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巨厚砂岩下采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律研究 被引量：1
1
作者 谭毅 张少普 +5 位作者 何满潮 郭文兵 丁国利 王宇 程浩 李辉 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第1期70-85,共16页
采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景,基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下:(1)采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生... 采动覆岩裂隙演化高度及分布形态是顶板水害防治重要参数之一。以内蒙古某矿3105工作面为工程背景,基于数值模拟、分形几何理论及微震事件三维空间分析明晰采动覆岩裂隙场及微震时空演化规律。结果如下:(1)采动覆岩裂隙场呈现“裂隙产生-发育演化-局部压实-周期扩展-大部压实”动态演化规律,采动裂隙网络场发育、扩展、穿透演化分形特征;(2)阐明了采动覆岩失稳破断、运移与微震事件局部“高频次-大能量”集中区时空演化规律,“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现周期分布,同工作面周期来压特征相吻合,微震事件集中区发生位置普遍超前工作面80~120 m;(3)数值模拟采动覆岩裂隙演化高度与微震监测所得结果基本一致;(4)倾向高位岩层微震事件“高频次-大能量”与“低频次-小能量”集中区呈现两端高、中间低“类马鞍形”分布,走向高位岩层微震事件能量集中区呈现“椭球状”分布,数量集中区呈现“条带状”分布。 展开更多
关键词 微震监测 数值模拟 采动覆岩 裂隙场演化 分形特征
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深部厚覆岩矿井强震震源机制与诱冲能力评估
2
作者 张全平 郝英豪 +3 位作者 霍永金 赵乾 巩思园 张汝佩 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期412-422,共11页
深部厚覆岩矿井在采掘期间常面临矿震频发现象,其中大能量矿震可能诱发冲击地压现象。为探究强震诱冲能力,以鄂尔多斯矿区门克庆煤矿3106工作面为工程背景,基于矩张量力学机制修正了强震垂直高度,分析了强震时空分布特征,结合钻孔资料... 深部厚覆岩矿井在采掘期间常面临矿震频发现象,其中大能量矿震可能诱发冲击地压现象。为探究强震诱冲能力,以鄂尔多斯矿区门克庆煤矿3106工作面为工程背景,基于矩张量力学机制修正了强震垂直高度,分析了强震时空分布特征,结合钻孔资料探究了临空侧强震频发的影响因素;同时基于矩张量反演方法研究了厚覆岩条件下强震的力学类型及震源机制。结果表明:强震由工作面生产帮一侧的低位厚覆岩层破断产生,震源机制主要呈现拉伸破断型,少数为压缩破断型。基于震动波衰减规律,建立了强震衰减模型,将3106工作面回采期间产生的12次强震划分成3种类型;并根据现场支护条件及开采条件建立了FLAC^(3D)数值模型,采用动力计算方法获取了3106工作面临空侧巷道所能抵抗的质点峰值振动速度(peak particle vibration velocity,PPV)为0.35 m/s;进一步根据建立的能量E、传播距离r和PPV关系模型,计算分析确定除第2种类型对巷道有一定影响之外,其他2种类型的强震诱冲能力都偏弱,阐释了现场没有发生破坏的原因。研究结果为类似厚覆岩条件下强震产生机制及诱冲能力分析提供了理论支撑。 展开更多
关键词 强震 厚覆岩 震源机制 诱冲能力 质点峰值振动速度
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保护层开采下伏煤岩应力释放与卸压程度识别 被引量：2
3
作者 柴敬 兰浩 +11 位作者 马晨阳 张丁丁 雷武林 郑忠友 朱磊 韩刚 解嘉豪 孙凯 陈云民 丁国利 缪小冬 张有志 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2024年第S2期553-564,共12页
