂的地质条件和高地应力环境。这种转变使得深部含结构面岩体的动力特性研究成为近年来的热点与难点问题。为此,首先对结构面的动剪切和动拉压特性进行了系统总结,并深入分析了多种因素对结构面动力行为的影响。然后,探讨了结构面效应对岩体动力特性的影响,特别是对岩体动强度和动变形的作用。此外,针对常见的深部动力灾害,如岩爆、大变形和冲击地压,梳理了其触发机制和防治技术,强调了建立有效理论和技术体系的重要性。最后,对未来深部岩体结构面动力特性及动力灾害防控技术的研究方向进行了展望,呼吁结合新兴技术与理论方法,以提升研究的深度与广度,从而提高工程实践中的安全性和有效性。 展开更多

关键词 深地工程 结构面 动力特性 致灾效应 防控技术

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煤层顶板多种灾害发生机理与协同防治技术 被引量：1

4

作者 郑凯歌 张俭 +2 位作者 孙四清 陈冬冬 王泽阳 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期24-35,共12页

【目的】基于我国煤层多期沉积−构造演化形成的煤与瓦斯突出、突水、冲击地压等多灾害共生环境,针对深部开采条件下高地应力-高水压-强采动耦合诱发的顶板多灾害链式演化难题,系统开展了煤层顶板多动力灾害耦合机制与协同防治技术研究... 【目的】基于我国煤层多期沉积−构造演化形成的煤与瓦斯突出、突水、冲击地压等多灾害共生环境,针对深部开采条件下高地应力-高水压-强采动耦合诱发的顶板多灾害链式演化难题,系统开展了煤层顶板多动力灾害耦合机制与协同防治技术研究。【方法】通过区域构造特征分析与赋煤构造单元划分,综合运用地质力学分析、灾害演化分析及技术模式构建等方法,系统揭示了煤层顶板多动力灾害的耦合作用机制,创新构建多灾害协同防控技术体系。【结果和结论】(1)随着开采深度增加,顶板灾害由单一模式向瓦斯-冲击地压-水害复合模式转变,深部“三高一扰动”环境通过应力重分布-裂隙扩展-能量积聚的链式作用,诱发冲击启动、水气互馈等灾害耦合效应;(2)突破传统冲击-瓦斯二元耦合研究框架,系统建立了包含巨厚含水层致冲、离层水-厚硬顶板联动等多灾害耦合模型,阐明了采动裂隙网络贯通诱发气液运移-能量释放的跨灾耦合机理;(3)创新提出“分源辨识-分类调控-协同防治”的技术路径,研发形成包含定向长钻孔分段压裂、地面L型井群组改造等关键技术的“井上下联动、区域局部协同”五种防控模式。该成果为破解深部开采多灾种协同防控难题提供了理论依据和技术路径。 展开更多

关键词 顶板灾害 耦合效应 协同防控 跨灾耦合 防控模式

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高位长钻孔爆破防治冲击地压技术研究及应用 被引量：1

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作者 顾倩悦 曹安业 +5 位作者 杨耀 边戈 赵卫卫 高红兵 李庚 刘彦强 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第2期121-131,共11页

针对陕西某矿赋存高位厚硬顶板,已有技术难以实现井下直接整层弱化导致冲击地压频发的难题,提出一种高位钻场长钻孔爆破厚硬顶板防治冲击地压技术。采用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了该技术卸压降载机制,确定了其布置参数与层位... 针对陕西某矿赋存高位厚硬顶板,已有技术难以实现井下直接整层弱化导致冲击地压频发的难题,提出一种高位钻场长钻孔爆破厚硬顶板防治冲击地压技术。采用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了该技术卸压降载机制,确定了其布置参数与层位,并在该矿2412工作面开展了工程实践。结果表明:长距离钻孔爆破技术是通过在高层位顶板布置钻场实现厚硬顶板整层预裂,达到卸压降载的目的;设计正交试验确定了长距离钻孔爆破卸压效果的主控影响因素为爆破层位;根据煤矿覆岩主控诱灾层位识别方法,判定2412工作面煤层上方52~67 m处为爆破层位,根据工作面开采期间周期来压步距及爆破围岩裂隙发育半径,确定炮孔间距为30 m。工程实践表明,施工长距离钻孔爆破后微震事件频次及能量均有所降低,巷道变形量减小,与传统顶板深孔爆破技术相比,长距离钻孔爆破技术的卸压范围更大,效果更显著。研究结论可为类似条件矿井在生产期间,从源头对高层位、难卸压的厚硬顶板进行降载卸压防治冲击地压提供参考。 展开更多

