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深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术 被引量:135
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作者 张吉雄 张强 +3 位作者 巨峰 周楠 李猛 孙强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期377-389,共13页
深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采"四高一扰动"的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出... 深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采"四高一扰动"的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出深部煤炭资源采选充绿色化开采构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选与矸石就地充填一体化生产系统,形成深部煤炭采选抽充防协同生产模式,实现深部煤炭及伴生资源的安全高效及绿色开采。该构想的初步技术体系已基本形成,并在平煤集团十二矿、开滦集团唐山矿等深部矿井建立了示范工程或基地。后续将继续深入开展深部充填开采岩层控制等6个基础理论方面的研究工作,创新采选充绿色化系统布置、自动化充填、物料大流量输送、煤矸智能分选等7项关键技术,形成深部煤炭资源采选充绿色化开采的系列理论与技术体系,为实现深部资源绿色化开采提供可靠基础。 展开更多
关键词 深部资源 充填开采 采选充 岩层控制 绿色化开采
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我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展 被引量:109
2
作者 张东升 李文平 +2 位作者 来兴平 范钢伟 刘卫群 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期36-43,共8页
围绕西北煤炭开采中水资源保护基础理论研究中的关键科学问题,介绍了西北煤田地层结构特征、采动覆岩结构与隔水层稳定性时空演变规律和水资源保护性采煤机理与控制理论等方面的研究进展情况。构建了西北矿区不同生态地质环境类型生态-... 围绕西北煤炭开采中水资源保护基础理论研究中的关键科学问题,介绍了西北煤田地层结构特征、采动覆岩结构与隔水层稳定性时空演变规律和水资源保护性采煤机理与控制理论等方面的研究进展情况。构建了西北矿区不同生态地质环境类型生态-水-煤系地层空间赋存结构模型,分析了浅表层水分布特征与水循环运移规律;提出了覆岩裂隙表述和重构方法,构建了上位隔水层-中位阻隔层-下位基本顶结构协同变化模型和渐序变化模型;构建了该区初/复采煤层保水开采技术适用性分类方法体系,探索了新式短壁保水采煤方法,为构建基于水资源保护的西北煤炭科学开采方法体系奠定基础。 展开更多
关键词 西北 保水开采 地层结构 适用性分类 短壁采煤
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河北省煤炭资源利用与现状 被引量:3
3
作者 姬春旭 曹代勇 《中国煤炭》 北大核心 2007年第4期23-24,22,共3页
论述了河北省煤炭在一次能源生产和消费结构中的比例及与全国的对比,煤炭与GDP、城市化率的相关关系,煤炭的生产能力现状和需求现状。在总结河北省煤炭利用方面存在的主要问题的基础上,提出了相应的对策和建议。
关键词 资源利用 煤炭 河北省
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煤炭开采与岩层运动 被引量:253
4
作者 钱鸣高 许家林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期973-984,共12页
