深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性研究 被引量：18

1

作者 谢广祥 胡祖祥 王磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期91-96,共6页

应用数值模拟、实验室实验、现场实测和理论分析的综合研究方法,对深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性进行了系统研究。研究发现含瓦斯煤体应力峰值前出现扩容现象,煤体初始瓦斯压力对扩容有显著影响,初始瓦斯压力越大,煤体发生扩容的应... 应用数值模拟、实验室实验、现场实测和理论分析的综合研究方法,对深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性进行了系统研究。研究发现含瓦斯煤体应力峰值前出现扩容现象,煤体初始瓦斯压力对扩容有显著影响,初始瓦斯压力越大,煤体发生扩容的应力临界值越小,瓦斯压力越易发生突变。高瓦斯工作面煤体扩容阶段,瓦斯压力具有采动应力响应特征,采动应力作用下煤体扩容力学行为打破了瓦斯解吸和吸附的平衡,瓦斯压力呈现先降低后升高的瞬变演化。基于深部开采高瓦斯工作面煤体扩容力学特征,考虑煤体瓦斯解吸吸附特性,依据理想气体定律,构建了含瓦斯煤扩容阶段瓦斯压力采动应力响应的数值力学模型,揭示了煤体扩容区瓦斯压力不稳定易突变失稳的内在机理。深部开采煤层在采动应力作用下的扩容是煤与瓦斯动力灾害发生的必要条件,也是灾害防控的主要可控因素,通过降低煤层采动应力集中以控制煤体扩容,可有效消除煤与瓦斯动力灾变隐患。 展开更多

关键词 高瓦斯工作面 采动扩容 力学特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

工作面煤层瓦斯压力与采动应力的耦合效应 被引量：29

2

作者 谢广祥 胡祖祥 王磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1089-1093,共5页

依据煤层采动应力及瓦斯压力的现场实测,应用数值模拟、数力学理论分析方法,对工作面煤层瓦斯压力与采动应力的相互作用进行了深入研究。研究表明:煤层瓦斯压力与采动应力具有典型的耦合效应,且呈正相关性,瓦斯压力峰值位置超前于采动应... 依据煤层采动应力及瓦斯压力的现场实测,应用数值模拟、数力学理论分析方法,对工作面煤层瓦斯压力与采动应力的相互作用进行了深入研究。研究表明:煤层瓦斯压力与采动应力具有典型的耦合效应,且呈正相关性,瓦斯压力峰值位置超前于采动应力;在瓦斯压力峰值前瓦斯压力随采动应力呈现"双增"状态,易失稳引起动力灾变,是煤岩瓦斯动力灾害重点防治区域;依据含瓦斯煤吸附变形与孔隙表面自由能的内在关系,构建了含瓦斯煤采动应力-瓦斯压力互馈效应的数力学模型,揭示了煤层瓦斯压力与采动应力耦合作用的力学机理。 展开更多

关键词 瓦斯压力 采动应力 耦合效应 动力灾害

在线阅读 下载PDF 职称材料

深井瓦斯煤层采动扩容致灾力学机理 被引量：8

3

作者 谢广祥 殷志强 +2 位作者 胡祖祥 侯俊领 马海峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期24-29,共6页

为揭示深井瓦斯煤层扩容致灾的内在力学机理,从宏观和细观角度对含瓦斯煤扩容过程的力学特征进行了系统研究。研究表明,受采动应力作用的工作面煤层存在扩容缓变和扩容急变两种力学状态;扩容缓变区煤层累计扩容量缓慢增加、瓦斯压力随... 为揭示深井瓦斯煤层扩容致灾的内在力学机理,从宏观和细观角度对含瓦斯煤扩容过程的力学特征进行了系统研究。研究表明,受采动应力作用的工作面煤层存在扩容缓变和扩容急变两种力学状态;扩容缓变区煤层累计扩容量缓慢增加、瓦斯压力随采动应力增大而增大;扩容急变区煤层累计扩容量激增导致煤层瓦斯压力突变降低,易诱发动力灾害。含瓦斯煤扩容行为致使瓦斯压力突变,初始瓦斯压力增大导致扩容应力临界值降低、煤体扩容率明显增加、扩容区瓦斯突变压力梯度显著增大,含瓦斯煤失稳致灾敏感性增强。构建了含瓦斯煤瓦斯压力和采动应力耦合作用力学模型,表明工作面煤层瓦斯压力受控于采动应力,且呈指数正相关性。揭示了工作面煤层瓦斯压力受控于采动应力的扩容致灾力学本质。 展开更多