关键词 厚硬顶板 冲击地压 长距离钻孔爆破 正交试验 防治技术

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隧道突泥涌水致灾机理及防控技术研究

6

作者 秦鹏飞 赵亚敏 +1 位作者 宋梦 王文菁 《中国岩溶》 北大核心 2025年第2期359-369,共11页

隧道突水灾害具有“大流量、强突发、高水压、多类型”等特点,是多尺度、多物理场耦合的复杂灾害现象,分析不良地质构造特征、发育形态及水压作用下的破坏趋势,有利于深刻揭示突泥涌水致灾机理。文中从灾害水源、水流补给通道及隔水岩... 隧道突水灾害具有“大流量、强突发、高水压、多类型”等特点,是多尺度、多物理场耦合的复杂灾害现象,分析不良地质构造特征、发育形态及水压作用下的破坏趋势,有利于深刻揭示突泥涌水致灾机理。文中从灾害水源、水流补给通道及隔水岩体三者性能状态演变着手,分析了突泥涌水的动力灾变过程,并基于弹性力学、断裂力学和工程水力学理论,探讨了压剪、拉剪型破坏的致灾机理。将隧道掘进面与灾害水源间的岩层,分作隧道开挖引起的应力松弛区、完整岩体保护区及裂隙带区3个区域,提出了突泥涌水的有效保护厚度。最后从注浆理论、注浆材料等方面阐释了灾害防控的技术措施,以期对保障隧道施工安全起到一定借鉴作用。 展开更多

关键词 深埋隧道 突泥涌水 工程灾害 注浆技术 防控研究

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一种煤矿顶板灾害防治知识图谱构建方法 被引量：6

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作者 罗香玉 杜浩 +2 位作者 华颖 解盘石 吕文玉 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期54-60,共7页

目前煤矿顶板灾害防治措施决策及事故原因分析等过程主要依赖人工经验,智能化水平较低。顶板灾害防治知识图谱可整合顶板灾害防治知识和经验,辅助顶板灾害事故原因分析和顶板灾害防治措施决策。提出了一种煤矿顶板灾害防治知识图谱构建... 目前煤矿顶板灾害防治措施决策及事故原因分析等过程主要依赖人工经验,智能化水平较低。顶板灾害防治知识图谱可整合顶板灾害防治知识和经验,辅助顶板灾害事故原因分析和顶板灾害防治措施决策。提出了一种煤矿顶板灾害防治知识图谱构建方法。采用本体方法完成煤矿顶板灾害防治知识建模,将顶板灾害防治领域的概念分为矿井地质类、开采技术类、防治措施类和事故表征类,将概念之间的关系定义为使用、引发、易发、治理、预防和适用,为煤矿顶板灾害防治知识抽取(实体抽取和关系抽取)奠定基础;结合煤矿顶板灾害防治领域文本存在大量嵌套实体和关系之间存在实体重叠的特点,确定了基于跨度的实体抽取方法和基于依存句法树引导实体表示的关系抽取方法;构建了顶板灾害防治领域语料库,采用Neo4j图数据库存储数据,为顶板灾害防治知识图谱的应用提供数据来源支撑;展示了煤矿顶板灾害防治知识图谱局部构建结果,说明该知识图谱可辅助顶板灾害事故原因分析和防治措施决策,从而提高顶板管理的智能化水平;指出基于该知识图谱,结合自然语言处理和知识推理等技术,可实现顶板管理知识问答。 展开更多

关键词 煤矿顶板管理 顶板灾害防治 知识图谱 本体 知识抽取 知识建模

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中国酿酒葡萄产区的主要灾害类型和防控手段 被引量：4

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作者 韩青晓 陈可钦 +5 位作者 樊玉婷 李磊 刘旭 孙翔宇 房玉林 张克坤 《中外葡萄与葡萄酒》 北大核心 2024年第5期89-96,共8页