采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础... 采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础科学问题,对这些规律的认识将提高煤炭开采的科学性。由于采动岩层运动的复杂性,至今仍然有很多问题没有解决。介绍了采动覆岩运动的块体结构形式、岩层运动对工作面空间维护的影响、岩层运动对覆岩裂隙演化与地下水和地表沉陷等环境问题的影响、岩层运动对采动应力场影响等方面的研究进展与存在的主要问题,明确了岩层运动研究的重点和方向。结果表明:采动岩层运动是一种坚硬岩层破断前的应力集中和破断后形成块体的力学行为,坚硬岩层的破断和块体运动具有突变和不连续性,破断块体互相咬合可能形成"大变形"结构,块体咬合结构的S-R稳定性将对矿压显现、采动裂隙和地表沉陷等产生重要影响。岩层运动是一个"黑箱",目前仅仅在控制原理上得到解释,达到"灰箱"程度。因此,岩层控制在很多场合只能是"宏观"控制。"砌体梁"结构力学模型的建立明确了支护原理和支架工作阻力估算原则。一般情况下,按照4~8倍采高岩柱自重估算支架工作阻力可以满足工程需要,在大采高或薄直接顶、浅部开采、特殊压架条件等情况下支架工作阻力估算应采用上限,个别条件下单纯提高支架阻力仍无法彻底解决压架问题,还需配套实施相关工程措施加以防范。根据覆岩关键层破断块体结构的稳定性,将我国不同表土层条件下的地表沉陷划分为3种类型,提出应根据地表沉陷的不同类型进行预测、控制与选择复垦方法。关键层的赋存与破断特性对采动应力分布影响显著。目前,由于应力集中引起的事故比瓦斯事故更难以预防,为此,深部和构造应力集中区域只能开设试验矿井。 展开更多
关键词 岩层运动 “砌体梁”结构 关键层 块体运动 科学采矿
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沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响 被引量:11
5
作者 张广磊 鞠金峰 许家林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1219-1226,共8页
以西部矿区沟谷地形开采条件为背景,采用理论分析和模拟试验的方法,建立岩层移动与潜水位下降的关系,就沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响进行了探讨。结果表明:在采动裂隙未破坏潜水含水层的条件下,其储水盆地形态和汇水面积将受开... 以西部矿区沟谷地形开采条件为背景,采用理论分析和模拟试验的方法,建立岩层移动与潜水位下降的关系,就沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响进行了探讨。结果表明:在采动裂隙未破坏潜水含水层的条件下,其储水盆地形态和汇水面积将受开采沉陷影响而发生改变,从而影响到地表径流分布和区域水系环境。随着地下开采强度的不断增大,沟谷地形下开采引起的地表径流分布将出现"稳定"、"衍生"、"转移"、"恶化"4种类型。当采高和开采面积均较小时,潜水位及地表径流水位下降不明显,故整个区域水系环境变化不大;当采高较大而开采面积相对含水层面积较小时,采煤不会造成潜水位明显下降,但会引起地表沉陷,从而造成开采区域潜水位埋深变浅,当开采区域存在沟谷地形时,由于地势较低潜水易出露地表,从而衍生出新的地表径流;随着开采面积相对含水层面积逐渐增大,采煤会造成潜水位明显下降,进而开采区域之外原有地表径流流量减小甚至消失,而开采区域存在沟谷地形且地表沉陷足够大时潜水出露,地表径流转移至开采区域;最后,采高和开采面积进一步增大时,潜水位大幅下降,直至地表径流全部消失,转移至地下储存,区域生态环境趋于恶化。研究结果可为西部干旱半干旱地区的保水采煤实践提供理论依据。 展开更多
关键词 沟谷地形 地表径流 岩层移动 潜水位 保水采煤 绿色开采
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煤炭地下气化热-力耦合作用下条带开采数值模拟研究 被引量:6
6
作者 黄温钢 王作棠 +1 位作者 夏元平 辛林 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期16-23,共8页
煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进... 煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进行了数值模拟,并对气化开采和常规开采后的围岩应力和变形特征进行了对比分析。结果表明:随着气化工作面推进,围岩体内部约2 m区域的温度先升高后降低,温度传导范围一直呈扩大趋势,最大影响范围为10~12 m,温度在顶板中的传导范围最大,两侧煤体次之,底板最小。地下气化高温会在燃空区围岩体中产生热应力,导致地下气化条带煤柱所受垂直应力要明显高于常规开采的,并使燃空区悬露面、煤柱与顶底板交界面均承受水平压应力。燃空区邻近区域的顶底板位移趋势与常规的相同,但顶底板深部的位移则出现相反情况,即顶板上移、底板下沉。燃空区围岩的水平位移量明显大于常规条带开采的,且开采区域的左侧围岩体向左水平移动,右侧围岩体向右水平移动。地下气化条带开采过程中直接顶变形的波动幅度明显大于常规开采的,并在有煤体支撑的区域出现上移现象,其模型顶部岩层出现了整体上移现象,且其变形量大于常规开采的,说明地下气化过程中形成的热应力能一定程度上阻止覆岩的下沉变形。数值模拟结果可为地下气化条带开采的工程设计提供理论指导。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 条带开采 热-力耦合 温度场 应力场 位移场
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山西省煤炭开采总量的环境制约模型研究 被引量:1
7
作者 曹代勇 吴见 +4 位作者 张永东 张继坤 魏迎春 李晶 杨柳 《中国矿业》 北大核心 2009年第1期64-67,共4页
随着煤炭资源开采对环境造成影响日趋严重,煤炭开采环境问题受到广泛关注,在这方面的研究不断增多,新的研究方法和研究思路不断出现,但研究范围主要集中于环境影响分析和生态承载力评价,从环境制约角度合理地确定煤炭开采总量,目前尚属... 随着煤炭资源开采对环境造成影响日趋严重,煤炭开采环境问题受到广泛关注,在这方面的研究不断增多,新的研究方法和研究思路不断出现,但研究范围主要集中于环境影响分析和生态承载力评价,从环境制约角度合理地确定煤炭开采总量,目前尚属空白。本文定量分析了资源环境对煤炭开采的承受能力,从水资源和土地资源两个因素建立综合评价模型,估算了山西省煤炭开采的总量。 展开更多
关键词 煤炭开采总量 环境制约 评价模型
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中国残留煤资源分布特征研究 被引量:1
8
作者 黄温钢 王作棠 许豫 《中国矿业》 北大核心 2015年第10期4-9,共6页
受限于资源条件和技术水平等因素,长期以来我国形成了大量残留煤资源。对1949~2014年期间国内残留煤的资源量进行了估算,并对其分布情况、赋存条件和煤质等进行了预测。根据成因和特点,将我国残留煤资源可划分为“三下”残留煤资源... 受限于资源条件和技术水平等因素,长期以来我国形成了大量残留煤资源。对1949~2014年期间国内残留煤的资源量进行了估算,并对其分布情况、赋存条件和煤质等进行了预测。根据成因和特点,将我国残留煤资源可划分为“三下”残留煤资源、薄煤层残留煤资源、保护性煤柱残留煤资源、因条件复杂而无法开采的残留煤资源和采空区残留煤资源等五种类型。1949~2014年期间,我国累计生产煤炭666.19亿t(不含港、澳、台),露天和井工开采分别占6.47%和93.53%。经估算,我国当前的残留煤资源总量达1390.80亿t,其中99.45%(1383.19亿t)由井工开采形成,各类煤矿的资源平均采出率仅为32.39%。我国残留煤资源在华北地区分布最多(38.86%),主要位于8001TI以浅区域(85.50%),且以烟煤为主(76.23%)。 展开更多
关键词 残留煤 特征 资源量 分布情况 赋存条件 煤质
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深部复杂覆岩结构煤层开采冲击地压致灾层位判识研究 被引量:2
9
作者 贺海鸿 张宁 +2 位作者 王冰 王常彬 曹安业 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期56-59,共4页
以孟村煤矿401102工作面为研究对象,系统开展深部复杂覆岩结构煤层开采冲击地压致灾层位判识数值模拟研究,建立覆岩冲击地压致灾影响系数Wrb,揭示工作面不同覆岩条件下各岩层致灾影响程度特征与致灾关键岩层分布规律。研究表明:(1)40110... 以孟村煤矿401102工作面为研究对象,系统开展深部复杂覆岩结构煤层开采冲击地压致灾层位判识数值模拟研究,建立覆岩冲击地压致灾影响系数Wrb,揭示工作面不同覆岩条件下各岩层致灾影响程度特征与致灾关键岩层分布规律。研究表明:(1)401102工作面煤层上方100 m范围亚关键层均为致灾影响程度较大岩层,同时非关键层运动破断的冲击致灾作用也不可忽视;(2)401102工作面基本顶为最主要冲击致灾岩层;(3)当对401102工作面内Wrb较高岩层采取地面水平井压裂后,冲击地压治理效果较好。研究成果可为深部煤层开采顶板灾源准确识别与冲击地压精准防控提供借鉴与指导。 展开更多
