题名 充填矸石夯实模拟试验台的研制及应用
被引量：3
1
作者
李新旺 赵新元 程立朝 秦义岭
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心
出处
《煤炭工程》
北大核心
2019年第8期120-124,共5页
基金
河北省重点研发计划项目(18273815D) 邯郸市科学技术研究与发展计划项目(1624230055) 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2017031)
文摘
为研究矸石散体在限定空间下经过横向推压之后的固结成型特性,基于充填工作面的充填夯实过程和充填支架捣实机构的工作原理,模拟充填工作面的组成部分,自主研制了一套结构简单操作方便的充填矸石夯实模拟试验台,并应用该模拟试验台研究了推实力和含水量对矸石散体固结成型特性的影响规律。研究结果表明:推实力和含水量对矸石散体的固结成型特性影响呈现正相关,且推实力大于2MPa、含水量为3%时,矸石散体开始表现出明显的固结成型特性。因此,矸石充填夯实模拟试验台的研制及应用,对优化现场矸石充填开采技术提供一定参考意义。
关键词
矸石充填 夯实模拟 限定空间 固结成型
Keywords
gangue-filling tamping simulation limited space consolidation molding
分类号
TD403
[矿业工程—矿山机电]
题名 应力拱效应下裂隙场演化规律及应用
被引量：3
2
作者
程立朝 张学栋 李新旺 王汉青 温学君
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心 河北 工程 大学 邯郸市煤基固废规模化利用技术 创新中心
出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2023年第5期1-6,共6页
基金
河北省自然科学基金资助项目(生态智慧矿山联合基金项目)(E2020402041) 河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022074) 河北省重点研发计划项目(18273815D)
文摘
为研究九龙矿覆岩裂隙场演化规律,运用数值模拟、理论分析相结合的方法,开展应力拱效应下裂隙场的演化规律研究,得到了断裂离层高度、断裂角、应力拱及拱脚位置随推进距离变化的演化规律,并建立应力拱模型,得到各参量与应力拱高度的量化关系。结果表明:裂隙场可分为靠近煤壁侧的裂隙区、中部的压实形成区、压实扩展区、工作面右侧的裂隙区和塑性区裂隙区,离层裂隙的高度和断裂角随着周期来压呈阶段性增长;应力拱位于上覆岩层塑性裂隙区和采场周围煤岩体中,近似呈半椭圆形分布,应力拱的拱脚作用在工作面前后方和侧翼未采煤层支承压力峰值区,应力峰值区距开切眼的距离是动态变化的;建立应力拱模型,得到断裂角、推进距离、断裂离层高度、拱脚距煤壁距离与应力拱高度的量化关系,求得应力拱高并结合数值模拟结果进行工程实践,有效地预计了裂隙带高度,保证了工作面的安全开采。
关键词
应力拱 裂隙场 数值模拟 覆岩演化
Keywords
stress arch fracture field numerical simulation overlying strata evolution
分类号
TD325
[矿业工程—矿井建设]
题名 大埋深厚煤层开采导水裂隙带发育高度综合确定
被引量：7
3
作者
李新旺 王汉青 代卫林 程立朝 孙利辉
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心 冀中能源峰峰集团邯郸宝峰矿业有限公司
出处
《煤炭技术》
CAS
北大核心
2023年第1期110-114,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(52074100) 河北省自然科学基金资助项目(生态智慧矿山联合基金项目)(E2020402075)。
文摘