保护层开采是防治煤矿冲击地压灾害的有效方法之一,其下伏煤岩的卸压程度衡量是关键,提出了以应力释放率为指标的卸压程度判别方法。通过弹塑性力学理论建立了底板力学模型,给出底板任意一点的应力释放率计算式;结合滑移线场理论,分析... 保护层开采是防治煤矿冲击地压灾害的有效方法之一,其下伏煤岩的卸压程度衡量是关键,提出了以应力释放率为指标的卸压程度判别方法。通过弹塑性力学理论建立了底板力学模型,给出底板任意一点的应力释放率计算式;结合滑移线场理论,分析了工作面推进过程中底板的力学状态及破坏形式;运用数值模拟计算获得了底板沿工作面走向及倾向的应力释放率分布规律,并与应力释放率计算式相比较,2者的分布曲线具有较好的一致性;采用分布式光纤及光纤光栅监测技术,以葫芦素煤矿2^(-1)煤21104工作面底板不同深度的应力监测结果分析应力释放的规律。结果表明:受煤层开采及底臌影响,底板5m范围内的应力扰动较为剧烈,应力释放率表现出了不规律性;获得了底板不同深度的应力释放率峰值及平稳值。依据应力释放率分布曲线,揭示了卸压程度与底板深度、回采工作面推进距离的变化规律,得出相比浅部岩层,底板深部岩层的应力恢复速率更快、所需时间更短。保护层开采下伏煤岩在底板10、20、30m处,卸压程度最大可达44%、64%及85%,而随着底板应力的逐渐恢复,最终达到56%、72%及89%,且卸压程度由卸压前期到后期的过程中,其底板的卸压角及卸压范围逐渐增大。研究结果对保护层开采底板卸压识别、指导保护层合理开采具有重要的理论和实践意义。 展开更多
关键词 保护层开采 冲击地压 应力释放率 光纤监测技术 卸压程度
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层状复合夹煤岩石组合体试样强度试验与破坏特征研究 被引量：1
4
作者 石建军 贾明琦 +5 位作者 冯吉成 苏士杰 张建伟 闻志雄 吉志海 牛格轩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第4期9-14,共6页
针对巷道复合夹煤组合结构顶板易冒落问题,以某矿取芯和钻孔窥视探测获得的巷道层状复合夹煤顶板结构组合类型为实验背景,对砂质泥岩、中砂岩以及煤厚度为20、30、40 mm不同结构组合类型的复合试件进行了单轴压缩试验,研究了复合夹煤岩... 针对巷道复合夹煤组合结构顶板易冒落问题,以某矿取芯和钻孔窥视探测获得的巷道层状复合夹煤顶板结构组合类型为实验背景,对砂质泥岩、中砂岩以及煤厚度为20、30、40 mm不同结构组合类型的复合试件进行了单轴压缩试验,研究了复合夹煤岩石组合体的力学特性与破坏特征。试验结果表明:复合夹煤岩石组合体的抗压强度均小于单一岩石,中砂岩夹煤厚度为30mm时抗压强度达到单一中砂岩抗压强度的85.95%,抗压强度随着煤厚变薄而下降;砂质泥岩夹煤厚度为20 mm时仅为单一砂质泥岩抗压强度的32.5%,随着夹煤厚度增加抗压强度也增大,夹煤厚度超过30mm后抗压强度增大不明显。复合夹煤岩石组合体整体呈X状共轭斜面剪切破坏、单斜面剪切破坏、部分拉伸破坏,随着复合夹煤岩石组合类型不同呈现不同的破坏特征等。 展开更多
关键词 层状复合顶板 复合夹煤岩石组合体 单轴压缩 力学特性 破坏特征
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葫芦素煤矿导水裂隙带发育高度预测与水源分析 被引量：4
5
作者 姜坤 赵飞 +3 位作者 吴访 郝英豪 王泽唐 王超勇 《中国矿业》 北大核心 2024年第S01期377-381,共5页
为消除上覆含水层发生突水或淹井事故,预测导水裂隙带发育高度对顶板探放水设计十分重要。通过数值模拟、钻探注水、窥视等手段,发现21404工作面导水裂隙发育形态由初期的“拱形”逐步演化“马鞍形”,导水裂带高度呈上升趋势,并在推进... 为消除上覆含水层发生突水或淹井事故,预测导水裂隙带发育高度对顶板探放水设计十分重要。通过数值模拟、钻探注水、窥视等手段,发现21404工作面导水裂隙发育形态由初期的“拱形”逐步演化“马鞍形”,导水裂带高度呈上升趋势,并在推进距离为90 m时取得最大值,为116.8 m;注水实测结果显示,导水裂隙带最大高度为120.5 m,与多数方法间相对误差均小于5%;水化学与微生物特征表明水质类型为典型的直罗组水。表明采空区直接水源为直罗组含水层,具有滞留还原水化学特征,采空区与白垩系含水层的水力联系较弱。 展开更多
关键词 数值模拟 注水 导水裂隙带 水化学特征 微生物种属