关键词 冲击地压 覆岩破断 灾源判识 水力压裂 微震监测
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综放孤岛工作面过空巷安全技术研究
10
作者 潘瑞 徐大龙 顾伟 《山东煤炭科技》 2024年第7期23-28,共6页
针对岳城矿大巷煤柱回收工作面在回采过程中面临过空巷的技术难题,空巷内会出现顶板压力大、冒顶严重等问题,影响工作面的正常回采,以岳城煤矿大巷煤柱回收工作面为研究背景,通过理论计算得到了空巷支护强度应大于6.03 MPa,并采用数值... 针对岳城矿大巷煤柱回收工作面在回采过程中面临过空巷的技术难题,空巷内会出现顶板压力大、冒顶严重等问题,影响工作面的正常回采,以岳城煤矿大巷煤柱回收工作面为研究背景,通过理论计算得到了空巷支护强度应大于6.03 MPa,并采用数值模拟对不同支护强度下巷道的顶板应力及位移进行了分析,确定了当顶板支护强度达到7 MPa及以上时,空巷顶板下沉量可以控制在合理的范围内。空巷支护采用木垛支护,采用数值模拟对不同支护排距下空巷的顶板应力及位移进行了分析,确定选取0.7 m排距、1.5 m×3 m×3 m的联锁木垛可以满足综放工作面过空巷段的支护要求。现场矿压监测结果表明,当空巷顶板支护强度达到7 MPa及以上时,可以满足工作面安全生产要求,实现岳城矿大巷煤柱回收工作面的安全高效回采。 展开更多
关键词 孤岛工作面 过空巷 木垛支护 数值模拟 矿压监测
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平沟煤矿近距离煤层联合开采煤矸分采分运技术研究
11
作者 苏可 许兴亮 +2 位作者 赵宇德 田素川 高文斌 《能源技术与管理》 2024年第4期180-184,216,共6页
平沟煤矿9-2、10号近距离煤层开采是制约该矿高产高效的关键难题,为此提出了平沟煤矿近距离煤层联合开采煤矸分采技术,确定了适用于煤矸分采技术的端部斜切进刀工艺。通过PFC~(3D)数值模拟得出了工作面分采过程煤矸采出相互混入规律,确... 平沟煤矿9-2、10号近距离煤层开采是制约该矿高产高效的关键难题,为此提出了平沟煤矿近距离煤层联合开采煤矸分采技术,确定了适用于煤矸分采技术的端部斜切进刀工艺。通过PFC~(3D)数值模拟得出了工作面分采过程煤矸采出相互混入规律,确定了平沟煤矿近距离煤层分煤器煤矸分运方案及TDS智能干选煤矸井下分选方案。同时,多角度对比分析了平沟煤矿近距离煤层分层开采、分采分运联合开采及综采一次采全高方案,得出分采分运联合开采方案具有更好的安全经济效益。 展开更多
关键词 近距离煤层 分采分运 进刀工艺 综合效益
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岩石循环加载和分级加载损伤破坏声发射实验研究 被引量:72
12
作者 李楠 王恩元 +3 位作者 赵恩来 马衍坤 许福乐 钱伟华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1099-1103,共5页
对循环加载和分级加载条件下岩石损伤破坏全过程的声发射规律和频谱特性进行了研究。结果表明,声发射与载荷变化或岩体变形破裂密切相关。循环加载过程中当载荷超过前期最大值时声发射信号增强,卸载阶段声发射信号随卸载过程逐渐减少,... 对循环加载和分级加载条件下岩石损伤破坏全过程的声发射规律和频谱特性进行了研究。结果表明,声发射与载荷变化或岩体变形破裂密切相关。循环加载过程中当载荷超过前期最大值时声发射信号增强,卸载阶段声发射信号随卸载过程逐渐减少,岩石的应力记忆特性具有明显的Felicity效应。分级加载时,当应力增加时声发射信号明显增多,应力稳定在低水平时基本不产生声发射信号;在高水平时,由于岩石内部损伤程度高,有零星声发射信号产生。岩石加载初期声发射主频较低,卸载阶段主频先增高后降低,恒载阶段主频最低,破裂阶段主频增高且主频带变宽,并出现次主频现象。 展开更多
关键词 循环加载 分级加载 声发射 频谱分析
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煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践 被引量:70
13
作者 张吉雄 张强 +3 位作者 巨峰 周楠 李猛 张卫清 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期64-73,共10页
煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态,绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源"采选充+X"绿色化开采技术构想,即直接在井下构... 煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态,绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源"采选充+X"绿色化开采技术构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选、矸石充填与"岩层移动主动控制、沿空留巷、瓦斯抽采、灾害防治、保水开采"一体化生产系统,形成了煤炭"采选充+X"(控、留、抽、防、保)协同生产模式;明确了"采选充+X"绿色化开采技术的内涵与技术框架,阐述了"采选充+X"的四代演化历程,分析了其践行绿色化的技术优势,给出了科学化的工程设计方法;阐述了5类典型"采选充+X"技术对应的技术原理、工程需求、设计流程与方法、关键技术及工艺装备等。工程实践分别证明了采选充+控、采选充+留、采选充+抽等"采选充+X"技术具有的显著技术优势与工程示范效应。未来"采选充+X"绿色化开采将延伸采选充+处、采选充+智、采选充+调、采选充+协等技术模式。整体形成的"采选充+X"技术体系,可为实现煤炭及伴生资源绿色化开采提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 煤及伴生资源 绿色化开采 煤矸分选 采选充+ 充填开采
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大同矿区双系煤层开采煤柱影响下的强矿压显现机理 被引量:86
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作者 于斌 刘长友 +1 位作者 杨敬轩 刘锦荣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-46,共7页
针对大同矿区石炭系煤层8105工作面过上覆侏罗系煤层采空区留设煤柱时的强矿压显现特征,采用理论与现场实测分析相结合的方法,对侏罗系煤层采空区煤柱的应力影响规律与石炭系煤层顶板的垮裂带范围进行了分析,得到了双系煤层开采煤柱... 针对大同矿区石炭系煤层8105工作面过上覆侏罗系煤层采空区留设煤柱时的强矿压显现特征,采用理论与现场实测分析相结合的方法,对侏罗系煤层采空区煤柱的应力影响规律与石炭系煤层顶板的垮裂带范围进行了分析,得到了双系煤层开采煤柱影响条件下工作面强矿压显现的“煤柱一覆岩运动”联合作用机理。研究表明:侏罗系煤层采空区留设煤柱的水平与垂直应力较高,达10.5~13.5MPa,应力集中区深度为40~70m,剪应力波及范围达180131;8105工作面顶板的垮裂带高度为150~170m;工作面过煤柱时的强矿压显现是由采空区煤柱与煤层顶板垮裂运动联合作用的结果。 展开更多
关键词 大同矿区 双系煤层 采空区煤柱 强矿压 应力影响 电磁成像
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煤矿矸石井下分选协同原位充填开采方法 被引量:77
15
作者 张吉雄 巨峰 +2 位作者 李猛 周楠 张强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期131-140,共10页
煤矿开采伴随着矸石等固废排放和采场矿压与地表沉陷控制问题,推进煤矿绿色开发将是从源头上保护矿区生态环境的重要手段,统筹考虑煤炭采掘、原煤加工和固废排放的关系对于建设绿色矿山尤为重要,而煤矿井下采-选-充协同将是从根本上解... 煤矿开采伴随着矸石等固废排放和采场矿压与地表沉陷控制问题,推进煤矿绿色开发将是从源头上保护矿区生态环境的重要手段,统筹考虑煤炭采掘、原煤加工和固废排放的关系对于建设绿色矿山尤为重要,而煤矿井下采-选-充协同将是从根本上解决上述问题的技术途径。基于此,在充分考虑采煤、分选和充填基础上,以井下分选为核心,围绕充填开采方法构建了煤矿矸石井下分选协同原位充填开采模式,阐述了煤矿井下采、选、充系统的时空协同关系,揭示了“就近分选+原位充填”的科学内涵,实现了充填能力与分选能力匹配、采充系统与分选系统布置、采充工艺与分选工艺组织和矸石物流运输与调控4个方面的协同;提出了实现不同目标层次的煤矿矸石井下分选协同原位充填开采技术体系,主要包括全粒级分选、煤矸分离和毛煤排矸3个不同等级的井下煤矸分选技术和实现采场矿压与地表沉陷控制、矸石处理和资源回收不同目标的井下原位充填技术2个方面;分析评价了新型跳汰分选、旋流器分选、重介浅槽分选、动筛跳汰分选和γ射线分选5种井下煤矸分选方法的适用性,给出了煤矿矸石井下分选方法选择流程,确定了煤矿矸石井下分选系统及巷硐布置要求,探讨了煤矿井下全粒级分选的发展方向;提出了全采全充、全采局充、局采局充和局采全充4种典型充填开采方法,明确了4种典型充填开采方法的定义、系统布置及技术优势,形成了充填开采方法选择流程,进一步对比分析了4种典型充填开采方法的地表沉陷与采场矿压控制效果。研究成果为实现煤矿煤炭开采、井下分选和矸石处理集约化提供技术借鉴,进一步丰富我国煤矿绿色开采的技术体系。 展开更多
