基于光纤监测的锚杆锚固应力分析与应用研究

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作者 王毅 范劲松 +5 位作者 肖海 袁强 张孟军 张丁丁 黄文祥 李红 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期107-115,共9页

以龙滩煤矿3103运输巷为工程背景,引入光纤传感技术作为监测手段,研究锚杆支护的应力变化。首先,根据光纤与锚杆间的界面应变传递理论分析得出应变传递系数平均值为0.879,并用于解调光纤监测数据;然后,设计不同围岩压力下的光纤锚杆拉... 以龙滩煤矿3103运输巷为工程背景,引入光纤传感技术作为监测手段,研究锚杆支护的应力变化。首先,根据光纤与锚杆间的界面应变传递理论分析得出应变传递系数平均值为0.879,并用于解调光纤监测数据;然后,设计不同围岩压力下的光纤锚杆拉拔试验,利用BOTDA监测光纤锚杆在锚固剂凝固过程中及拉拔试验中的应变,监测结果显示光纤能够精准监测到微小应变及应变变化速率,进而分析不同围岩压力与拉拔力在锚杆长度上的应变表征显现;最后,将试验成果应用于工程现场,结果表明光纤传感器在监测周期内能够更好地识别锚杆支护中的异常数据。研究成果可为深部开采环境下巷道锚杆支护监测体系优化提供新思路与新方法。 展开更多

关键词 光纤传感技术 光纤锚杆 拉拔试验 BOTDA 应变监测

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我国大倾角煤层开采技术变革与展望 被引量：14

2

作者 伍永平 郎丁 +14 位作者 贠东风 解盘石 王红伟 高喜才 罗生虎 曾佑富 吕文玉 张艳丽 胡博胜 皇甫靖宇 周邦远 黄国春 王丽 李俊明 刘斌 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期25-51,共27页

大倾角煤层是我国煤炭资源的主要赋存样式之一。在地域分布上呈现出广泛性与区域性,据不完全统计,全国25个省、自治区、直辖市均涉及该类煤层开采,在中西部地区储量丰富、产量大、生产集中程度高。在赋存条件上呈现出多样性与复杂性,不... 大倾角煤层是我国煤炭资源的主要赋存样式之一。在地域分布上呈现出广泛性与区域性,据不完全统计,全国25个省、自治区、直辖市均涉及该类煤层开采,在中西部地区储量丰富、产量大、生产集中程度高。在赋存条件上呈现出多样性与复杂性,不同区域成煤时期不一,构造控煤过程迥异,形成了多样且复杂的开采条件,催生了不同的开采技术要求。大倾角煤层开采的技术难度大。煤层倾角导致采场围岩运动破坏呈现非对称性显现特征,支护系统稳定性控制与“三机”配套与协同、采准巷道布置与支护、工作面“人-机”环境安全保障等工作的难度显著加剧,严重制约了矿井安全高效开采。大倾角煤层开采的区域经济需求强,该类煤层赋存与生产较集中的区域多见以煤炭工业为主的资源型城市,经济结构相对单一,煤炭资源安全高效开发利用对区域能源保供、民生保障、经济保稳具有兜底作用。长期以来,大倾角煤层开采技术变革聚焦于解决“难”与“需”的矛盾,在采煤方法与工艺、岩层控制理论与技术、成套装备研制与应用3个方面不断完善、创新、发展,实现了由非机械化向机械化开采的转变,安全产效水平大幅提升,人员劳动强度大幅下降,作业环境显著改善。20世纪90年代中期,川煤集团绿水洞煤矿首次成功实现了大倾角中厚煤层长壁综采,冲破了大倾角煤层机械化开采技术“禁区”。在此示范作用下,大倾角厚煤层长壁综放开采、大采高综采、薄煤层伪俯斜长壁综采三项首创性工程实践先后取得成功。这一过程中创新了工作面非线性限位布置与调斜方式,确立了“支架-围岩”系统稳定性多维交互控制模式,研发了工作面成套装备,取得良好收效,综合机械化开采技术适用范围进一步拓宽。与此同时,大倾角煤层开采仍存在许多亟待突破的关键科学问题与技术瓶颈,导致自动化、智能化水平提升与近水平/缓倾斜煤层相较仍存在较大差距。需进一步强化倾斜层状煤系地层煤岩体采动力学行为研究,揭示其对采场围岩灾变的控制机制,并实现量化表征;需进一步阐明岩体承载结构-采场装备群组系统间的多维动态作用过程与规律,完善装备与围岩多维动态多目标协同控制理论与技术基础,实现技术转化应用。在科学问题取得突破的基础上进行采煤方法、回采工艺、岩层控制、成套装备的系统性技术创新与研发,破解大倾角煤层开采安全-产效双提升的制约技术瓶颈,使大倾角煤层综合机械化开采倾角上限在有可靠技术保障的前提下向上延伸(扩展),为实现自动化、智能化开采奠定基础。 展开更多