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基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法 被引量：4
6
作者 连忠文 任助理 +4 位作者 郝英豪 杨帆 白刚 方程 袁瑞甫 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期48-55,共8页
目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求,尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中,未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差,考虑行人、移动设备和管... 目前针对地下巷道点云去噪研究未完全满足巷道点云的特殊去噪需求,尤其是在狭长、密闭且复杂的地下巷道环境中,未能充分应对管壁附属物、粉尘和人为噪声等因素造成的挑战。通过分析井下非结构场景和传感器误差,考虑行人、移动设备和管网带来的噪声,提出一种基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法。利用三维激光扫描技术获得井下巷道场景的3D点云信息,并分析其中由于井下非结构场景和传感器误差造成的异常点,以及行人、移动设备和风/水管网形成的噪声特点;利用k维树(kd-tree)构建点云的拓扑关系,选取适当的种子节点和生长准则,设定合适的曲率和角度阈值,通过区域生长算法实现巷道点云的有效分割,去除未加入分割区域的离群点云;根据噪声特点,基于巷道点云区域分割结果进一步去噪优化。试验结果表明:对于巷道中存在行人、设备等特征的情况,建议将区域生长算法的角度阈值设定为10°左右,曲率阈值设定为3左右;在实际应用中,应平衡数据量的减少与去噪效果,以确保数据处理的有效性,同时提高数据质量;采用基于区域生长的非结构巷道点云去噪方法进行去噪时,点云数量减少幅度介于SOR滤波器和低通滤波器之间,能有效移除行人、设备等噪声。 展开更多
关键词 非结构巷道 三维激光扫描 点云去噪 点云区域分割 区域生长 KD-TREE
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深埋冲击倾向性煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度及控制技术 被引量：2
7
作者 唐东旭 赵文光 +1 位作者 张俊文 班定成 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期921-931,共11页
针对深埋煤层沿空掘巷围岩变形大、难控制问题,以某矿深埋冲击倾向性煤层沿空掘巷窄煤柱留设为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,基于极限平衡理论解算窄煤柱留设合理范围,构建不同窄煤柱宽度及巷道掘进宽度数值... 针对深埋煤层沿空掘巷围岩变形大、难控制问题,以某矿深埋冲击倾向性煤层沿空掘巷窄煤柱留设为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,基于极限平衡理论解算窄煤柱留设合理范围,构建不同窄煤柱宽度及巷道掘进宽度数值模型,分析窄煤柱及实体煤内垂直应力及弹性能密度的分布演化规律。理论计算得出,窄煤柱留设最小宽度为5.04 m、巷道掘进宽度为5.4、6.0 m时,煤柱最大宽度分别为6.8、6.2 m,表明窄煤柱宽度减小仍具有良好的承载能力且处于低应力、低能量水平,可有效避免巷道大变形,降低冲击危险性。 展开更多
关键词 深埋煤层 沿空掘巷 窄煤柱 合理宽度 控制技术
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多关键层窄煤柱冲击地压发生机理与三级协同防治技术 被引量：5
8
作者 翁明月 苏士杰 +3 位作者 孙如达 谢非 丁国利 夏永学 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期45-56,共12页