关键词 扩容致灾 采动应力 瓦斯压力 动力灾害

在线阅读 下载PDF 职称材料

采动底板力学特征及其对回采巷道稳定性影响 被引量：7

4

作者 李家卓 马海峰 +2 位作者 殷志强 李传明 李佳佳 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2014年第3期18-23,共6页

应用理论分析、计算机模拟和现场实测,分析了采动底板应力传播规律及其对底板巷道稳定性影响规律。研究表明:煤壁前方应力增高区附近底板压应力分布呈现"球根"状,随着埋深的增加,垂直应力先增加后减小,剪应力浅部采场边界高... 应用理论分析、计算机模拟和现场实测,分析了采动底板应力传播规律及其对底板巷道稳定性影响规律。研究表明:煤壁前方应力增高区附近底板压应力分布呈现"球根"状,随着埋深的增加,垂直应力先增加后减小,剪应力浅部采场边界高度集中,是引起层状底板剪切滑移的根本原因。张集矿1113(1)工作面回采过程,活化了已回采稳定的两工作面层间似连续-非连续-散体结构,导致非连续结构的剪切滑移失稳,和散体冲破相互咬合摩擦力的移动,引起了1113(1)工作面轨道巷广距离失稳。相邻采区开采顺序由上下煤层间隔同采调整为上下煤层顺序开采后,巷道表面位移显著降低,技术经济效益显著。研究成果可为煤层群开采采区设计、底板巷道稳定性控制提供理论基础。 展开更多

关键词 采动底板 力学特征 底板巷道

在线阅读 下载PDF 职称材料

逆断层下盘工作面回采扰动引发断层活化特征的试验研究 被引量：29

5

作者 赵毅鑫 王浩 +2 位作者 焦振华 卢志国 张旭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期914-922,共9页

为分析逆断层下盘工作面回采对断层面错动失稳影响,在双轴等压加载条件下,试验获得了逆断层下盘煤层回采扰动下断层活化失稳特征。结果表明:回采工作面围岩由内向外形成采动卸压区、支承升压区、原始应力区的动态演化将诱发断层构造错... 为分析逆断层下盘工作面回采对断层面错动失稳影响,在双轴等压加载条件下,试验获得了逆断层下盘煤层回采扰动下断层活化失稳特征。结果表明:回采工作面围岩由内向外形成采动卸压区、支承升压区、原始应力区的动态演化将诱发断层构造错动活化,且逆断层构造更易受回采工作面扰动区影响;双向等压条件下逆断层下盘煤层开挖,垂直方向扰动与水平方向扰动载荷比由1逐渐增加至6,断层面发生离层或剪滑失稳的危险升高;断层构造面附近应变呈不均匀分布,且煤层处应变明显高于顶、底板岩层;煤层开挖引发的声发射事件84%能量分布在10-13~10-10 J,主要分布于煤层顶板岩层,且跨越断层面声发射事件较少,表明断层构造对应力扰动有阻断作用;开挖煤层与断层面交叉处是声发射事件集聚区域,发生错动失稳危险性较高。对比赵楼煤矿1303工作面实际矿震数据,矿震震源与试验声发射源空间分布特征具有一定相似性,佐证了类逆断层组合结构岩石试验方法的可行性。 展开更多