中国幅员辽阔,气候、地貌和土壤类型复杂多样,不同葡萄酒产区易发灾害类型不同。各产区现有的灾害防控技术、新的灾害防控技术研究以及未来的发展方向尚缺少总结性比较。本文从中国葡萄酒产区的发展和划分切入,概述了低温霜冻、越冬冻... 中国幅员辽阔,气候、地貌和土壤类型复杂多样,不同葡萄酒产区易发灾害类型不同。各产区现有的灾害防控技术、新的灾害防控技术研究以及未来的发展方向尚缺少总结性比较。本文从中国葡萄酒产区的发展和划分切入,概述了低温霜冻、越冬冻害、冰雹、大风、雨涝、干旱和高温等葡萄生长期遭遇的主要灾害类型在各产区的发生时间、原因及其现存的防控和补救措施,分析其差异和共同点,将不同产区灾害防控技术进行总结归纳,指导葡萄的田间栽培管理。另外,文章还归纳分析了近些年新的灾害防控手段,并基于此探讨了未来不同灾害防控的发展方向,期望能为未来葡萄防灾减灾提供一定的理论支撑。 展开更多

关键词 酿酒葡萄产区 灾害类型 防控技术

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多分层错距开采特厚遗煤自燃规律及精准防控技术研究 被引量：1

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作者 许延辉 程小蛟 +5 位作者 文虎 翟小伟 樊世星 金永飞 刘荫 于志金 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期101-113,共13页

孟加拉国Barapukuria矿开采VI煤层平均厚度39.14m,采用多分层错距布置的减损开采模式,地质条件复杂,原始地温高,自燃火灾、水害、热害、冲击地压等地质灾害严重。针对孟巴矿多分层错距开采采空区遗煤量大、立体漏风供氧通道多、遗煤失... 孟加拉国Barapukuria矿开采VI煤层平均厚度39.14m,采用多分层错距布置的减损开采模式,地质条件复杂,原始地温高,自燃火灾、水害、热害、冲击地压等地质灾害严重。针对孟巴矿多分层错距开采采空区遗煤量大、立体漏风供氧通道多、遗煤失水、地温高等利于煤自燃的环境条件,首先通过采空区煤自燃“三带”观测、漏风通道分析、张裂带和断层等因素的理论叠加,划分了多分层错距开采煤自燃危险区域范围和危险等级,确定了工作面最小安全推进速度;其次,通过不同含水煤样的程序升温实验和Graham系数获得了煤自然发火标志气体、特征温度阈值、预警指标及阈值,结合采空区、老空区以及巷帮危险区分布特征,提出了多分层开采煤自燃危险区域“时空-分级-适配”的监测预警方法;根据孟巴矿多分层错距开采特点及多年现场实践,形成了危险区域“立体封堵、分段隔离、区域注氮”的精准预防和灾变气体“溯源控漏、减量稀释、定向疏排”的应急控制技术。现场应用结果表明:该技术的实施,确保了一分层1110工作面的安全启封,解放呆滞煤量80万t;此外,有效控制了各分层工作面正常回采过程中采空区的遗煤氧化进程,进风侧采空区CO为0,回风侧采空区CO短时间快速减小为0,成功地保障了孟巴矿十多年的安全开采。 展开更多

关键词 分层错距 煤自燃 监测预警 防控技术 灾变应急处置技术

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亭南煤矿巨厚砂岩含水层顶板灾害协同防控技术及应用 被引量：2

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作者 王海宾 王云搏 +3 位作者 刘思旭 戚盛名 谢方鹏 李百宜 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期747-758,共12页