导水裂隙带发育规律及其高度测定对矿井防治水和保水开采具有重要意义。以九龙矿2#煤层15249S工作面为研究对象,利用经验公式计算方法、FLAC3D数值模拟和微震监测相结合分析了煤层上覆岩层塑性区破坏变化规律及导水裂隙带发育高度计算,并结合现场钻孔漏液实测数据对上述3种方法得出的结果进行验证。研究结果表明:经验公式预计导水裂隙带高度为103.66 m,数值模拟试验预测导水裂隙带高度为134 m;微震监测结果与现场实测结果分别为130 m和126.84 m,最终综合确定了导水裂隙带高度。该成果可为九龙矿煤层安全开采方案选取提供技术支撑。
关键词
矿井防治水 导水裂隙带 数值模拟 微震监测
Keywords
mine water prevention and control water-conducting fracture zone numerical simulation microseismic monitoring
分类号
TD745
[矿业工程—矿井通风与安全]
题名 矸石粉替代粉煤灰膏体充填材料性能研究
被引量：10
4
作者
李新旺 温学君 程立朝 张学栋 王汉青
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心
出处
《煤炭工程》
北大核心
2023年第1期136-142,共7页
基金
河北省自然科学基金资助项目(生态智慧矿山联合基金项目)(E2020402075) 河北省自然科学基金项目(E2022402014) 河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022074)。
文摘
针对传统煤矿膏体充填材料对粉煤灰的需求量较大、成本较高的问题,研究矸石粉替代粉煤灰作为辅料时的膏体充填材料性能,采用正交试验方法以及MATLAB进行线性回归预测和3D可视化模型的建立,分析水掺量和水泥掺量对膏体充填材料流动性和力学性能的影响规律。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,充填料浆流动性缓慢下降,同龄期抗压强度也持续缓慢增加,且1~3d变化较明显,3~28d变化较小;水掺量是影响流动性的主要因素,尤其是对充填料浆的扩展度的影响最为明显,随着水掺量的增加,同龄期抗压强度在显著减少,且龄期越长,结果越为明显。综合分析得出最优配比为15%水泥掺量,23%水掺量的充填材料,既满足充填强度要求也满足膏体的流动性要求。
关键词
膏体充填 矸石粉 正交试验 线性回归 3D可视化模型
Keywords
paste filling gangue powder orthogonal test linear regression 3D visual model
分类号
TD823.7
[矿业工程—煤矿开采]
题名 限定顶板条件下矸石充填体横向推实特性试验研究
被引量：4
5
作者
李新旺 赵新元 程立朝 秦义岭
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第5期18-24,共7页
基金
河北省重点研发计划资助项目(18273815D) 河北省高等学校科学技术研究资助项目(QN2017031)。
文摘
基于相似模拟原理,自主设计了一套模拟试验台,通过对充填矸石散体横向推压,利用推压安息角和体积变化率这2个变形参数,分析研究了放料步距、横向推力、含水量和黄土掺量对充填矸石散体在限定顶板下推实特性的影响规律。试验结果表明,放料步距的增大不利于矸石散体推压后的固结成型;横向推力增大,有助于矸石散体的固结成型,横向推力1.25 k N是推压安息角增大和体积变化率曲线斜率变缓的拐点;含水量对矸石散体推实特性影响较为显著,在横向推力5.0 kN和7.5kN条件下,当含水量达到3%,矸石散体开始固结成型。黄土掺量对矸石散体的推实特性影响最显著,黄土掺量超过4%后,对矸石散体推实特性影响相对减弱。
关键词
充填开采 矸石散体 横向推压 体积变化率
Keywords
backfill mining granular gangue lateral pushing volume change rate
分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
题名 不同级配矸石压实特性数值模拟研究
被引量：7
6
作者
程立朝 秦义岭 李新旺 赵新元
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心
出处
《中国矿业》
2021年第1期214-219,共6页
基金