关键词 逆断层 回采扰动 声发射 矿震 冲击地压

在线阅读 下载PDF 职称材料

动静组合加载条件岩爆特性及倾向性指标 被引量：30

6

作者 殷志强 李夕兵 +2 位作者 董陇军 金解放 马海峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期3249-3256,共8页

基于岩爆灾害是静载与动载共同诱发的工程事实,从动静组合加载下岩石破坏过程中能量储存和释放特征出发,充分借鉴现有岩爆倾向性指标的合理之处,提出动静组合加载下的岩爆的倾向性指标。该指标能克服现有指标只考虑静载的局部性,更能反... 基于岩爆灾害是静载与动载共同诱发的工程事实,从动静组合加载下岩石破坏过程中能量储存和释放特征出发,充分借鉴现有岩爆倾向性指标的合理之处,提出动静组合加载下的岩爆的倾向性指标。该指标能克服现有指标只考虑静载的局部性,更能反映出岩体岩爆破坏应力峰值后的能量释放特征。选取0轴压、抗压强度的20%,60%,70%和80%共5个典型轴压水平,进行不同冲击能量下的动静组合冲击实验。通过对试验结果的分析,考察动静组合加载下的岩爆特性及倾向性指标方法。研究结果表明,新指标能够较好反映岩石的岩爆倾向性。通过分析比较,进而提出动静组合加载下岩爆倾向性指标判据的初步建议。根据该建议指标可以反映出激励性岩爆的发生受静载和动载2种因素的综合作用。 展开更多

关键词 岩爆 动静组合加载 倾向指标 分离式霍布金森压杆

在线阅读 下载PDF 职称材料

大倾角三软厚煤层综采工作面旋转开采技术 被引量：25

7

作者 陆伟 杨科 +2 位作者 杨晓杰 华心祝 缪建华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第7期18-21,25,共5页

为减少煤炭资源损失,对潘北煤矿在大倾角(30°)三软厚煤层工作面进行旋转开采技术,设计了进刀比为1∶3的旋采方法及旋采关键技术方案,即对运输巷和回风巷进行超前刷扩和单体挑棚支护,以便调整转载机与带式输送机方向,保持工作面等长... 为减少煤炭资源损失,对潘北煤矿在大倾角(30°)三软厚煤层工作面进行旋转开采技术,设计了进刀比为1∶3的旋采方法及旋采关键技术方案,即对运输巷和回风巷进行超前刷扩和单体挑棚支护,以便调整转载机与带式输送机方向,保持工作面等长;在液压支架与刮板输送机间连接防滑千斤顶和锚链,以减少刮板输送机下滑量,保持综采机组整体稳定性;采用顶板铺链网并在架头连接工字钢,加强顶板管理,防止片帮、冒顶发生。实践结果表明,旋转开采技术的实施保证了大倾角三软厚煤层工作面的安全高效开采。旋采期间日产量达正常综采期间的93.1%,旋转开采经济效果良好。 展开更多

关键词 综采工作面 三软厚煤层 旋转开采 防滑千斤顶

在线阅读 下载PDF 职称材料

采场底板围岩应力壳力学特征及时空演化 被引量：17

8

作者 谢广祥 李家卓 +1 位作者 王磊 唐永志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期52-61,共10页