针对彬长矿区亭南煤矿主采煤层顶板为典型巨厚砂岩含水层结构,冲击地压、水害、瓦斯为主的多元动力灾害突出问题,基于此现场实测数据分析得到了亭南煤矿“冲击地压-水害、冲击地压-瓦斯”两类典型灾害链,通过室内试验研究了灾害链的致... 针对彬长矿区亭南煤矿主采煤层顶板为典型巨厚砂岩含水层结构,冲击地压、水害、瓦斯为主的多元动力灾害突出问题,基于此现场实测数据分析得到了亭南煤矿“冲击地压-水害、冲击地压-瓦斯”两类典型灾害链,通过室内试验研究了灾害链的致灾机理并制定了灾害协同防控原则,设计了包含采前、采中两阶段以及源头断链整体防控、系统防控隔离断链两种思路的巨厚砂岩含水层顶板灾害协同防控方法,并在亭南煤矿进行了现场应用。结果表明,随冲击幅值增加,动态损伤煤岩体的极限承载能力减小,冲击导致顶板损伤和弱化,沟通巨厚砂岩含水层;强冲击后砂岩试样孔隙率达8.23%,较未冲击增长了34.48%,冲击地压的发生使得岩体裂隙增加,为瓦斯逸散提供了通道;通过巨厚砂岩含水层顶板灾害协同防控技术,实测得到支架平均阻力为35.03 MPa,无明显应力激增现象,工作面涌水稳定于250~280 m^(3)/h,甲烷涌出量在0.2%水平波动。研究结果可为彬长矿区煤矿多元动力灾害防治提供支持,助力实现煤矿灾害风险高效防范,推动多元灾害协同防控技术进步。 展开更多

关键词 巨厚砂岩含水层 顶板灾害 灾害链 协同防控

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我国不同类别煤层顶板水害致灾机理与防控路径 被引量：33

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作者 曾一凡 朱慧聪 +6 位作者 武强 王皓 郭小铭 崔芳鹏 庞振忠 刘守强 杨维弘 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1539-1555,共17页

我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地... 我国是世界上成煤和赋存条件最复杂的国家,煤层顶板水文地质条件的多样性和复杂性,采动覆岩裂隙场与渗流场耦合的相互性和时变性以及煤层顶板突水的独特性和危害性,造成顶板水害是我国尤其是西部煤矿区的主要矿井灾害之一。为了更好地认识顶板水害和推广现有技术和探索新技术防控此类矿井灾害,在全面分析近年来我国煤层顶板水害事故规律与顶板充水含水层的赋存条件、突水模式、动力特征、力学行为等基础上,系统划分了顶板水害的类型、特征、主要类别的致灾机理及梳理了现有顶板水害的防治技术,并展望了未来顶板水害防治领域的发展方向。研究发现:①顶板水害主体架构包括巨厚基岩含水层涌(淋)水、薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌、离层空间蓄水储能突水、天窗补给型突水、围岩烧变增透致突等5种类别,集中分布于秦岭—淮河沿线以北地区,陕、蒙、宁是顶板水害主要聚集地。②采动诱发巨厚基岩含水层下覆岩原生裂隙互馈-贯通发育“Z”型离层空间,导致采场出现大面积涌(淋)水现象;基于复合关键层破断力学条件,阐明了薄基岩弱胶结层水-砂耦合溃涌致灾的动力源;构建了离层失稳突水临界判别准则,将离层突水划分为静载扰动、“动+静”载复合扰动、复合煤层开采重复扰动3种模式;红土隔水层缺失及红土薄弱区采动劣化损伤是产生天窗越流补给的主要根源;围岩烧变增透,孔隙度增大,接受临近水源补水后形成新的含水结构体,在采动诱发下烧变岩水涌入采场发生水害事故。③梳理了当前煤层顶板水害“探-放-治”三位一体的解危防控技术体系,提出了井上下共轭联动、钻-采(掘)高位协同地质勘探系统,以防治水“三区”划分为导向的地质保障工作,“煤-水-生态”多目标齐抓共管的绿色开采和防治水理念,以及数智化、透明化矿山水文地质灾害信息维护系统等未来发展方向。 展开更多

关键词 顶板水害 矿井防治水 离层突水 致灾机理 防控技术

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煤尘爆炸灾害防控关键技术及发展趋势 被引量：2

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作者 司荣军 黄子超 《矿业安全与环保》 北大核心 2024年第6期18-25,共8页