河北省重点研发计划项目资助(编号:18273815D) 邯郸市科学技术研究与发展计划项目资助(编号:1624230055) 河北省高等学校科学技术研究项目资助(编号:QN2017031)。
文摘
为研究矸石散体在夯实机构推压过程中的压实特性,建立了矸石颗粒形状模型,通过测量矸石自然安息角的方式获得了矸石的接触参数,并采用离散元法和实验室模拟试验结合的方法,开展了粒径级配对矸石压实特性影响规律的研究。研究结果表明:泰波系数n取0.4时的连续级配为最优矸石粒径级配,压缩率最低;压实力为3 MPa时矸石散体的密实度明显增大,为最优的压实力;EDEM软件适用于某矿快速、有效地寻找矸石充填的最佳粒径级配,为现场矸石充填应用提供参考。
关键词
矸石散体 离散元模拟 泰波系数 压实特性
Keywords
gangue bulky material discrete element simulation Talbol coefficients compaction characteristics
分类号
TD823
[矿业工程—煤矿开采]
题名 分层充填开采覆岩演化规律研究
被引量：5
7
作者
程立朝 张学栋 屈正一 李新旺 王汉青 温学君
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心 河北 工程 大学 邯郸市煤基固废规模化利用技术 创新中心
出处
《中国矿业》
2023年第2期128-136,共9页
基金
河北省自然科学基金项目“生态智慧矿山联合基金项目”资助(编号:E2020402041) 河北省自然科学基金项目资助(编号:E2022402014) 河北省高等学校科学技术研究项目资助(编号:ZD2022074)。
文摘
为研究分层充填开采覆岩演化规律及对地表沉陷的影响,本文以邢台矿为例,采用数值模拟方法构建了采场宏观模型,分析了不同推进距离下分层充填开采覆岩应力及运移演化规律,并与单层充填开采进行对比。研究结果表明:①随着推进距离的增加,采充区域应力云图均呈现“X”弱应力区形态特征,分层充填开采的“X”弱应力区较同等条件下的单层充填开采面积更大,分层充填开采工作面前方应力集中峰值为21.149 MPa,相较同等条件的单层充填开采工作面前方应力集中峰值21.650 MPa要小,分层充填开采对矿压的改善效果优于单层充填开采;②随着工作面的不断推进,顶板沉降值均不断增大,顶板运移等值区域均呈现拱形形态,以沉降极值为中心呈现对称分布,随充填工作面的推进方向移动,分层充填开采顶板沉降极值为74.969 cm,小于同等条件下单层充填开采的顶板最大沉降值75.790 cm,分层充填开采对采充区域上覆岩层的控制效果更好,顶板活动相对更小,分层充填开采地表沉陷极值为60.23 cm,小于同等条件下单层充填开采地表沉陷极值60.83 cm,分层充填开采对地表沉降的开采扰动影响更小。
关键词
充填开采 数值模拟 地表沉陷 覆岩运移
Keywords
filling mining numerical simulation surface subsidence rock migration
分类号
TD823.7
[矿业工程—煤矿开采]
题名 矸石充填体受压裂纹扩展规律及声发射特性研究
被引量：2
8
作者
程立朝 李文贵 李新旺 秦义岭 郭翔宇 屈正一
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心
出处
《煤炭工程》
北大核心
2022年第1期154-159,共6页
基金
河北省重点研发计划项目(18273815D) 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2017031) 河北省教育厅在读研究生创新能力培养资助项目(CXZZSS2020083)。
文摘
为研究矿井矸石充填体内外破坏形式以及裂纹演化规律,利用PCI-2型声发射测试仪和压力试验机等仪器,分析不同水灰比、胶凝材料条件下,矸石充填体的强度、AE信号以及裂纹演化规律。结果表明:矸石充填体3d强度最小为3.6MPa,满足充填要求,水灰比的增加使得矸石试件的应变曲线斜率减小,提升了试件的抗变形能力;应力最大时,AE活动最为剧烈,试件裂纹上下贯通,呈张拉破坏;矸石充填体裂纹演化分为:闭合压密阶段、线弹性变形阶段、不稳定延伸阶段、峰后变形阶段。闭合压密阶段与线弹性变形阶段内,试件AE信号较弱;不稳定阶段矸石试件AE活动剧烈,内部颗粒碰撞明显;峰后变形量大,AE活动骤减。