针对采场底板围岩三维应力场特征及演化规律,以谢桥煤矿1232(1)综采工作面为研究对象,采用综合研究方法开展了系统研究。结果表明:煤层回采过程中,伴随着采场围岩三维应力场的不断调整,在采场底板围岩空间区域也存在高应力束,高应力束... 针对采场底板围岩三维应力场特征及演化规律,以谢桥煤矿1232(1)综采工作面为研究对象,采用综合研究方法开展了系统研究。结果表明:煤层回采过程中,伴随着采场围岩三维应力场的不断调整,在采场底板围岩空间区域也存在高应力束,高应力束在三维空间形成了采场底板围岩应力壳,应力壳壳体内外岩体主应力均低于壳体中的主应力。应力壳内边界之上垂直应力和水平应力均显著降低,部分岩层内压应力转化为拉应力,壳体和应力壳外边界岩层垂直应力降低,水平应力仍然较大,存在水平应力集中现象,三维应力场作用的选择性是采场底板围岩应力壳形成的内在力学本质。采场底板围岩应力壳形态随着采场结构的变化而调整,具有典型的短边依赖效应,破裂区和最大位移区主要发育在应力壳壳体内边界之上的低应力区内。采场底板围岩应力壳是抵抗底板岩层卸压膨胀、进而发展到拉剪破坏的主要集中力系,采场底板围岩应力壳的失衡可能引起较大的动力现象。 展开更多

关键词 底板应力壳 三维应力场 时空演化 集中力系

在线阅读 下载PDF 职称材料

近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制与控制技术 被引量：9

9

作者 李家卓 谭文峰 +2 位作者 李传明 朱传奇 马海峰 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期122-127,共6页

为探讨近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制和开发相应的控制技术,采用理论计算、数值模拟和实验室试验综合方法,研究煤层群开采围岩采动应力场分布。阐明松散煤体注水加固的力学机制,并开发现场厚坚硬顶板深孔预裂爆破、深浅孔联合注... 为探讨近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制和开发相应的控制技术,采用理论计算、数值模拟和实验室试验综合方法,研究煤层群开采围岩采动应力场分布。阐明松散煤体注水加固的力学机制,并开发现场厚坚硬顶板深孔预裂爆破、深浅孔联合注水、新型采煤工艺综合技术措施。研究结果表明:在煤层群开采条件下,上下工作面相互影响程度剧烈,将下伏煤层工作面布置在上覆煤层开采后的卸压区内,可避免上煤层遗留煤柱高集中应力的影响,降低下伏煤层工作面原始应力水平。用设计的深孔预裂爆破工艺,能避免关键层断裂后对下伏煤层作面的动压冲击。提出的工作面低压短时间浅孔注水和2巷超前长孔预注水工艺,能提高松散煤体抗剪强度,增加煤体稳定性。 展开更多

关键词 近距离煤层群 松散煤体 采场围岩 失稳机制 开采工艺

在线阅读 下载PDF 职称材料

围压卸荷条件砂岩动静组合加载碎块分维特性 被引量：9

10

作者 殷志强 李夕兵 +1 位作者 马海峰 李传明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期83-88,共6页

利用带轴向静压和主动围压加载装置的分离式霍普金森压杆试验设备,研究了砂岩试样在不同轴向静载等级(0MPa^72MPa)、不同冲击能量下的动态力学特性,结合分形理论和能量原理,分析高应力试样破裂块度分布规律及其能量的相关性。试验结果表... 利用带轴向静压和主动围压加载装置的分离式霍普金森压杆试验设备,研究了砂岩试样在不同轴向静载等级(0MPa^72MPa)、不同冲击能量下的动态力学特性,结合分形理论和能量原理,分析高应力试样破裂块度分布规律及其能量的相关性。试验结果表明:在轴向静载一定的情况下,砂岩试样的动态压缩强度随冲击能量的增大而提高;试样发生临界破坏,冲击能量随轴向静载的增大出现先增加后减小,试样破坏形态由中心破裂向更为复杂的压剪破裂转变;在较高轴向静载下,碎块分维数与冲击能量之间呈现非线性递增关系,表明较小的冲击能量有助于诱发高轴向静载储能释放,提高砂岩试样破碎程度。 展开更多

关键词 动静组合加载 高应力 块度分形 能量

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于AutoCAD煤矿工程立体图软件的研发与应用 被引量：6

11

作者 庞冬冬 马海峰 +2 位作者 杨应迪 李家卓 尹晨晨 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2014年第3期173-178,共6页