煤尘爆炸是煤矿井下热动力灾害的主要模式之一,并与井下赋存的瓦斯耦合形成复合灾害。目前煤尘爆炸灾害防控主要包括被动式隔爆技术、主动式抑隔爆技术等。在煤矿智能化建设的背景下,传统的被动式隔爆水棚的应用条件受限,不能完全满足... 煤尘爆炸是煤矿井下热动力灾害的主要模式之一,并与井下赋存的瓦斯耦合形成复合灾害。目前煤尘爆炸灾害防控主要包括被动式隔爆技术、主动式抑隔爆技术等。在煤矿智能化建设的背景下,传统的被动式隔爆水棚的应用条件受限,不能完全满足灾害精准、有效、智能防控的需求;机械式隔爆技术、主动式抑隔爆技术、爆炸区域联控技术具有较好的推广应用前景。在此基础上,考虑到煤矿井下的复杂环境及煤尘爆炸传播的致灾过程,分析了抑隔爆装置区域联控技术要求、爆炸信息的准确感知及阈值综合判定、爆炸传播能量与抑爆剂用量之间的关系、机械式隔爆装置应用规范等技术瓶颈问题,为进一步提升爆炸防控技术装备的适用性、可靠性提供了研究思路。 展开更多

关键词 煤尘爆炸 隔爆设施 主动式抑爆技术 灾害防控技术 发展趋势

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铁路全生命周期地质灾害防治技术对策 被引量：1

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作者 张利国 《中国铁路》 北大核心 2024年第1期15-20,共6页

我国地域广阔,地质灾害严重。在铁路规划、设计、建设、运营和维护等各阶段,都需充分考虑地质灾害风险,并采取相应的预防和治理措施。研究提出贯穿铁路勘察设计、建设和运营全生命周期的铁路地质灾害防治总体技术框架,并采取以下技术对... 我国地域广阔,地质灾害严重。在铁路规划、设计、建设、运营和维护等各阶段,都需充分考虑地质灾害风险,并采取相应的预防和治理措施。研究提出贯穿铁路勘察设计、建设和运营全生命周期的铁路地质灾害防治总体技术框架,并采取以下技术对策:通过充分的地质勘察工作,查明沿线地质环境条件,为铁路规划和设计提供科学依据;施工过程中采取合理的施工方法和措施,对地质灾害进行防治,避免对环境造成破坏;加强运营维护期的地质灾害监测和预警,及时发现和处理潜在危险。研究提出的铁路全生命周期地质灾害防治技术对策已在多处投入应用,为确保铁路安全运行和可持续发展发挥了重要作用。 展开更多

关键词 铁路 全生命周期 地质灾害 防治技术 监测预警 “天空地”综合勘察

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鄂尔多斯盆地北部典型顶板水害特征及其防治技术 被引量：66

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作者 李东 刘生优 +2 位作者 张光德 徐会军 赵宝峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3249-3254,共6页

为了查明鄂尔多斯盆地北部典型顶板水害的形成机理,并提出有针对性的防治措施,在系统分析区域含水层厚度、赋存特征、分布规律、水文地质参数等矿井水文地质条件的基础上,结合鄂尔多斯盆地北部诸多矿井顶板水害发生的特征,得出鄂尔多斯... 为了查明鄂尔多斯盆地北部典型顶板水害的形成机理,并提出有针对性的防治措施,在系统分析区域含水层厚度、赋存特征、分布规律、水文地质参数等矿井水文地质条件的基础上,结合鄂尔多斯盆地北部诸多矿井顶板水害发生的特征,得出鄂尔多斯盆地西缘、东缘和北缘具有不同的顶板水害形成条件和特点,最具典型的水害类型分别为离层水害、薄基岩突水溃沙灾害和巨厚砂砾岩含水层顶板水害。研究了含水层沉积特征和水文地质结构,结合不同类型水害的形成要素和水害发生特征,初步查明了典型顶板水害的形成机理,"束状钻孔,靶向探放"是防治离层水害的有效方法,井上下疏放水和注浆改造是防治薄基岩突水溃沙的有效途径,顶板水超前疏放和加强排水系统是巨厚砂砾岩含水层顶板水害防治的主要方法。大量的工程实践资料验证了对水害条件认识的正确性和水害防治方法的有效性。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 顶板含水层 典型水害 形成机理 防治技术

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西部典型侏罗系富煤区含水介质条件与水动力学特征 被引量：20