以门克庆煤矿11-3106工作面为背景,建立了11-3106工作面上覆厚硬覆岩结构破断模型,研究了深部厚硬顶板高强度开采条件下多关键层窄煤柱临空巷道冲击地压发生机理,提出了“钻-爆-压”三级协同卸压防治技术并现场应用,采用震波CT技术、微... 以门克庆煤矿11-3106工作面为背景,建立了11-3106工作面上覆厚硬覆岩结构破断模型,研究了深部厚硬顶板高强度开采条件下多关键层窄煤柱临空巷道冲击地压发生机理,提出了“钻-爆-压”三级协同卸压防治技术并现场应用,采用震波CT技术、微震监测、支架压力监测和地表沉降观测等多种手段进行了卸压效果验证。研究结果表明:11-3106工作面上覆存在高、低位关键层,当两关键层破断时,均可能造成覆岩大范围运动,临空巷道围岩受动载扰动影响大;窄煤柱承载能力低,使得覆岩载荷向巷道实体煤侧传递,实体煤侧应力增高,是冲击启动的主要区域;在侧向固定支承压力和本工作面移动支承压力叠加作用下,实体煤侧应力集中程度不断升高,受坚硬顶板周期性破断影响,“动静”加载容易诱发临空巷道冲击显现;坚硬顶板既是11-3106工作面系统内高静载力源,又是系统外强动载荷来源。对于11-3106工作面的冲击地压防治,应同时从3个方面入手:(1)弱化煤体,形成冲击发生的缓冲隔离带;(2)预裂低位顶板,减弱煤岩体致密程度,破坏系统内外的蓄能条件;(3)预裂高位顶板,人为诱发中高位关键层破断。开发了“钻-爆-压”三级协同卸压防治技术,现场实施后,降低了高、低位厚硬顶板破断带来的冲击动载,减弱了煤体内高应力区的应力集中程度,高能量微震事件大幅减少,降低了工作面回采期间的围岩活动性,工作面顶板来压强度降低,地面沉降值增加200%,表明“钻-爆-压”三级协同卸压具有良好的“释能减冲”效果,可为类似厚硬顶板条件下窄煤柱工作面的冲击地压防治提供借鉴。 展开更多
关键词 冲击地压 窄煤柱 应力演化 致灾机理 三级协同卸压
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大埋深煤层开采覆岩离层发育层位定位方法研究 被引量：3
9
作者 吴永辉 秦伟 +3 位作者 苏士杰 丁湘 武振 贺晓浪 《中国矿业》 北大核心 2024年第7期191-201,共11页
离层注浆是减少开采后地面沉降,以及防治离层水害的重要手段,其中,确定注浆层位作为注浆工程的首要难题,影响着地面减沉和水害防治效果,在离层形成过程中,不同的覆岩结构对离层的发育影响至关重要。本文以门克庆煤矿11-3101工作面地质... 离层注浆是减少开采后地面沉降,以及防治离层水害的重要手段,其中,确定注浆层位作为注浆工程的首要难题,影响着地面减沉和水害防治效果,在离层形成过程中,不同的覆岩结构对离层的发育影响至关重要。本文以门克庆煤矿11-3101工作面地质条件为工程研究背景,基于Winkler弹性地基上的薄板理论,推导了岩板竖向挠度计算公式,结合“关键层”理论,建立了覆岩离层发育层位及其空间特征预计模型。同时,利用三维离散元技术研究了工作面覆岩离层的发育规律。通过在11-3101工作面开展离层注浆工程,应用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视成像技术对离层发育层位进行现场实测,将模型预计成果和数值模拟结果与实测结果对比,验证了理论预计和模拟模型预测结果的可靠性。同时,通过观测注浆前后地表沉降情况可知,下沉速率减少了58.6%,注浆减沉效果显著。该模型可为后续该地区离层注浆和离层水害防治提供更加精确的层位选择。 展开更多
关键词 离层 关键层 薄板理论 冲洗液漏失量 钻孔彩色电视成像
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葫芦素煤矿上覆岩体运移规律及“上三带”发育高度
10
作者 吴访 苏士杰 +2 位作者 姜坤 郝英豪 王超勇 《中国矿业》 北大核心 2024年第S02期283-288,共6页
为研究大采宽条件上覆岩体运移与离层空间发育规律及“上三带”的关系,以内蒙葫芦素煤矿21406工作面与21101工作面为研究对象。采用多种方法如理论预测、建立模型进行数值模拟、钻探取芯观测岩性与裂隙发育、注水测量漏失量与窥视等方... 为研究大采宽条件上覆岩体运移与离层空间发育规律及“上三带”的关系,以内蒙葫芦素煤矿21406工作面与21101工作面为研究对象。采用多种方法如理论预测、建立模型进行数值模拟、钻探取芯观测岩性与裂隙发育、注水测量漏失量与窥视等方法研究了回采面开采后上覆岩层移动与变形规律与“上三带”发育关系。21406工作面位移呈“中间大、两边小”的分布态势,其运动速度先增加后减小,并在推过钻孔138 m处取得极大值;工作面推过138~178 m的范围内,为离层演化和发育的核心区间,并在322 m开始减弱并发生闭合;离层空间分布在距离煤层约260 m向上区域。21101工作面随着推进距离的增加,裂隙发育范围由“拱形”逐步演化为“马鞍形”,其发育的高度在推进80 m时达到61.6 m的最大值;注水实测导水裂隙带高度为65.39 m,裂采比为22.54倍。离层空间含水层发育在煤层上方260 m以上,远离导水裂隙带范围。本文研究结果为离层注浆与顶板疏放水提供了较为扎实的设计依据。 展开更多