关键词 绿色开采 充填开采方法 矸石分选 原位充填
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厚硬岩层下孤岛工作面开采“T”型覆岩结构与动压演化特征 被引量:46
16
作者 曹安业 朱亮亮 +3 位作者 李付臣 窦林名 赵永亮 张贞良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期328-335,共8页
为研究厚硬岩层下孤岛工作面开采对强矿震或冲击矿压的影响,理论分析鲍店矿103上05孤岛工作面厚硬覆岩空间结构及其破断运动对矿震活动的影响,并对孤岛面开采的冲击矿压危险性进行了动态评价。研究表明:103上05工作面在竖向剖面上为一... 为研究厚硬岩层下孤岛工作面开采对强矿震或冲击矿压的影响,理论分析鲍店矿103上05孤岛工作面厚硬覆岩空间结构及其破断运动对矿震活动的影响,并对孤岛面开采的冲击矿压危险性进行了动态评价。研究表明:103上05工作面在竖向剖面上为一非对称"T"型孤岛覆岩结构,其长臂侧易出现关键层大尺度破断运动,诱发强矿震与冲击矿压的危险性较高;在水平层面上亚关键层破断形成"O"型断裂结构,巨厚主关键层则以大尺度"OX"模式分层破断。各级关键层的逐级破断与运动是矿震活动的主要动力源。根据微震实测,矿震活动多集中在"T"型结构长臂侧,尤其是能量大于105J的强矿震主要出现在103上06采空区与103上05工作面巨厚主关键层中,并表现出很高的S,P波能量比。通过波速梯度异常区的动态反演,对"T"型孤岛面覆岩运动的动压危险性进行评价,效果良好。同时,分别进行煤层静载预卸压与低位顶板走向步距式超前预裂,降低了强矿震活动对煤体的冲击扰动效应。 展开更多
关键词 厚硬岩层 孤岛工作面 覆岩结构 矿震 冲击矿压 关键层
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煤实验最短自然发火期的快速测试 被引量:28
17
作者 王德明 亓冠圣 +3 位作者 戚绪尧 辛海会 仲晓星 窦国兰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2239-2243,共5页
基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具... 基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具有重要意义。通过理论分析与实验研究,确定70℃时煤样罐出气口的氧气体积分数(C70)与交叉点温度(Tcpt)是分别能体现出煤在低温缓慢氧化阶段及快速氧化阶段氧化升温特性的特征参数。通过程序升温测试煤低温氧化过程的特征参数C70指标和Tcpt指标,实现了煤实验最短自然发火期的快速测试。基于程序升温测试得到的实验最短自然发火期与绝热测试结果的一致性表明了此方法的准确性、可靠性及基于实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性的可行性。 展开更多
关键词 实验最短自然发火期 自燃倾向性 耗氧 交叉点温度
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邢东矿深部带压开采导水裂隙带微震监测及突水机制分析 被引量:40
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作者 孙运江 左建平 +3 位作者 李玉宝 刘存辉 李彦红 史月 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2335-2342,共8页
