伊犁四矿薄基软岩地层工作面冲击地压原因分析 被引量：1

1

作者 崔树彬 刘坤 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期1-6,共6页

基于冲击地压理论研究和现场实践,根据伊犁四矿矿井延深工程所引起的下山大巷矿震现象,对该矿二水平延深工程薄基软岩地层回采工作面发生冲击地压的原因进行了分析,提出了以分析矿井地质采矿条件为前提、以岩石物理力学性质测定为方法... 基于冲击地压理论研究和现场实践,根据伊犁四矿矿井延深工程所引起的下山大巷矿震现象,对该矿二水平延深工程薄基软岩地层回采工作面发生冲击地压的原因进行了分析,提出了以分析矿井地质采矿条件为前提、以岩石物理力学性质测定为方法、以冲击地压诱因为依据、根据井上井下影响情况为表征的薄基软岩地层工作面发生冲击地压可能性理论。结合该矿地层情况及煤层所在地层的岩性,对矿井+660 m水平岩石含水率、煤层及顶板单轴抗压强度进行了测定,并收集记录煤岩样各类物理力学参数,同时对岩石性质进行了分析。结合几种引起冲击地压的常见理论及考虑引起冲击地压的主要因素,分析了该矿回采工作面实际冒落、采动应力及地面沉降情况,最后深刻剖析了该矿延深下山大巷矿震的原因。研究结果表明:伊犁四矿+350 m水平延深巷道原岩应力较小,且岩石含水率比重较小,属于地质软岩范畴,不存在巨厚坚硬顶板,煤层赋存条件好,+350 m水平以上工程地质简单,不存在大的地质构造。采动后软弱岩层随采随冒,不会形成大面积悬顶,使采动应力及时释放。+350 m水平延深巷道虽矿震频繁,但是矿震能量较小,属于微震现象,不会发生灾害事故。需加强巷道质量控制,控制巷道成型,尽量使巷道受力均匀,巷道开挖对表面岩石影响较大,但利于回采,+350 m水平原岩应力较小,工作面软岩顶板易垮落,应力释放及时,矿井现开采的+350 m水平以上,存在冲击地压的可能性基本不存在。 展开更多

关键词 冲击地压 含水率 顶底板 原岩应力

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伊犁四矿井底车场特殊硐室综掘施工工艺研究 被引量：1

2

作者 张官禹 孙成磊 +1 位作者 许波 亓海涛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期7-10,共4页

新疆地区条件特殊,炸药监管严格,火工品供应困难,以致爆破技术在煤矿井下施工中难以实施,为克服这些困难完成巷道掘进任务,伊犁四矿井底地质条件特殊,硐室的吸水井、配水巷布置在弱胶结软岩地质中,施工难度大,伊犁四矿改变传统爆破施工... 新疆地区条件特殊,炸药监管严格,火工品供应困难,以致爆破技术在煤矿井下施工中难以实施,为克服这些困难完成巷道掘进任务,伊犁四矿井底地质条件特殊,硐室的吸水井、配水巷布置在弱胶结软岩地质中,施工难度大,伊犁四矿改变传统爆破施工配水巷、吸水井的施工工艺,优化设计及施工方案,提出了采用综掘机施工配水巷及吸水井的施工工艺。解决了伊犁四矿采用无爆破技术施工配水巷、吸水井的难题,为西部弱胶结软岩地区无爆破技术施工配水巷、吸水井的推广应用起到了关键作用。 展开更多

关键词 无爆破技术 底鼓 分层施工 变形控制

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工作面过断层煤壁“溃决”式失稳机理与控制 被引量：1

3

作者 崔治国 原红波 +2 位作者 赵嘉鑫 王襄禹 陈明值 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第1期142-149,共8页

针对工作面过断层易发生煤壁失稳、煤岩碎粒“溃决”问题,以望云煤矿15106工作面过断层为工程背景,将煤层分为原生煤和构造煤,通过分析煤壁所受水平应力分布特征,建立煤壁力学模型,分析了护帮板、顶底板黏聚力力偶及水平应力对煤壁挠度... 针对工作面过断层易发生煤壁失稳、煤岩碎粒“溃决”问题,以望云煤矿15106工作面过断层为工程背景,将煤层分为原生煤和构造煤,通过分析煤壁所受水平应力分布特征,建立煤壁力学模型,分析了护帮板、顶底板黏聚力力偶及水平应力对煤壁挠度的影响,确立了煤壁稳定性判据。研究结果表明,断层构造煤对原生煤壁水平应力分布函数形式取决于参数k_(0);煤壁稳定性与煤壁抗弯刚度、顶底板压力、开采高度有关。实践证明,煤壁超前预注浆+俯采过断层对煤壁抗弯刚度提升明显、利于煤壁稳定。 展开更多