关键词
煤矸石 声发射 裂纹演化 宏观破坏
Keywords
coal gangue acoustic emission crack evolution macroscopic failure
分类号
TD823.7
[矿业工程—煤矿开采]
题名 煤矿矸石充填效果受夯实角影响研究
被引量：3
9
作者
程立朝 郭翔宇 李新旺 屈正一 李文贵
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心 河北 工程 大学 邯郸市煤基固废规模化利用技术 创新中心
出处
《中国矿业》
2022年第6期101-108,共8页
基金
河北省高等学校科学技术研究项目资助(编号:ZD2022074) 河北省自然科学基金资助项目(生态智慧矿山联合基金项目)资助(编号:E2020402041) 河北省重点研发计划项目资助(编号:18273815D)。
文摘
为了研究充填支架夯实机构的夯实角对矸石散体夯实效果的影响,以ZC1800/14/25型充填液压支架为原型,采用离散元数值模拟的方法构建矸石充填工作面空间模型,分析了推压板和矸石散体在夯实过程中的力链演化,研究了夯实角与夯实板推压力、矸石破碎程度、欠接顶量和矸石质心位置之间的关系。研究结果表明:随着夯实角的减小,夯实作用会影响到较大范围的矸石并压碎部分矸石,夯实板压力较大;随着夯实角的增大,夯实板压力降低,且推动的矸石量较少。最终确定夯实角为10°时,夯实机构对矸石散体的充填效果最好,研究结果可为充填工作面现场操作提供理论依据。
关键词
充填开采 夯实角 矸石 离散元模拟
Keywords
filling mining tamping angle gangue discrete element simulation
分类号
TD823
[矿业工程—煤矿开采]
题名 超长软顶综采工作面液压支架选型研究
被引量：2
10
作者
郭超 李丽 李新旺 王汉青
机构
冀中能源峰峰集团梧桐庄矿 河北 工程 大学 土木工程 学院河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心
出处
《煤炭与化工》
CAS
2023年第5期71-74,共4页
基金
河北省自然科学基金资助项目(E2020402075,E2022402014)。
文摘
为解决梧桐庄矿超长软顶工作面顶板控制难、支护阻力不足等开采问题,以该矿182605工作面为研究背景,利用地质资料调查、理论计算和数值模拟等方法确定了液压支架主要技术参数,并对该开采条件下的工作面液压支架进行合理选型。结果表明,支架支护强度应不小于0.823 MPa,初撑力确定为5232 kN,工作阻力达到6400 kN能够满足安全回采,最终选用ZZ6400/19/42D型四柱掩护式液压支架。通过现场实践效果,该支架对软顶和大倾角问题具有较好的控制作用,防倒防滑性能及采高范围增大,经济效益良好。
关键词
理论计算 数值模拟 液压支架 支护强度 初撑力 工作阻力
Keywords
theoretical calculation numerical simulation hydraulic support support strength initial supporting force working resistance
分类号
TD35
[矿业工程—矿井建设]
题名 不同注浆压力下采空区浆液扩散规律研究
被引量：2
11
作者
程立朝 路滨 李新旺 郝云德 龙杭 王海璇
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心 河北 工程 大学 邯郸市煤基固废规模化利用技术 创新中心
出处
《煤炭与化工》
CAS
2023年第9期1-6,共6页
基金
河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022074) 河北省自然科学基金(E2020402041)。
文摘