以煤矿工程平面图涵盖信息为原始资料,基于AutoCAD平台二次开发了绘制煤矿工程立体图专用软件,该软件模拟城市地下管网模型快速生成煤矿巷道立体图,利用图结构进行数据组织,建立了包含巷道、工作面参数、通风路线等详细信息的属性式数... 以煤矿工程平面图涵盖信息为原始资料,基于AutoCAD平台二次开发了绘制煤矿工程立体图专用软件,该软件模拟城市地下管网模型快速生成煤矿巷道立体图,利用图结构进行数据组织,建立了包含巷道、工作面参数、通风路线等详细信息的属性式数据库。同时,该软件可与已有数据库资源共享和矿图数据库兼容,实现了二维平面矿图向三维立体矿图的转换。三维立体矿图强大的数据平台可以实现井下人员实时定位、煤层瓦斯实时监测和矿井通风网络系统的全方位展示,配合网络集成可实现远程办公的智能管理和决策。 展开更多

关键词 AUTOCAD 二次开发 立体图 数据库

在线阅读 下载PDF 职称材料

采场围岩应力壳对破坏场的影响规律及应用 被引量：6

12

作者 王磊 谢广祥 王金安 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2009-2014,共6页

为获得高瓦斯工作面采动应力场对煤岩破坏导致渗透性变化的影响规律,进而指导瓦斯抽采的工程应用,采用计算机数值模拟对长壁工作面围岩应力壳分布及对破坏场的影响进行了研究和分析,获得了采场围岩应力壳对破坏场的影响规律。研究表明:... 为获得高瓦斯工作面采动应力场对煤岩破坏导致渗透性变化的影响规律,进而指导瓦斯抽采的工程应用,采用计算机数值模拟对长壁工作面围岩应力壳分布及对破坏场的影响进行了研究和分析,获得了采场围岩应力壳对破坏场的影响规律。研究表明:长壁工作面围岩应力壳是煤层和围岩的破坏和裂隙发育的主控因素,破坏和裂隙一般发育在应力壳高应力集中带下方的卸压区内,在应力壳高应力集中带及其上方岩层破坏和裂隙并不发育;受应力壳壳基的影响,工作面煤壁前方、回风巷下帮及运输巷上帮煤体的破坏发育区域均分布在壳基内侧的低应力区内;高瓦斯低透气性煤层距工作面煤壁15 m内破坏和裂隙发育,此区域渗透性强,应加强煤层顺层钻孔的抽采力度。高抽巷、地面钻井及穿层钻孔的布置均应考虑应力壳的形态和破坏场的发育,钻孔抽采位置宜选择在应力壳下低应力区内。 展开更多

关键词 应力壳 破坏场 数值模拟 瓦斯抽采

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于系统优化的湿喷工艺在煤矿中的运用 被引量：2

13

作者 冯飞胜 成云海 +3 位作者 任禹 田厚强 白金超 孙振平 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期127-129,141,共4页

湿喷工艺是将一定配合比的骨料经过各种湿喷机械搅拌并从喷嘴喷射到受喷体上的方法,能克服干喷混凝土的初期强度低,回弹率较大,现场工作环境粉尘多等技术难题,但我国大多数湿喷采用半机械化作业,人工加料和水等,同时,一套完整连续的湿... 湿喷工艺是将一定配合比的骨料经过各种湿喷机械搅拌并从喷嘴喷射到受喷体上的方法,能克服干喷混凝土的初期强度低,回弹率较大,现场工作环境粉尘多等技术难题,但我国大多数湿喷采用半机械化作业,人工加料和水等,同时,一套完整连续的湿喷装备也不适合我国煤矿井底狭小的空间使用。针对此问题,通过试验室骨料配合比试验,研究了适合优化系统的湿喷混凝土添加剂;通过湿喷装备优化设计,初步实现了湿喷工艺全程机械化定量优化;最后,经过现场观测和取样分析,结果表明优化湿喷系统的巷道施工快速,湿喷混凝土反弹率低,作业空间粉尘浓度大大降低,同时测试现场湿喷形成的岩块力学性能普遍提升,研究成果可以在类似条件下推广运用。 展开更多