关键词 大倾角煤层 机械化开采 岩层控制 技术变革

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急倾斜煤层综采工作面开切眼钻扩施工技术研究 被引量：7

3

作者 梁立勋 符明华 +3 位作者 王灿华 卓军 余洋 何模洪 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第4期15-18,共4页

为解决急倾斜煤层开切眼施工难度大,冒顶、飞矸伤人事故频繁发生的问题,以绿水洞煤矿3212综采工作面开切眼为研究对象,提出了采用钻机由下向上施工钻孔形成下煤通道,再由上向下刷大至设计断面的急倾斜煤层开切眼施工方案,在分析了施工... 为解决急倾斜煤层开切眼施工难度大,冒顶、飞矸伤人事故频繁发生的问题,以绿水洞煤矿3212综采工作面开切眼为研究对象,提出了采用钻机由下向上施工钻孔形成下煤通道,再由上向下刷大至设计断面的急倾斜煤层开切眼施工方案,在分析了施工技术难点的基础上,提出了下煤通道钻孔、扩孔、护孔、防堵、疏通以及开切眼扩刷、支护等技术措施,工业性试验结果表明:采用钻机沿急倾斜煤层由下向上施工钻孔方式能够代替人工爆破小断面形成下煤通道,有效杜绝煤层随时冒顶给人员带来的安全威胁,同时该方案避免了对开切眼围岩的二次破坏,围岩变形量明显减小,确保急倾斜煤层条件开切眼的施工安全,保证了矿井安全生产。 展开更多

关键词 急倾斜煤层 冒顶 开切眼施工 钻扩施工 围岩控制

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急倾斜三软煤层复合顶板综采工作面液压支架回撤技术研究 被引量：6

4

作者 卢运海 马文峰 范凯 《煤炭工程》 北大核心 2011年第9期53-54,共2页

急倾斜三软煤层复合顶板综采工作面液压支架回撤是一个困难而复杂的技术难题。文章以李子垭煤矿16032工作面为例,介绍了急倾斜三软煤层复合顶板综采支架回撤的成功经验,对类似地质条件下综采液压支架回撤有一定的借鉴作用。

关键词 急倾斜 三软煤层 复合顶板 液压支架回撤

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长距离大倾角下山快速掘进技术研究 被引量：12

5

作者 范凯 黄森林 《煤炭工程》 北大核心 2010年第6期18-19,共2页

以李子垭煤矿南二井520行人下山为例,介绍了长距离大倾角下山快速掘进使用DTC-1000胶带输送机的成功经验,解决了同类巷道快速施工的关键性技术问题,有效预防了长距离大倾角下山快速掘进提升事故,确保安全生产,提高了下山掘进速度,大幅... 以李子垭煤矿南二井520行人下山为例,介绍了长距离大倾角下山快速掘进使用DTC-1000胶带输送机的成功经验,解决了同类巷道快速施工的关键性技术问题,有效预防了长距离大倾角下山快速掘进提升事故,确保安全生产,提高了下山掘进速度,大幅缩短了工期,为李子垭煤矿创造了良好效益。 展开更多

关键词 大倾角 胶带输送机 长距离 下山掘进

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大直径钻孔防治煤与瓦斯突出的实践 被引量：7

6

作者 雷才国 孙炳兴 《矿业安全与环保》 北大核心 2010年第5期62-64,共3页

结合大直径钻孔在李子垭南二井的实践应用,对大直径钻孔的防突效果进行了考察分析,针对性地提出了科学、合理、有效的大直径钻孔设计和施工方案,可为类似条件下煤巷掘进防突提供一定的参考。

关键词 大直径钻孔 高瓦斯 高地应力 煤与瓦斯突出

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低透气煤层高压气水混压增透驱替瓦斯技术研究 被引量：4

7

作者 朱传杰 刘思远 +6 位作者 伍厚荣 刘厅 殷绍林 成艳英 李连云 王小兵 刘谦 《中国煤炭》 2020年第12期61-67,共7页

针对煤体纳米级孔隙内瓦斯难以解吸抽采的难题,首次提出了低透气煤层高压气水混压增透驱替瓦斯技术,研究指出高压气水混压增透驱替原理主要包括压裂裂隙的形成、水分竞争吸附置换瓦斯和高压空气驱替提高运移效率并解堵3个核心部分。研... 针对煤体纳米级孔隙内瓦斯难以解吸抽采的难题,首次提出了低透气煤层高压气水混压增透驱替瓦斯技术,研究指出高压气水混压增透驱替原理主要包括压裂裂隙的形成、水分竞争吸附置换瓦斯和高压空气驱替提高运移效率并解堵3个核心部分。研发了高压气水混压增透驱替瓦斯技术配套工艺及装备。在绿水洞煤矿K1煤层进行了现场试验,试验结果表明:矿井的平均单孔瓦斯抽采纯量从2.43 L/min提高到6.45 L/min,增加了2.65倍,平均抽采浓度从31.3%提到47.6%,增加了16.3%,煤层瓦斯含量降低了25.14%~80.62%,取得了显著的效果。 展开更多