15

作者 徐智敏 高尚 +4 位作者 孙亚军 崔思源 张梦飞 陈忠胜 吴江峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期444-451,共8页

以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型特征,采用现场取样、压汞实验、扫描电镜等手段,系统研究了侏罗系西山窑组含水层的沉积环境、宏观地层结构、细观孔隙结构等含水介质特征;通... 以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型特征,采用现场取样、压汞实验、扫描电镜等手段,系统研究了侏罗系西山窑组含水层的沉积环境、宏观地层结构、细观孔隙结构等含水介质特征;通过现场抽水试验及室内数据处理分析,研究了该含水层的循环条件及水动力特征。结果表明:研究区侏罗系含水层具有典型的隐伏古湖床沉积环境及高孔隙度、强渗透性、"孔隙-裂隙"双重含水介质共存的特殊水文地质结构特征;区域上,侏罗系含水层补给水源充沛,结合侏罗系含水层的双重介质特征,表现出具有明显滞后效应的水动力学特征,通过Boulton模型对水文地质参数进行校正,经现场试验,更符合该区地下水运动的实际规律。研究成果初步揭示了吐哈盆地富煤区由于地质沉积环境及岩性差异所导致的侏罗系含水介质结构及地下水动力场的特殊性。 展开更多

关键词 侏罗系 “孔隙-裂隙”双重介质 水动力特征 滞后效应 顶板防治水

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煤矿断层错动型冲击地压研究现状与发展趋势 被引量：25

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作者 李鹏 蔡美峰 +2 位作者 郭奇峰 鲁细根 颜丙乾 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1-17,共17页

为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总... 为深入认识断层错动型冲击地压复杂的致灾机制、降低采矿过程中冲击事故的发生率,通过梳理国内外文献,系统总结和分析了国内外在断层错动型冲击地压方面的研究进展及成果.介绍了国内外一些矿山发生断层错动型冲击地压的严峻形势,并汇总了国内部分煤矿该类型冲击地压实例;从断层活化机制及其判别准则、断层错动型冲击地压理论、发生条件及其孕育过程等4个方面着重分析了断层错动型冲击地压的致灾机制;总结了断层错动型冲击地压的监测预警方法,并介绍了一些具有代表性的可用于断层错动型冲击地压预测预报的监测预警技术及其工程应用情况,包括断层错动型冲击地压监测预警与防治体系、BMS-II型微地震监测系统、多参量实时联合监测预警系统和深部钻孔应变观测技术;论述了断层错动型冲击地压防控技术,包括区域性防御措施和局部解危措施等;在分析以上问题的同时,又提出了一些新的理论观点、见解和建议.最后,指出了当前断层错动型冲击地压研究存在的一些不足,并对该类型冲击地压未来研究的发展趋势进行了多方面展望. 展开更多

关键词 采矿工程 断层活化 断层错动型冲击地压 致灾机制 监测预警技术 防控技术

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煤矿防治水实用技术及装备 被引量：48

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作者 董书宁 靳德武 冯宏 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第3期8-11,共4页

煤矿水害事故严重制约着煤炭工业的可持续发展,探索和开发煤矿防治水实用、有效的技术方法,研制高精度的探测仪器是解决这一问题的重要途径。从充水水源特征、导水通道的性质探查入手,根据煤炭资源开发阶段划分的要求,针对不同的水害类... 煤矿水害事故严重制约着煤炭工业的可持续发展,探索和开发煤矿防治水实用、有效的技术方法,研制高精度的探测仪器是解决这一问题的重要途径。从充水水源特征、导水通道的性质探查入手,根据煤炭资源开发阶段划分的要求,针对不同的水害类型,提出了煤层顶、底板水害探查技术及装备;导水陷落柱探查、治理技术与装备;采空区水探查技术、装备及防治方法;巷道穿越(导水)断层破碎带的管棚支护技术等几种典型煤矿水害的实用探测、治理技术及装备。 展开更多

关键词 煤矿防治水 水害类型 实用技术 装备

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巨厚低渗含水层下厚煤层顶板水害机理与防治 被引量：25

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作者 李宏杰 陈清通 牟义 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第10期28-31,共4页