关键词 葫芦素煤矿 采动覆岩体运移 覆岩离层 上三带 导水裂隙带
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呼吉尔特矿区邻空巷对掘致冲风险分析及防治技术研究 被引量：1
11
作者 段玉清 韩刚 +1 位作者 郝晓琦 赵乾 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期75-83,共9页
为研究呼吉尔特矿区厚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷贯通期间冲击地压机理,以门克庆煤矿11-3107回风巷贯通期间矿压显现为工程背景,建立了邻空巷贯通期间应力分布模型及FLAC3D数值模型,对比了距贯通点不同距离掘进工作面应力演化特征,揭... 为研究呼吉尔特矿区厚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷贯通期间冲击地压机理,以门克庆煤矿11-3107回风巷贯通期间矿压显现为工程背景,建立了邻空巷贯通期间应力分布模型及FLAC3D数值模型,对比了距贯通点不同距离掘进工作面应力演化特征,揭示了邻空巷贯通期间冲击地压机理,并通过十字布点法、应力、微震等多种监测手段对巷道围岩变形、煤体应力进行了实测。基于机理分析和现场实测,提出卸压-支护一体化技术。结果表明:由于煤层顶板上方存在厚硬岩层,巷道开挖后,厚硬岩层通过应力传递作用于巷道围岩,使得滞后于掘进工作面的巷道顶底板及帮部发生较大变形;随着邻空巷掘进工作面距离贯通点越近,巷道变形量逐渐增大,通过巷道变形量的增加速率明确了距贯通点约160 m时,巷道变形量开始突增;微震事件主要集中在距贯通点190~60 m以内的巷道贯通区域,理论计算与现场矿压显现相符。 展开更多
关键词 巷道贯通 邻空巷道 应力传递 巷道支护 厚硬顶板
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微震监测在复合坚硬砂岩体顶板控制策略优化中的应用
12
作者 张寅 李家俊 +3 位作者 赵乾 杨晨晨 刘家麒 周雨 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期179-189,共11页
【目的】随着我国煤炭开采深度不断增加,上覆厚层坚硬岩层运动对矿压的影响愈加复杂,而鄂尔多斯矿井多数工作面上覆岩层赋存复合坚硬砂岩体,该类型关键层特点是厚、硬、近,这导致工作面矿震与动力显现风险并存。【方法】以鄂尔多斯地区... 【目的】随着我国煤炭开采深度不断增加,上覆厚层坚硬岩层运动对矿压的影响愈加复杂,而鄂尔多斯矿井多数工作面上覆岩层赋存复合坚硬砂岩体,该类型关键层特点是厚、硬、近,这导致工作面矿震与动力显现风险并存。【方法】以鄂尔多斯地区某矿11-3106工作面为工程背景,基于微震聚集演化特征,采用理论分析和数值模拟的方法,对复合坚硬砂岩体顶板破断裂隙发育进行了研究,探讨了复合坚硬砂岩体顶板控制措施。【结果和结论】研究结果表明:(1)随着工作面的推采,上覆复合坚硬砂岩体在微震显著聚集区域发生破断,并可基于微震聚集特征演化规律来判识复合坚硬砂岩体的断裂位置,该工作面微震聚集高密度区呈现“高频率-高能量”的特征,并出现区域峰值大能量事件;(2) 11-3106工作面在推采至一次见方和二次见方附近,复合坚硬砂岩体呈现2~3个小周期和1个大周期的破断特征,微震聚集在工作面走向方向动态变化;(3)基于微震聚集演化特征,优化了深孔预裂爆破的破断步距,回风巷微震聚集程度显著减少,采动影响范围缩小,效果显著。根据工作面微震聚集特征演化的复合坚硬砂岩体动态迁移现象,对复合坚硬砂岩体顶板控制措施进行优化,对鄂尔多斯矿区相似覆岩结构的工作面的顶板防治具有参考意义。 展开更多
关键词 微震监测 复合坚硬砂岩体 破断规律 采动应力 运动来压
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冲击地压矿井近距离煤层被保护层工作面布置方法研究
13
