渭北奥灰承压水矿区煤炭开采对水资源的影响及保护 被引量：8

1

作者 冯洁 王苏健 +3 位作者 邓世龙 杜飞虎 黄克军 段会军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第B06期269-276,共8页

随我国煤炭开采向深部发展,奥灰承压水体上开采导致底板突水与其生态水位下降之间的矛盾日益突出。在分析渭北澄合矿区典型工作面5号煤层含(隔)水层组合特征的基础上,采用理论计算与现场实测综合确定5号煤层开采的底板破坏深度,从含水... 随我国煤炭开采向深部发展,奥灰承压水体上开采导致底板突水与其生态水位下降之间的矛盾日益突出。在分析渭北澄合矿区典型工作面5号煤层含(隔)水层组合特征的基础上,采用理论计算与现场实测综合确定5号煤层开采的底板破坏深度,从含水层结构破坏、生态水位、水质等方面研究了煤层开采对底板承压水的影响。结果表明:澄合矿区5号煤层开采底板破坏深度8~10.8 m,不同工作面斜长与底板岩性组合是影响该区底板破坏深度的主控因素,工作面斜长与底板破坏深度呈正相关,与底板含(隔)水层组合为负相关关系,煤层开采对底板含水层结构影响程度由大到小分别划分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级区,其中,Ⅰ级区主要分布于中南部和北部,面积为6.78 km2,占总面积的45.2%;煤层开采尚未对含水层水位、水质造成明显影响。提出以底板注浆加固技术为主保护水资源,稳定生态水位,为渭北地区煤炭工业健康发展找到有效途径。 展开更多

关键词 奥灰承压水 煤层 水资源影响 生态水位 含水层保护

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本煤层带压封孔技术装备研究及其应用

2

作者 卢红奇 邓增社 +2 位作者 徐文全 胡魏魏 邓广哲 《中国矿业》 北大核心 2017年第6期112-115,共4页

瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯问题的根本手段。在分析煤层钻孔应力分布的基础上,研究了带压封孔技术封堵钻孔裂隙的基本原理,并结合"两堵一注"工艺,研制了新型带压封孔装置,并对装置进行实验,结果表明该设备能够满足注浆压力0.5 MP... 瓦斯抽采是解决煤矿瓦斯问题的根本手段。在分析煤层钻孔应力分布的基础上,研究了带压封孔技术封堵钻孔裂隙的基本原理,并结合"两堵一注"工艺,研制了新型带压封孔装置,并对装置进行实验,结果表明该设备能够满足注浆压力0.5 MPa要求。通过理论分析确定了大佛寺煤矿40118工作面最佳注浆压力为0.4 MPa和最佳封孔长度为12m,经现场验证带压封孔技术抽采瓦斯浓度较常规封孔工艺提高50%以上,有效地保障了工作面的安全开采。 展开更多

关键词 带压封孔 抽采 本煤层 囊袋 裂隙

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无煤柱切顶沿空留巷顶板“短砌体-铰接”结构及支撑阻力研究 被引量：24

3

作者 赵萌烨 黄庆享 +3 位作者 朱磊 黄克军 秋丰岐 席小平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期84-93,共10页

为探索无煤柱切顶沿空留巷顶板破断特征及结构形态,得到科学有效的巷内支撑阻力计算方法,以董东煤矿无煤柱切顶开采为背景,采用现场监测、物理模拟、数值计算及理论分析相结合的方法,明确了留巷顶板破断特征,揭示了顶板“短砌体-铰接”... 为探索无煤柱切顶沿空留巷顶板破断特征及结构形态,得到科学有效的巷内支撑阻力计算方法,以董东煤矿无煤柱切顶开采为背景,采用现场监测、物理模拟、数值计算及理论分析相结合的方法,明确了留巷顶板破断特征,揭示了顶板“短砌体-铰接”结构形成机理,建立了巷道顶板力学结构模型,确定了巷内支撑阻力的计算方法。研究表明,留巷顶板回转运动造成了巷道的非对称破断特征,切顶控制层与基本顶关键层的组合结构稳定性是影响巷道稳定的关键,2者沿巷帮同步的切落式破断严重威胁巷道稳定。切顶高度与采高比值(切采比)是影响顶板结构形态的主要因素。物理模拟试验结果表明,切采比一定时,切顶控制层破断出现“短砌体”结构,切顶高度范围外的基本顶“大结构”表现为砌体梁铰接结构,由此得到了无煤柱切顶沿空留巷典型的“短砌体-铰接”顶板结构。通过建立顶板结构力学模型,提出了巷内支撑阻力的计算方法,为无煤柱切顶绿色高效开采提供了新的理论依据。 展开更多