为得到巨厚低渗含水层下顶板水害形成机理,采用钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔电视观测和物探等勘查及数值模拟方法对其进行研究。结果表明:覆岩存在巨厚低渗砂岩含水层,下伏泥岩隔水层,覆岩裂采比为12.51,波及到该砂岩含水层,这为突水提... 为得到巨厚低渗含水层下顶板水害形成机理,采用钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔电视观测和物探等勘查及数值模拟方法对其进行研究。结果表明:覆岩存在巨厚低渗砂岩含水层,下伏泥岩隔水层,覆岩裂采比为12.51,波及到该砂岩含水层,这为突水提供了水源和通道等内在条件。通过矿井瞬变电磁法探测及数值模拟研究,确定砂岩和泥岩软硬组合结构在采动条件下,扰动泥岩重塑形成离层储水空间,当离层积水量达到一定程度后,伴随着基本顶的周期来压及大面积垮落,离层水包破裂并瞬间溃入矿井,造成突水灾害。在此基础上,总结了开采过程中对离层水进行有效疏放的方法与经验,为类似水害防治提供了借鉴。 展开更多

关键词 顶板水害 离层水 突水机理 “两带”高度 水害防治

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厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术 被引量：12

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作者 杨科 刘文杰 +3 位作者 李志华 刘钦节 池小楼 魏祯 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期12-20,共9页

针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,... 针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量>底板鼓起位移量>顶板下沉位移量的特征;由于厚硬顶板的存在,随工作面推进距离的增大,煤壁挤出位移量逐渐增大,煤壁片帮失稳的概率倍增。根据厚硬顶板下大倾角软煤开采围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测提出厚硬顶板下大倾角软煤开采2种灾害模式,一是以“片帮-冒顶”为主导,诱发“支架-围岩”系统发生大范围失稳的动态互馈的时发性灾害,二是厚硬砂岩破断诱发冲击动力显现的瞬发性灾害。基于厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制,采用厚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术,控制厚硬顶板运动;采取煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等措施,防治煤壁片帮和破碎顶板漏冒,保证“支架-围岩”系统的稳态工作。通过对支架工作阻力和煤壁片帮统计分析发现,11513工作面采取系列防治措施后,煤壁得到有效控制,初次来压时,支架工作阻力较为富裕,安全阀开启较少且支架无明显倾倒滑移现象,实现了厚硬顶板下大倾角软煤的安全高效开采。 展开更多

关键词 厚硬顶板 煤壁片帮 支架-围岩系统 灾变机制 防控技术

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永陇矿区松软富水顶板灾变机理与防控研究 被引量：15

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作者 娄金福 徐刚 +4 位作者 林青 李正杰 乔伟 王涛 王之永 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期10-18,共9页

针对黄陇侏罗纪煤田采场出水压架灾害频发的现状,以永陇矿区4个综放工作面为工程背景,围绕松软富水地层覆岩破断与顶板来压特征、离层水致灾机理及灾害预警防控开展了现场跟班实测与理论研究。研究结果表明:覆岩关键层运移破断与采场矿... 针对黄陇侏罗纪煤田采场出水压架灾害频发的现状,以永陇矿区4个综放工作面为工程背景,围绕松软富水地层覆岩破断与顶板来压特征、离层水致灾机理及灾害预警防控开展了现场跟班实测与理论研究。研究结果表明:覆岩关键层运移破断与采场矿压及离层水害存在因果关系。由于破断步距大、控制岩层组厚度大,复合关键层破断导致采场大周期来压显现异常强烈;所控岩层组断裂下沉后在洛河组含水层底部产生离层空间。受到离层水压和含水层持续补给等双重作用,离层积水越层下泄引发采场出水。基于以上认识,在实践中探索并完善了离层水害防控对策,构建了以"大周期来压、支架阻力高位预警、水位降速、宏观矿压显现异常"为主的出水压架预警机制;建立了以危险区域划分、采放工艺优化及工作面日常管控为主的防控体系。研究成果已成功指导了多个工作面的顶板水害防控,对类似地层条件的矿井具有良好的示范效应。 展开更多

关键词 黄陇侏罗纪煤田 永陇矿区 富水顶板 离层积水 出水压架灾害 复合关键层 水害防治

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