关键词 低透气煤层 压裂 驱替 瓦斯含量 抽采浓度

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液压伸缩系统在急倾斜刮板运输机延缩中的应用 被引量：4

8

作者 符明华 梁文彬 +3 位作者 卓军 刘华林 刘建 简学才 《煤炭工程》 北大核心 2015年第2期67-68,71,共3页

为解决急倾斜煤层综采工作面延缩刮板运输机中部槽因煤层倾角大、人员操作困难,随时有设备下滑伤人的问题,以绿水洞煤矿3232工作面延缩刮板运输机为研究对象,提出利用液压伸缩系统延缩刮板运输机中部槽,介绍了延缩系统结构组织、工作原... 为解决急倾斜煤层综采工作面延缩刮板运输机中部槽因煤层倾角大、人员操作困难,随时有设备下滑伤人的问题,以绿水洞煤矿3232工作面延缩刮板运输机为研究对象,提出利用液压伸缩系统延缩刮板运输机中部槽,介绍了延缩系统结构组织、工作原理,工业性试验结果表白:采用液压伸缩系统能够代替人工延缩刮板运输机,延缩系统将刮板运输机前后始终连接形成整体,有效杜绝下滑伤人事故。 展开更多

关键词 液压伸缩 急倾斜 刮板运输机 延缩装置 中部槽

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急倾斜走向长壁工作面综采设备快速安装技术 被引量：8

9

作者 符明华 梁立勋 +3 位作者 章宁钊 卓军 余洋 程长勇 《煤炭工程》 北大核心 2015年第1期44-46,共3页

针对急倾斜走向长壁工作面综采设备安装因煤层倾角大,钢梁起吊工艺复杂、适应条件苛刻,平板车装运易引发平板车下道或设备倾倒等问题,通过在切眼内安设滑道,上口浇筑转运平台,采用绞车控速、滑靴导向、设备横向自溜下放的安装技术,保证... 针对急倾斜走向长壁工作面综采设备安装因煤层倾角大,钢梁起吊工艺复杂、适应条件苛刻,平板车装运易引发平板车下道或设备倾倒等问题,通过在切眼内安设滑道,上口浇筑转运平台,采用绞车控速、滑靴导向、设备横向自溜下放的安装技术,保证了综采设备平稳运输提高安全系数的同时减少了起吊装卸工序所需人员和工时,加快了安装速度,降低了劳动强度和安装成本。 展开更多

关键词 急倾斜煤层 走向长壁 综采设备 快速安装

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大直径钻孔卸压技术防治巷道冲击危险的研究应用 被引量：10

10

作者 李国玉 李田华 《中国煤炭》 北大核心 2016年第12期76-80,共5页

为减缓巷道掘进过程中应力集中带来的高应力冲击危险,以龙门峡南煤矿西翼增补回风巷采用大直径钻孔卸压技术为研究对象,运用FLAC3D数值模拟软件,依次分析了不同钻孔直径,不同钻孔间距、不同钻孔深度等工况下的卸压效果。经对比分析最终... 为减缓巷道掘进过程中应力集中带来的高应力冲击危险,以龙门峡南煤矿西翼增补回风巷采用大直径钻孔卸压技术为研究对象,运用FLAC3D数值模拟软件,依次分析了不同钻孔直径,不同钻孔间距、不同钻孔深度等工况下的卸压效果。经对比分析最终选择直径110 mm、间距2 m、孔深15 m作为增补回风巷的卸压钻孔参数。实施该组卸压参数后,不仅巷帮侧向支承压力峰值发生转移与释放,而且检验孔的钻屑量均低于预警值,巷道的冲击危险程度大幅度降低。 展开更多

关键词 钻孔卸压 大直径钻孔 冲击地压 钻屑量 卸压钻孔参数

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薄煤层不等长综采工作面80°旋转开采技术研究 被引量：4

11

作者 王俊 《煤矿开采》 北大核心 2013年第1期38-40,42,共4页

以李子垭煤矿23071工作面和23071西工作面为例,介绍了薄煤层不等长综采工作面80°旋转开采工艺技术,通过采用旋转式开采提高了矿井资源采出率,为同类条件下的综采开采提供了参考。