关键词 断层构造煤 “溃决”式失稳 应力分布特征 煤壁力学模型 俯采过断层

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XG/KGM亲水胶体对粉煤灰浆液胶凝特性的影响 被引量：1

4

作者 王慧 张德飞 +3 位作者 魏高明 王光明 张德灿 张佳敏 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期193-199,共7页

粉煤灰存在保水性差、易干燥开裂等问题导致其应用受限。为提高粉煤灰的保水性能,通过向粉煤灰浆液中添加不同质量比的黄原胶(XG)、魔芋胶(KGM)亲水胶体制备了含亲水胶体的粉煤灰浆液,测试材料胶凝特性、稳定性及流变特性并浅析其成胶... 粉煤灰存在保水性差、易干燥开裂等问题导致其应用受限。为提高粉煤灰的保水性能,通过向粉煤灰浆液中添加不同质量比的黄原胶(XG)、魔芋胶(KGM)亲水胶体制备了含亲水胶体的粉煤灰浆液,测试材料胶凝特性、稳定性及流变特性并浅析其成胶机理。结果表明:不同质量比XG/KGM亲水胶体粉煤灰浆液的成胶状态不同,当质量比大于4∶6时,粉煤灰浆液可成胶,120℃条件下热失水率最低为18.14%,稳定性良好,Zeta电位绝对值均在20 mV以上,1000℃条件下最大质量损失约为6.27%;流变试验表明,粉煤灰浆液均存在剪切稀化现象,为假塑性流体,采用Herschel-Bulkley模型进行拟合,R2均在0.99以上;储能模量G'均高于损耗模量G″,表明粉煤灰浆液以弹性性质为主;可成胶的三组即质量比为6∶4、8∶2、10∶0时,样品表面可观察到不规则的块状、片状形貌亲水胶体;成胶机理表明,粉煤灰与XG、XG与KGM之间可发生复杂相互作用,从而促进粉煤灰浆液成胶。 展开更多

关键词 粉煤灰 黄原胶 魔芋胶 胶凝特性 流变特性 稳定性

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近距离残留煤柱下破碎围岩巷道修复技术 被引量：8

5

作者 刘洪林 吕金星 马强 《中国矿业》 北大核心 2016年第10期118-123,共6页

针对近距离煤层开采过程中,残留煤柱下部巷道在煤柱集中应力作用下围岩破碎程度高、修复难度大的问题,以山西某矿为工程背景,采用数值模拟的方法分析煤柱底板应力分布规律,结合巷道实际变形特征总结了下位巷道围岩变形破坏原因。认为:... 针对近距离煤层开采过程中,残留煤柱下部巷道在煤柱集中应力作用下围岩破碎程度高、修复难度大的问题,以山西某矿为工程背景,采用数值模拟的方法分析煤柱底板应力分布规律,结合巷道实际变形特征总结了下位巷道围岩变形破坏原因。认为:残留煤柱底板集中载荷的非均匀性分布,及其引起的支护体承载结构破坏是近距离煤柱底板巷道围岩发生大变形的本质。由此,提出了基于破碎围岩注浆和高强度锚杆支护的巷道修复技术,工程实践表明该技术在有效提高围岩整体性和可锚性的同时,使浅部锚固区与深部围岩相连形成整体承载结构,有效地控制了巷道围岩变形,保障了矿井安全生产。 展开更多

关键词 残留煤柱 近距离煤层 破碎围岩 注浆 数值模拟

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基于全断面掩护下协同快速撤架技术研究与应用 被引量：10

6

作者 赵嘉鑫 王襄禹 +3 位作者 李冲 王广辉 王兵生 董立华 《煤炭工程》 北大核心 2021年第9期71-75,共5页

针对"三软"易自燃厚煤层条件下综放工作面回撤期间面临的顶底板松软、支护难度大、煤层自燃发火期短、工期紧等难题,基于回撤工作面"短砌体梁"力学结构模型、从理论上分析了防止回撤空间出现"三角区"的... 针对"三软"易自燃厚煤层条件下综放工作面回撤期间面临的顶底板松软、支护难度大、煤层自燃发火期短、工期紧等难题,基于回撤工作面"短砌体梁"力学结构模型、从理论上分析了防止回撤空间出现"三角区"的最小支护阻力为13541.07kN,提出全断面掩护撤除支架法统一回撤断面的支护形式与支护强度;采用液压驱动的架前撤架装置代替电机绞车牵引支架,形成"架前撤架装置+铲板式支架搬运车+框架式支架搬运车"协同撤架作业模式,提高了回撤空间顶板支护机械化程度与作业安全性,实现快速回撤、减人提效。 展开更多