为了研究浆液在采空区复杂空间中运移扩散规律,以水泥粉煤灰浆液为研究对象,通过分析浆液的流变性质和流动特性,确定其粘度时变性方程;采用有限元数值模拟的方法建立采空区内水泥粉煤灰浆液注浆扩散模型,获得了注浆浆液扩散演化规律,深入分析了注浆时间、注浆压力对浆液扩散半径的影响。结果表明:水泥粉煤灰浆液满足宾汉姆流体特性,在注浆过程中,其黏度会随时间逐渐增大,浆液流动速度随之减小;水泥粉煤灰浆液在采空区内矸石堆中扩散形态由最初的球体逐渐变化至不规则圆柱体;浆液扩散半径随着注浆时间增加而增大,且扩散速度随着浆液粘度的增大而减小,浆液在10 h时扩散半径达到10.49 m;注浆压力的变化对浆液扩散速度影响较强,注浆压力为0.2 MPa时浆液扩散距离为10.01 m,注浆压力为0.5 MPa时浆液扩散距离为14.51 m,注浆压力为1 MPa时浆液扩散距离为18.96m,可以得出在前期注浆的时候可以提供较小的压力,后期可适当提高注浆压力来提高注浆效率。本研究为优化采空区注浆工艺提供了理论基础。
关键词
渗透注浆 水灰比 注浆压力 数值模拟
Keywords
infiltration grouting water cement ratio grouting pressure numerical simulation
分类号
TD265.4
[矿业工程—矿井建设]
题名 固体充填开采地表沉陷预计与控制研究
被引量：2
12
作者
李新旺 屈正一 程立朝 郭翔宇 李文贵
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北 工程 大学
出处
《煤炭与化工》
CAS
2022年第3期1-5,11,共6页
基金
河北省自然科学基金生态智慧矿山联合基金资助项目(E2020402075)。
文摘
为了研究固体充填开采地表沉陷预计与控制,以邢台矿为背景,基于概率积分法与弹性地基理论,建立了固体充填开采地表沉陷预计模型,得到了地表沉陷值的理论解,采用数值模拟和相似模拟相结合的方法对初始充填率为80%、85%、90%和95%四种情况进行模拟计算,对不同初始充填率条件下的地表沉陷值和下沉系数以及不同推进阶段的覆岩及地表沉陷盆地运移规律进行研究分析。结果表明,基于概率积分法与弹性地基理论建立的沉陷预计模型对地表沉陷进行预计的方法是可行的,为固体充填开采地表沉陷控制提供了理论依据;相比垮落法开采,固体充填开采地表下沉系数平均降低了93.18%~93.33%,提高初始充填率,降低充填体欠接顶量,能有效控制地表沉陷;揭示了不同推进阶段的工作面覆岩和地表沉陷盆地运移规律,为地表构建筑物保护提供参考。
关键词
沉陷模型 固体充填 地表减沉 岩层移动
Keywords
subsidence model solid filling surface subsidence reduction strata movement
分类号
TD325
[矿业工程—矿井建设]
题名 基于微震监测的大埋深缓倾斜厚煤层底板破坏规律研究
被引量：1
13
作者
李新旺 郝云德 程立朝 路滨
机构
河北 工程 大学 矿业与测绘工程 学院河北工程大学河北省高校煤炭资源开发与建设应用技术研发中心 河北 工程 大学 邯郸市煤基固废规模化利用技术 创新中心
出处
《煤炭与化工》
CAS
2023年第8期38-43,共6页
基金
河北省自然科学基金(E2022402014) 河北省自然科学基金(E2020402041) 河北省高等学校科学技术研究项目(ZD2022074)。
文摘
以九龙矿为背景,利用微震监测技术对该矿15249S工作面进行长期动态实时监测,针对底板微震事件频次、累积能量与推进距离、破坏深度进行相关度分析,揭示了底板破坏带的空间分布特征,确定了底板破坏深度及破坏范围。结果表明,微震事件以近煤层弱事件为主,底板事件个数大于顶板事件,上顺槽底板事件个数大于下顺槽底板事件;受开采扰动影响,15249S工作面底板破坏程度逐渐加深,最终形成2个破坏带,在走向上呈“倒双峰”式分布;底板破坏深度总体上与微震事件频次及微震事件累计能量成正相关,底板最大破坏深度为25 m,无突水危险。研究结果为九龙矿现场安全生产提供支撑,并对类似大埋深缓倾斜煤层开采提供参考。
关键词
微震监测 底板破坏 大埋深 缓倾斜厚煤层 煤层合并
Keywords
microseismic monitoring floor damage large buried depth gently inclined thick coal seam coal seam merger
分类号
TD74
[矿业工程—矿井通风与安全]