关键词 系统优化 湿喷混凝土 定量配合比 粉尘 强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

近距离煤层群上行开采研究 被引量：11

14

作者 庞冬冬 《煤炭工程》 北大核心 2017年第8期46-49,共4页

为研究8煤开采对上部11煤的影响,综合运用理论分析和数值计算的方法,对上行开采过程中,上部11煤底板位移场、应力场变化规律进行研究。结果表明:11煤位于8煤开采的弯曲下沉带内,煤体有一定的破坏,但保持了很好的连续性,而且14128工作面... 为研究8煤开采对上部11煤的影响,综合运用理论分析和数值计算的方法,对上行开采过程中,上部11煤底板位移场、应力场变化规律进行研究。结果表明:11煤位于8煤开采的弯曲下沉带内,煤体有一定的破坏,但保持了很好的连续性,而且14128工作面的开采降低了上煤层的应力,形成应力降低区;同时,增大了11煤的透气性,减小瓦斯压力,卸压效果显著,对高瓦斯的11煤安全开采提供了保障。最后,计算得出了卸压影响范围。 展开更多

关键词 上行开采 数值计算 近距离煤层 瓦斯压力

在线阅读 下载PDF 职称材料

深井动压影响下山煤巷围岩变形机理与控制研究 被引量：1

15

作者 刘啸 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期130-136,共7页

以刘桥一矿Ⅱ66回风下山为工程背景,采用现场实测、实验室实验、数值模拟和工业性试验综合分析了下山煤巷非对称变形破坏机理,提出动压影响下深井软弱煤巷围岩多层次组合控制理论,并给出优化控制措施。研究表明:回风下山变形失稳严重并... 以刘桥一矿Ⅱ66回风下山为工程背景,采用现场实测、实验室实验、数值模拟和工业性试验综合分析了下山煤巷非对称变形破坏机理,提出动压影响下深井软弱煤巷围岩多层次组合控制理论,并给出优化控制措施。研究表明:回风下山变形失稳严重并呈非对称性,围岩完整性较差,强度低。地应力实测显示,回风下山处于高原岩应力区,最大主应力为水平应力且具有明显方向性,与巷道轴线夹角为71°,断面顶底板剪切破坏风险较大;数值模拟显示,回风下山开拓延伸期间,受邻近轨道下山、辅助下山影响显著,4煤回采对其影响较小,6煤工作面回采是下山煤巷非对称失稳的主要诱因;提出以围岩深浅孔注浆为核心,以新型注浆锚索、锚杆为装备基础的高阻让压全断面组合控制理论,并给出具体优化方案。工业性试验显示,下山煤巷围岩变形得到有效控制。 展开更多

关键词 深井 动压影响 下山煤巷 非对称变形 支护理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

煤层底板卸荷扰动断裂机制宏细观研究

16

作者 李家卓 李传磊 +1 位作者 李杨 刘万荣 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期451-456,共6页

基于断裂力学和重整化群理论,采用综合研究方法,从宏细观角度对开采扰动底板损伤岩层动态失稳机理进行了研究。结果表明,煤层回采后,底板岩层存在高应力束组成的主应力拱,最大主应力大小决定裂纹的起裂与扩展,裂纹的生长路径受控于最大... 基于断裂力学和重整化群理论,采用综合研究方法,从宏细观角度对开采扰动底板损伤岩层动态失稳机理进行了研究。结果表明,煤层回采后,底板岩层存在高应力束组成的主应力拱,最大主应力大小决定裂纹的起裂与扩展,裂纹的生长路径受控于最大主应力的方向。采场高支承压力引起岩层原始裂纹起裂,宏观上表现为底板岩层的预先剪切随机破坏;近场区域最大主应力场部分偏转,引起底板岩层中垂直应力显著降低、浅部水平应力急剧增加和斜向采空区方向产生高剪应力,迫使裂隙在原有扩展长度基础上进一步生长;工作面继续推进,采空区内底板岩层水平方向上压缩和竖向膨胀引起岩层拉破坏,当底板岩层损伤发展到临近损伤值时,极小范围的扰动被强烈放大,底板岩层由随机破坏转为"雪崩"式宏观断裂。 展开更多