作者 解嘉豪 韩刚 +3 位作者 姚锐 曹京龙 赵乾 刘虎 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期14-21,共8页
保护层开采是防治煤矿冲击地压灾害的有效手段,被保护层内工作面的位置对于保护层的防冲效果至关重要。针对冲击地压矿井被保护层工作面位置的量化确定问题,以葫芦素煤矿近距离煤层为研究背景,建立了半无限平面体受垂向载荷模型,理论分... 保护层开采是防治煤矿冲击地压灾害的有效手段,被保护层内工作面的位置对于保护层的防冲效果至关重要。针对冲击地压矿井被保护层工作面位置的量化确定问题,以葫芦素煤矿近距离煤层为研究背景,建立了半无限平面体受垂向载荷模型,理论分析了被保护层煤体高应力区分布特征,将被保护层工作面的布置方案问题简化为工作面最佳水平错距的选择问题,提出了基于层次分析思想的最佳水平错距优选方法,即:构建最佳水平错距的AHP结构模型,求解各因子层相对于目标层的权重矩阵,建立FLAC2D数值模型并求解水平错距取值范围,加权计算得到取值范围内的最佳水平错距。研究结果表明:①被保护层煤体存在一侧采空煤体区、两侧采空遗留煤柱区以及应力恢复区3处高应力区,以及2处呈对称分布的应力降低区;②对主要巷道掘进、维护及工作面回采有利的水平错距取值范围分别为50~75 m、80~140 m和40~100 m;③基于AHP分析方法,确定对主要巷道的掘进、维护以及工作面回采综合有利的水平错距为60 m。研究结果可为冲击地压矿井近距离煤层被保护层工作面的布置提供依据和方法。 展开更多
关键词 冲击地压矿井 近距离煤层 工作面布置 被保护层 水平错距 层次分析法
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煤化工循环水阻垢缓蚀剂研究与应用
14
作者 禚青倩 风行 +4 位作者 安一鸣 孙飞 傅晓萍 甄毅 隋兴彬 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2048-2051,2056,共5页
研究了氯离子、硫酸根、钙硬度和总碱度等关键离子对循环水系统腐蚀和结垢的影响规律,结果表明,氯离子、硫酸根和钙硬度对碳钢腐蚀速率影响不大,总碱度的影响显著;氯离子和硫酸根对结垢影响不大,钙硬度和总碱度的影响显著。针对煤化工... 研究了氯离子、硫酸根、钙硬度和总碱度等关键离子对循环水系统腐蚀和结垢的影响规律,结果表明,氯离子、硫酸根和钙硬度对碳钢腐蚀速率影响不大,总碱度的影响显著;氯离子和硫酸根对结垢影响不大,钙硬度和总碱度的影响显著。针对煤化工高含盐循环水研发的低磷阻垢缓蚀剂RP-21(ZT)具有良好的缓蚀和阻垢性能,在控制循环水总碱度不超过450 mg/L条件下,系统腐蚀速率和污垢沉积率均较低,满足生产装置的长周期稳定运行要求。 展开更多
关键词 煤化工 高盐水 阻垢缓蚀剂
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采高对煤层底板破坏深度的影响 被引量：33
15
作者 李江华 许延春 +2 位作者 谢小锋 姚依林 高玉兵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期303-310,共8页
随着埋深增大,原底板破坏深度经验公式对不同采高工作面底板破坏深度的预计误差增大。以赵固二矿为背景,通过有限元数值计算方法对底板破坏规律进行研究、采用矿井对称四极电剖面法对不同采高底板破坏深度进行实测并运用Spass软件对4个... 随着埋深增大,原底板破坏深度经验公式对不同采高工作面底板破坏深度的预计误差增大。以赵固二矿为背景,通过有限元数值计算方法对底板破坏规律进行研究、采用矿井对称四极电剖面法对不同采高底板破坏深度进行实测并运用Spass软件对4个底板采动破坏影响因素与底板破坏深度的关系进行多元统计回归分析。研究得出,煤层埋深较大时采高对底板破坏深度的影响明显;随着采高的增大,底板垂直应力减小,围岩竖直位移增大,位移等值线梯度减小,底板破坏深度增大;考虑采高因素的底板破坏深度线性回归公式对煤层开采工作面底板破坏深度的预计准确率高,适用性强。 展开更多
关键词 埋深 采高 底板破坏规律 经验公式
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冲击地压煤层水力扩孔掏槽防冲试验研究 被引量：19