关键词 全断面掩护 协同搬运作业 快速回撤 特殊赋存条件 撤架装置

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软岩巷道底鼓成因分析及关键控制技术研究 被引量：31

7

作者 张官禹 赵龙 尚玉强 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期63-67,共5页

针对西部矿井弱胶结软岩巷道易发生底鼓变形的问题,以新疆伊犁四矿21103水平石门为工程背景,通过围岩变形监测与现场观察,对软岩巷道的围岩变形特征及底鼓机理进行了分析研究。研究结果表明:伊犁四矿弱胶结软岩巷道具有岩性强度低、胶... 针对西部矿井弱胶结软岩巷道易发生底鼓变形的问题,以新疆伊犁四矿21103水平石门为工程背景,通过围岩变形监测与现场观察,对软岩巷道的围岩变形特征及底鼓机理进行了分析研究。研究结果表明:伊犁四矿弱胶结软岩巷道具有岩性强度低、胶结性弱、裸露易风化、遇水易崩解、开挖大变形等特点,关键影响因素主要为底板岩性和结构状态、岩层应力、支护强度、水理作用。根据底鼓成因分析提出了巷道底板采用锚梁+锚杆+网喷+浇筑混凝土的联合支护技术,现场监测表明在巷道开挖后10 d内,底鼓速度小于顶板和两帮变形速度,开挖后10~40 d,底鼓以较为平稳的速度发展,直至50 d后底鼓基本保持稳定,说明底板联合支护结构发挥了较好的作用,该支护技术能够有效控制巷道围岩变形。 展开更多

关键词 弱胶结软岩 底鼓 围岩变形 围岩控制

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弱胶结地层采动覆岩活动规律及渗透性演化特征研究 被引量：8

8

作者 马军前 仝昕 李成银 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期11-16,共6页

伊犁四矿含煤地层为中生代侏罗系地层,形成时间短,赋存条件具有典型的浅埋深薄基岩厚煤层特征。现阶段矿区主采煤层开采主要受顶板古近系弱胶结砂砾岩含水层影响,该含水层以静储量为主、连通性较差、松散弱胶结、富水性弱至中等。矿井... 伊犁四矿含煤地层为中生代侏罗系地层,形成时间短,赋存条件具有典型的浅埋深薄基岩厚煤层特征。现阶段矿区主采煤层开采主要受顶板古近系弱胶结砂砾岩含水层影响,该含水层以静储量为主、连通性较差、松散弱胶结、富水性弱至中等。矿井主采煤层顶板基岩主要为泥岩、粉砂岩、细砂岩等软质岩类,为保证工作面安全生产,矿井已通过现场实践开展了工业性试验,同时从覆岩多场耦合机理、保水开采机理等方面进行了基础研究。然而,由于该区弱胶结地层特殊的成岩环境和沉积过程,其物理力学性质特别是水理特性与我国东部地区具有明显的差异性,受开采扰动弱胶结岩石隔水性能演变、地下水流场响应特征等,是弱胶结煤系地层安全高效生产和保水开采中亟待解决的关键基础科学问题。在浅埋煤层矿区实现保水开采,关键是煤层推采后导水裂隙带是否贯通隔水层到达含水层。以新疆伊犁四矿地质条件为背景,通过相似模拟试验,研究了地层采动后覆岩破断、裂隙发育规律,进一步采用固液耦合数值模拟技术,定量分析了覆岩的渗透性演化规律。研究结果表明:(1)随着煤层的推采,导水裂隙带最终发育至70 m,未贯通古近系上部隔水层,采空区中部裂隙基本被压实,几乎全部闭合。隔水层完整性良好,能够实现保水开采;(2)采空区正上方基岩底部渗流速度最大,由于中部基岩被压实,孔隙度减小,所以两端头围岩的渗流速度大于中部围岩的渗流速度,采空区上方岩层渗透性普遍提高,下方范围内渗透性略有降低。 展开更多