关键词 安全工程 煤层底板 损伤 开采扰动 断裂失稳 演化机制

在线阅读 下载PDF 职称材料

巨厚坚硬岩层下基于防冲的开采设计研究与应用 被引量：40

17

作者 翟明华 姜福兴 +4 位作者 朱斯陶 张明 姚顺利 郭信山 孙翔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1707-1715,共9页

在我国多个分布有巨厚坚硬岩层的矿区,巨厚坚硬岩层运动导致的强矿震和强冲击地压致灾后果严重,治理难度大,已经成为这些矿区矿井安全生产的主要障碍。通过分析巨厚坚硬岩层下冲击地压的发生规律,提出了此类矿井冲击地压存在“关键工作... 在我国多个分布有巨厚坚硬岩层的矿区,巨厚坚硬岩层运动导致的强矿震和强冲击地压致灾后果严重,治理难度大,已经成为这些矿区矿井安全生产的主要障碍。通过分析巨厚坚硬岩层下冲击地压的发生规律,提出了此类矿井冲击地压存在“关键工作面效应”、“震动诱冲效应”和“冲击震动效应”3个共同特点。“关键工作面”是指该工作面在开采时会导致巨厚坚硬岩层发生断裂和强烈运动,并开始出现强烈的矿震或冲击地压;“关键工作面效应”是指“关键工作面”开采过程中发生的强动力灾害;“震动诱冲效应”是指巨厚坚硬岩层断裂震动在地层中产生的动应力传播到处于高应力状态的煤体上后,诱发的冲击地压灾害,其显现特点是“震源与冲击显现位置不一致”;“冲击震动效应”是指当开采到关键工作面位置后,巨厚坚硬岩层的传递压力将急剧增加,当部分煤体达到发生冲击的条件时即可发生冲击,同时引起能量巨大的震动,这类冲击的显现特点是“震源与冲击显现位置一致”。采用覆岩空间结构理论、地表沉陷观测、微震和应力监测数据,提出了辨识关键工作面的方法;阐述了山东能源集团3个不同类型巨厚坚硬岩层冲击地压矿井采用保护层开采、负煤柱设计、关键工作面确定与参数设计、避开震动损害边界开采设计、小煤柱设计和顺序开采工作面参数优化设计等综合方法,实现防冲安全的具体做法。 展开更多

关键词 巨厚岩层 坚硬岩层 防冲 开采设计 关键工作面 冲击地压

在线阅读 下载PDF 职称材料

极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”发育规律研究 被引量：14

18

作者 谷文伟 高召宁 李颜 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期135-142,共8页

为深入研究极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”的动态发育规律,采用理论推导、数值模拟和现场实测相结合的方法,分析袁店一矿824工作面覆岩“两带”的裂隙演化特征。结果表明:从岩层层向拉伸率角度,研究上覆岩层垮落带和导水裂隙... 为深入研究极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”的动态发育规律,采用理论推导、数值模拟和现场实测相结合的方法,分析袁店一矿824工作面覆岩“两带”的裂隙演化特征。结果表明:从岩层层向拉伸率角度,研究上覆岩层垮落带和导水裂隙带的垮落程度,考虑角度影响推导出岩层弯曲下沉边缘段变形前后的长度计算公式,根据覆岩的碎胀特征计算各岩层的最大下沉量,预测垮落带和裂隙带的范围分别为30.2~41.2 m和70.7~78.2 m;采用3DEC数值模拟分析该矿824工作面开挖后上覆岩层垮落的基本形态和裂隙分布规律,结合其应力、位移云图和监测线位移曲线的分布特征,得出垮落带和裂隙带的高度分别为32.50 m和77.25 m;采用分布式光纤应变监测系统,监测工作面前方80 m处上部顶板的受力情况,得出受采动影响的光纤应变呈起伏变化,且应变分布与地层岩性存在对应关系,得出垮落带高度约30.4 m,裂隙带高度约74.8 m,验证采用层向拉伸率和覆岩碎胀性2个方面来预测工作面覆岩“两带”高度的合理性,可为类似方面的研究与施工提供相应的技术依据。 展开更多