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作者 夏永学 鞠文君 +4 位作者 苏士杰 陆齐 丁国利 苏波 陈志杰 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2020年第1期80-87,共8页
分析了煤层水力扩孔掏槽的防冲机理,研究表明水射流作用在煤岩体表面的内应力与射流压力和喷嘴的直径有关,高压水通过极小射流孔后可形成强大动能对煤岩体表面形成冲击破坏。采用旋转射流器持续冲击煤岩钻孔表面,促使孔壁破坏深度不断增... 分析了煤层水力扩孔掏槽的防冲机理,研究表明水射流作用在煤岩体表面的内应力与射流压力和喷嘴的直径有关,高压水通过极小射流孔后可形成强大动能对煤岩体表面形成冲击破坏。采用旋转射流器持续冲击煤岩钻孔表面,促使孔壁破坏深度不断增加,同时利用水射流将切割下来的煤渣带出孔外,可使应力集中区内形成体积远大于原卸压孔的巨型空洞,为矿山压力释放提供足够的卸压空间。开发了扩槽孔和排渣孔分离的双孔布置掏槽技术,有效地解决了排渣、卡钻问题,通过对现场3个测点的试验研究表明,掏槽后的空洞大小可达到150mm钻孔的45~60倍,其有效卸压半径能达到4m以上。该技术可显著降低巷道冲击致灾隐患。 展开更多
关键词 冲击地压 水射流 煤层卸压 扩孔掏槽 防冲机理 试验研究
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深厚冻结基岩中新型单层井壁的施工技术与混凝土应变实测 被引量：10
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作者 张驰 杨维好 +2 位作者 刘计寒 魏志诚 李海鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期192-199,共8页
以呼吉尔特矿区葫芦素副立井为工程实例,详细阐述了国内首个基岩冻结新型单层井壁的施工工艺和混凝土应变实测方法,对施工过程中的技术难点进行了分析,给出了井壁混凝土的质量控制指标。现场实测表明:新型单层井壁混凝土应变是冻结压力... 以呼吉尔特矿区葫芦素副立井为工程实例,详细阐述了国内首个基岩冻结新型单层井壁的施工工艺和混凝土应变实测方法,对施工过程中的技术难点进行了分析,给出了井壁混凝土的质量控制指标。现场实测表明:新型单层井壁混凝土应变是冻结压力、井壁温度共同作用的结果,其变化规律可分为OA,AB,BC,CD等4个阶段;混凝土浇筑完毕后的99.6～149.5 d,混凝土竖向、环向压微应变极值分别达到-190.5～-458.0和-590.4～-799.1;混凝土环向压微应变极值为竖向的1.3～4.2倍,且最大不超过混凝土极限压微应变估算值εmax的25.7%;凿井期葫芦素副立井单层井壁处于安全状态。 展开更多
关键词 深厚含水基岩 新型单层井壁 施工技术 混凝土应变 冻结法凿井
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基于实际围岩变形的全长锚固锚杆杆体应力分布特征分析 被引量：11
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作者 李英明 赵呈星 +2 位作者 丛利 孟祥瑞 董春亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2966-2973,共8页
在全长锚固锚杆支护过程中,锚杆与围岩之间会相互作用,进而引起锚杆应力分布变化。为探究全长锚固锚杆正常支护过程及临界失效时锚杆应力分布规律,以围岩变形为基础,建立了锚杆-围岩相互作用模型,推导出锚杆在正常支护过程中及临界失效... 在全长锚固锚杆支护过程中,锚杆与围岩之间会相互作用,进而引起锚杆应力分布变化。为探究全长锚固锚杆正常支护过程及临界失效时锚杆应力分布规律,以围岩变形为基础,建立了锚杆-围岩相互作用模型,推导出锚杆在正常支护过程中及临界失效时轴力及剪应力沿杆长分布解析表达式,进而获得了轴力及剪应力沿杆长分布曲线。并在考虑锚杆及锚固剂弹性模量、锚杆及锚固剂横截面面积等锚固参数的条件下分别分析了围岩条件、锚杆长度、托锚力对全长锚固锚杆杆体应力分布的影响。结果表明:在全长锚固锚杆正常支护过程中,杆体应力分布符合中性点理论;影响锚杆轴力、剪应力分布的因素有围岩条件、锚固参数、托锚力;在锚杆正常支护过程中,全长锚固锚杆杆体应力分布符合中性点理论,随着围岩变软,锚杆为了限制变形,中性点向孔口方向移动且所受轴力、剪应力增大;托锚力影响杆体应力分布,托锚力越大,轴力分布越不均匀,且孔口到中性点处剪应力越小,中性点到杆端剪应力越大。所以在工程实际中可实时监测锚杆托锚力,依靠本文理论依据可深入揭示锚杆支护过程中受力特征;在锚杆支护临界失效时,围岩越坚硬,剪应力及轴力越大,且分布更加集中;锚杆长度影响全长锚固锚杆的支护性能,但在锚杆长度超过一定范围后再增大锚杆长度并不能显著提升锚杆的锚固效果。 展开更多