关键词 薄煤层 不等长 旋转开采

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极薄煤层近距离复采液压支架回撤技术 被引量：3

12

作者 王俊 《煤矿开采》 北大核心 2012年第5期34-35,共2页

以李子垭煤矿11041工作面为例,介绍了极薄煤层近距离复采工作面液压支架回撤的成功经验,对类似条件综采工作面液压支架回撤有一定的借鉴作用。

关键词 极薄煤层 近距离 复采 液压支架回撤

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考虑采空区矸石非均匀充填影响的倾斜煤层沿空留巷稳定性分析 被引量：10

13

作者 李季 李博 +5 位作者 张荣光 万龙文 汪胜 李国玉 彭博 沈蓥 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期30-41,共12页

倾斜煤层开采后,由于采空区顶板冒落矸石在重力作用下向下运动堆积充填采空区,使得倾斜煤层沿空留巷矿压显现规律与水平煤层不尽相同。为研究倾斜煤层采空区矸石非均匀充填对沿空留巷围岩稳定性的影响,以四川龙门峡南煤矿3131运输巷为... 倾斜煤层开采后,由于采空区顶板冒落矸石在重力作用下向下运动堆积充填采空区,使得倾斜煤层沿空留巷矿压显现规律与水平煤层不尽相同。为研究倾斜煤层采空区矸石非均匀充填对沿空留巷围岩稳定性的影响,以四川龙门峡南煤矿3131运输巷为工程背景,对采空区垮落矸石充填分区长度进行量化,并采用双屈服模型反演得到采空区矸石分区压实特性参数;并以此为基础建立数值计算模型,重点研究了倾斜煤层沿空留巷全服务周期内围岩应力场环境和塑性区分布形态的演化特征,以及承载状态下巷旁充填体的应力状态和支护性能。研究结果表明:3131工作面采空区的充填压实区、完全充填区以及部分充填区的倾向长度分别为57.20、72.18、10.62 m;对于考虑采空区分区压实特性的倾斜煤层沿空留巷而言,其工作面前方支承压力和采空区残余支承压力沿煤层倾向随深度增加而增大;相比于一次采动,二次采动时工作面前方支承压力峰值和影响范围明显增大,侧向支承压力集中程度也明显提高;留巷阶段采空区垮落带矸石对巷道顶板岩层具有一定的支撑作用,侧向支承压力有明显的应力集中;受重复采动影响,两帮塑性区破坏范围发生顺层扩展现象,且巷道顶板与采空区顶板的塑性区相贯通,巷道靠近高帮侧顶板和两帮围岩破碎较为严重,稳定性较差;矿方现用的巷旁充填体采空区侧承载应力明显大于巷道侧,且水平应力大于垂直应力,巷旁充填体能够满足强度要求,但抗倾覆性能较弱。在此基础之上,分析了现有支护条件下巷道围岩稳定性的控制效果,并针对性地提出了3131运输巷围岩补强支护方案。 展开更多

关键词 倾斜煤层 沿空留巷 采空区充填 巷旁充填体 围岩稳定性

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极复杂条件下伪俯斜综采支架回撤技术 被引量：5

14

作者 唐忠亮 黄凯 沈蓥 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第S1期10-12,共3页

急倾斜煤层条件下采用伪俯斜综采技术过程中遇极复杂地质构造,导致综采支架接顶困难、倾倒以及背咬严重,同时采空区垮落矸石将端头支架掩埋,安全威胁极大。为了降低安全风险和减少设备损失,急需研究在复杂地质条件下伪俯斜综采支架的快... 急倾斜煤层条件下采用伪俯斜综采技术过程中遇极复杂地质构造,导致综采支架接顶困难、倾倒以及背咬严重,同时采空区垮落矸石将端头支架掩埋,安全威胁极大。为了降低安全风险和减少设备损失,急需研究在复杂地质条件下伪俯斜综采支架的快速回撤技术。从回撤条件、回撤关键技术、回撤重点安全管理等方面进行阐述,研究结果较好地指导现场。 展开更多

关键词 复杂条件 伪俯斜综采 支架回撤 急倾斜煤层

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近距离极薄煤层超长复采工作面液压支架快速回撤技术 被引量：2

15

作者 任刚 张浩乙 《煤矿开采》 北大核心 2015年第1期30-32,共3页

以李子垭煤矿11042采面为例,介绍了近距离极薄煤层超长复采工作面液压支架快速回撤的成功经验,不仅为李子垭煤矿上下分层综采设备回撤提供了宝贵的经验,而且还为类似极薄煤层工作面综采设备回撤提供了参考与借鉴。

关键词 近距离 极薄 超长 快速 回撤

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