关键词 相似模拟 覆岩活动 流固耦合 渗透性

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易崩解弱胶结软岩巷道失稳机理及控制技术 被引量：4

9

作者 刘坤 黄其文 +1 位作者 孙成磊 王兵生 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期17-23,共7页

基于易崩解弱胶结软岩巷道现场支护控制技术,为了解决软岩巷道成型差、顶板变形量大、大变形速率持续时间长、底鼓和矿压显现明显等问题,提出以软岩巷道失稳机理及影响因素分析为先导,以"超前控制、及时封闭、长短结合、关键部位... 基于易崩解弱胶结软岩巷道现场支护控制技术,为了解决软岩巷道成型差、顶板变形量大、大变形速率持续时间长、底鼓和矿压显现明显等问题,提出以软岩巷道失稳机理及影响因素分析为先导,以"超前控制、及时封闭、长短结合、关键部位补强、长期监控"为思路,以维护和保持围岩的残余强度为原则的软岩巷道支护技术。根据岩层不同特征,不同应力来源,从分析巷道变形活动基本规律入手,运用信息化设计方法,使支护体系和施工工艺过程不断适用围岩变形状态;采用超前钻孔卸压和及时初喷来控制巷道开挖所引起的围岩破碎,顶板岩石坠落造成顶板表面凹凸不平,巷道成型较差及破碎岩石所导致的网兜、网片撕裂等情况。经过实际观察和分析监测数据对巷道支护形式进行优化,并采用数值模拟分析支护参数优化前后对巷道稳定性的影响,从软岩控制和现场检测监控的角度对易崩解弱胶结软岩巷道支护进行现场实践。研究结果表明:围岩破碎区、塑性区的发育,是巷道围岩失稳的主要原因,采用超前钻孔卸压和初喷相结合的措施,可有效改善易崩解弱胶结软岩巷道开挖变形量大、围岩失稳等问题,对保持巷道围岩完整性起到关键性作用。通过数值模拟及现场检测监控实践,优化了巷道支护参数,验证了易崩解弱胶结软岩巷道支护理论地有效性。 展开更多

关键词 易崩解 弱胶结 软岩 巷道失稳 围岩控制

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浅埋深薄基岩“三软”易自燃煤层综放面大吨位液压支架快速撤除技术 被引量：2

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作者 张京超 续文峰 +1 位作者 刘坤 周广宇 《煤矿开采》 北大核心 2017年第6期26-28,共3页

针对新疆伊宁矿区伊北煤田大型矿井综采放顶煤工作面液压支架撤除,在工作面埋深浅,顶板均为软质岩类,煤层自然发火期短的条件下,进行了综放工作面撤除通道加固、综合防火、支架整体运输倒装技术研究与实践,采取安全可靠的措施,实现了工... 针对新疆伊宁矿区伊北煤田大型矿井综采放顶煤工作面液压支架撤除,在工作面埋深浅,顶板均为软质岩类,煤层自然发火期短的条件下,进行了综放工作面撤除通道加固、综合防火、支架整体运输倒装技术研究与实践,采取安全可靠的措施,实现了工作面安全、快速撤除。 展开更多

关键词 浅埋深薄基岩 易自燃煤层 综放工作面 大吨位液压支架 快速撤除

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两柱与四柱综放支架对顶煤二次破碎效果分析 被引量：1

11

作者 方树林 刘坤 刘前进 《煤矿开采》 北大核心 2016年第5期4-7,32,共5页

为研究两柱和四柱综放支架对顶煤的二次破碎效果,采用ANSYS仿真模拟手段分析了支架反复支撑对顶煤的破坏机理,并得出了两种综放支架在不同硬度煤层条件下的顶煤破坏高度。结果表明:随着支架反复支撑次数的增加,顶煤的破坏范围和破坏程... 为研究两柱和四柱综放支架对顶煤的二次破碎效果,采用ANSYS仿真模拟手段分析了支架反复支撑对顶煤的破坏机理,并得出了两种综放支架在不同硬度煤层条件下的顶煤破坏高度。结果表明:随着支架反复支撑次数的增加,顶煤的破坏范围和破坏程度均加大,四柱式综放支架对顶煤的破坏效果优于两柱式综放支架,而端面控顶效果不如后者。对于坚硬或特厚煤层综放开采建议优先选用四柱综放支架,当顶煤的实际厚度大于综放支架对顶煤的最大破坏高度时,需对顶煤采取弱化措施。 展开更多

关键词 两柱支架 四柱支架 综放开采 顶煤二次破碎 反复支撑 有限元模拟

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