关键词 全长锚固锚杆 应力分布 中性点 围岩条件 托锚力 锚杆长度
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保护层开采下伏煤岩卸压效应及其光纤监测 被引量：16
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作者 柴敬 刘永亮 +10 位作者 王梓旭 雷武林 张丁丁 欧阳一博 孙凯 翁明月 张有志 丁国利 郑忠友 张寅 韩刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2896-2906,共11页
保护层开采卸压效果评价及范围划定是保护层开采防冲技术应用的重要指标。以呼吉尔特矿区葫芦素煤矿上保护层开采为研究背景,通过理论分析、光纤传感现场实测相结合的方法,分析了上保护层开采后底板破坏深度,获得了上保护层开采后下伏... 保护层开采卸压效果评价及范围划定是保护层开采防冲技术应用的重要指标。以呼吉尔特矿区葫芦素煤矿上保护层开采为研究背景,通过理论分析、光纤传感现场实测相结合的方法,分析了上保护层开采后底板破坏深度,获得了上保护层开采后下伏煤岩体应力分布规律,被保护层应力释放率及其变化特性,得出了被保护层卸压角和底板破坏深度等参数。设计了3个钻孔将光纤植入工作面底板,实现了底板煤岩体的走向90.36 m、倾向128.47 m、垂向36.45 m空间范围内的卸压效果的实时监测。获得了工作面推进从-300~+255 m的保护层卸压监测数据。结果表明,上保护层开采底板煤岩体应力沿推进方向可划分为“原岩应力-应力集中-应力释放-应力恢复”4个阶段,应力集中阶段位于工作面前方60 m范围内,应力释放阶段位于工作面后方8~10 m以后区域,应力恢复阶段在工作面后方58~67 m以后区域。保护层开采后底板应力释放率具有明显的空间效应,垂直方向上应力释放率峰值波动范围为4.2%~71.6%,应力释放率峰值随底板深度增加呈负对数减小。水平方向上应力释放率峰值位置与底板深度之间呈对数关系增大,底板深度越大应力释放率峰值滞后工作面距离越远。将应力释放率为10%作为卸压临界值,确定了2^(-2)中煤倾向卸压角为53.7°,走向卸压角为63.5°,光纤光栅和分布式光纤监测系统测得的临界卸压深度分别为29.8和30.0 m,与理论计算结果偏差为1.1%~1.3%。分布式光纤测得的最大应力释放率为24.5%,光纤光栅测得的最大应力释放率为63.3%~81.0%。最后,分析了分布式光纤传感技术和光纤光栅测试在保护层开采卸压效果监测中的测试结果差异,对比了光纤测试和经验公式计算的底板破坏深度。光纤传感技术为保护层开采卸压范围监测方法提供了一种新的手段,实现了数据采集、空间维度上对被保护层卸压效应的分布式、连续监测。 展开更多
关键词 近距离煤层 保护层开采 卸压效应 光纤传感技术 现场监测
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矿井通风实时网络解算技术研究 被引量：7
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作者 李伟 霍永金 +2 位作者 张浪 王恩 桑聪 《中国矿业》 北大核心 2016年第3期167-170,共4页
针对传统网络解算滞后于井下的风量变化和风量监测无法覆盖到所有巷道问题,提出矿井通风实时网络解算方法:读取风量实时监测数据,并以此为基准,在监控系统巡检周期内快速求解其他巷道的实时风量,消除了风量监控盲区。在实时网络解算过... 针对传统网络解算滞后于井下的风量变化和风量监测无法覆盖到所有巷道问题,提出矿井通风实时网络解算方法:读取风量实时监测数据,并以此为基准,在监控系统巡检周期内快速求解其他巷道的实时风量,消除了风量监控盲区。在实时网络解算过程中采用全回路调节法,避免了阻力误差集中在固定风量回路。 展开更多
关键词 矿井通风 风量监测 实时网络解算
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