关键词 极近煤层 上覆岩层 “两带”高度 分布式光纤

在线阅读 下载PDF 职称材料

综采工作面大角度旋转俯采技术研究 被引量：8

19

作者 李顺顺 高召宁 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期133-138,共6页

为解决芦岭矿Ⅱ104东翼采区原设计布置的3个工作面造成的回采巷道布置困难、工作面搬家频繁、综采工作面连续推进长度短的问题,利用数值模拟和现场观测,并基于Ⅱ104东翼采区煤层赋存条件及原巷道布置特点,将原设计的3个工作面合为1个Ⅱ1... 为解决芦岭矿Ⅱ104东翼采区原设计布置的3个工作面造成的回采巷道布置困难、工作面搬家频繁、综采工作面连续推进长度短的问题,利用数值模拟和现场观测,并基于Ⅱ104东翼采区煤层赋存条件及原巷道布置特点,将原设计的3个工作面合为1个Ⅱ1041工作面,对综采大角度旋转开采方案、工艺参数和旋转技术要求、矿压显现规律等关键技术进行了研究,并对整个采场的采动应力变化规律进行了分析,有效解决了Ⅱ1041工作面旋转开采期间刮板输送机的上下窜动以及支架旋转角度控制的问题。研究结果表明:采用进刀比为1:8的旋转开采方案,经过54个循环,共旋转74°,旋转期间支架最大工作阻力为6481kN,与额定工作阻力相比仍有4.7%的富余量,且支架无倒架、挤架的现象。实现了工作面在复杂条件下不搬家,连续推进,保证了工作面的正常回采。 展开更多

关键词 旋转开采 大角度旋转 俯采 矿山压力

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同瓦斯压力下煤岩三点弯曲断裂特性研究 被引量：19

20

作者 殷志强 谢广祥 +1 位作者 胡祖祥 朱传奇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期424-431,共8页

为探求含瓦斯煤I型裂纹断裂韧度及断裂过程裂纹扩展特性,以原煤制作中心直裂纹半圆盘三点弯曲试样为研究对象,利用自行研制的带视窗的含瓦斯煤岩试验装置,开展了不同瓦斯压力条件下含瓦斯煤I型裂纹断裂特性研究。研究结果表明:在瓦斯赋... 为探求含瓦斯煤I型裂纹断裂韧度及断裂过程裂纹扩展特性,以原煤制作中心直裂纹半圆盘三点弯曲试样为研究对象,利用自行研制的带视窗的含瓦斯煤岩试验装置,开展了不同瓦斯压力条件下含瓦斯煤I型裂纹断裂特性研究。研究结果表明:在瓦斯赋存状态下,随瓦斯压力的增大,I型断裂韧度及断裂能耗呈逐渐降低的趋势;含瓦斯煤试样扰度逐渐增大,试样在破坏前塑性形变逐渐明显;裂纹初始扩展速度显著增加(瓦斯压力由0增加至1.5 MPa时,其初始扩展速度由78 m/s提高至239 m/s),且随裂纹长度的增加,扩展速度明显降低;通过数字散斑方法,清晰的描述试样表面变形及裂纹扩展过程,并得到裂纹扩展前的损伤区域。 展开更多

关键词 含瓦斯煤 半圆盘三点弯曲 断裂韧度 数字散斑

在线阅读 下载PDF 职称材料