针对邢东矿2222工作面深部带压开采接近临界值且局部受隐伏断层等构造影响,可能出现底板突水的问题,采用ESG微震监测系统实时监测导水裂隙带形成过程,并利用研发的CMMA-3D微震分析系统获得了2222工作面底板导水裂隙带的空间位置,为针对... 针对邢东矿2222工作面深部带压开采接近临界值且局部受隐伏断层等构造影响,可能出现底板突水的问题,采用ESG微震监测系统实时监测导水裂隙带形成过程,并利用研发的CMMA-3D微震分析系统获得了2222工作面底板导水裂隙带的空间位置,为针对性注浆治理和安全开采提供了重要指导。基于断裂力学分析了隐伏断层活化突水机制,推导出隐伏断层扩展长度计算公式。获得了不同类型隐伏断层(正断层和逆断层)的扩展规律:正断层扩展长度(35)l与承压水压力p和侧压系数?均呈正相关;逆断层扩展长度?l随承压水压力p的增加呈现出先减后增的变化趋势。底板导水裂隙带渗透性随采空区垮落岩体压实度的增加而降低,阐明了2222工作面突水量后期逐渐减小的原因。 展开更多
关键词 深部带压开采 突水通道 微震监测 隐伏断层
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煤矿开采中的岩层应力分布与变形移动的DDA模拟 被引量:19
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作者 鞠杨 左建平 +2 位作者 宋振铎 田鹭璐 周宏伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期268-273,共6页
应用DDA数值方法模拟分析了深部煤矿开采中上覆岩层的应力场变化和变形移动规律,并与相似物理模型试验进行了对比。结果表明:DDA法可以有效地模拟出上覆岩层的应力场变化趋势和变化范围、不连续块体的变形和位移、岩层垮落和“离层”现... 应用DDA数值方法模拟分析了深部煤矿开采中上覆岩层的应力场变化和变形移动规律,并与相似物理模型试验进行了对比。结果表明:DDA法可以有效地模拟出上覆岩层的应力场变化趋势和变化范围、不连续块体的变形和位移、岩层垮落和“离层”现象。数值模拟结果与模型实验结果相吻合。 展开更多
关键词 非连续变形分析(DDA) 应力 变形移动 岩层 数值模拟 深部开采
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浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制 被引量:55
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作者 朱卫兵 许家林 +2 位作者 陈璐 李竹 刘文涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期358-366,共9页
针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象,采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿... 针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象,采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿井本煤层房式开采后,只有当房采煤柱的弹性核区比例大于31%时,房采煤柱才能处于长期稳定。下煤层采后的模拟结果表明:上覆房采煤柱的破坏形式及其失稳次序同其与下煤层工作面相对位置密切相关,房采煤柱依次从工作面开切眼位置、工作面位置、采空区中部位置发生破坏及失稳,且工作面开切眼和工作面位置处煤柱多发生顺向采空区的斜切破坏,而采空区中部煤柱则发生垂向压裂破坏。根据石圪台煤矿数值模拟结果显示,上部2-2煤层房采后煤柱支承应力峰值由原岩应力2. 8 MPa增大至12 MPa,应力集中系数为4. 28;当下部3-1煤层工作面采后,上覆2-2煤层房采煤柱的支承应力峰值增大至30 MPa,应力集中系数达10. 71;下煤层工作面开切眼侧与工作面正上方的房采煤柱呈现横向不均匀承载特征以及受水平拉伸变形影响,最终导致边界处房采煤柱易出现对角斜切破坏模式。两侧边界煤柱失稳后,其顶板岩层瞬间发生整体拉剪破断从而引发矿震,顶板多层岩层以"整体运动"的形式急剧快速下沉并撞击底板,将采空区中部上方的房采煤柱压垮压塌,同时巨大的冲击力进而导致上下煤层间的岩层发生全厚切落,造成下煤层工作面发生切顶压架。实验发现从上覆房采煤柱群首个煤柱发生破坏至整体失稳运动并达到稳定,历时仅约为0. 45 s,其中,上下煤层之间的岩层发生全厚切落历时仅约为0. 05 s。 展开更多
关键词 浅埋深 近距离煤层 房式开采 煤柱失稳 压架 矿震
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