关键词 无煤柱开采 顶板结构 切采比 切顶控制层

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矿井瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型研究 被引量：17

4

作者 王鹏 伍永平 +2 位作者 王栓林 宋超 吴学明 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期141-146,共6页

矿井瓦斯浓度监测是瓦斯事故最直接有效的防控手段之一,为提高监测信息的利用效率,提出了一种瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型。首先应用拉伊达准则实现瓦斯浓度监测缺失值构建,其次采用滑动Lagrange插值方法进行缺失值预测,最后基... 矿井瓦斯浓度监测是瓦斯事故最直接有效的防控手段之一,为提高监测信息的利用效率,提出了一种瓦斯浓度Lagrange-ARIMA实时预测模型。首先应用拉伊达准则实现瓦斯浓度监测缺失值构建,其次采用滑动Lagrange插值方法进行缺失值预测,最后基于自回归差分移动平均模型(ARIMA)序贯学习,依据L1范数最小化原则,确定出Lagrange-ARIMA序贯学习窗口合适尺度,进行瓦斯浓度实时预测。实例仿真显示:Lagrange-ARIMA实时预测模型处理瓦斯浓度时间序列缺失值平均误差为1.397%,当序贯学习窗口尺度为85时,预测的瓦斯浓度序列平均绝对误差(MAE)为0.011 8。相比传统ARIMA静态学习模型,建立的Lagrange-ARIMA模型学习窗口尺度降低了90.3%,建模复杂度显著降低,MAE降低了16.3%,预测精度能满足现场需求。 展开更多

关键词 数据预处理 LAGRANGE插值 瓦斯浓度 自回归差分移动平均模型(ARIMA) 实时预测

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关闭煤矿资源GIS综合管理系统的构建研究 被引量：1

5

作者 邹剑波 张华 +2 位作者 王苏健 刘峰 董霁红 《中国矿业》 2021年第7期127-131,共5页

随着我国绿色、低碳理念的倡导与践行,作为高碳的煤炭行业发展将会受到较大的影响。同时,我国对矿山开采活动进行了严格的政策管控,关闭的煤矿越来越多,如何对关闭煤矿资源进行管理和再次开发利用成为一个亟需解决的问题。为实现对关闭... 随着我国绿色、低碳理念的倡导与践行,作为高碳的煤炭行业发展将会受到较大的影响。同时,我国对矿山开采活动进行了严格的政策管控,关闭的煤矿越来越多,如何对关闭煤矿资源进行管理和再次开发利用成为一个亟需解决的问题。为实现对关闭煤矿资源的高效管理,本文充分利用关闭煤矿的研究成果和各种资料数据,为矿业集团对关闭煤矿精准开发利用提供辅助决策支持,研究并实现了关闭煤矿资源GIS综合管理系统,包括系统架构设计、场景设计以及功能设计,以朱家河煤矿为应用案例进行了详细的阐述。关闭煤矿资源GIS综合管理系统实现了朱家河煤矿资源的评估、规划与可视化管理,为关闭煤矿的井上井下资源转型利用提供了新的技术方法与实践案例,具有推广使用价值和应用前景。 展开更多

关键词 关闭煤矿 资源管理 GIS 实景三维 系统构建

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象山矿无煤柱沿空留巷成套技术研究 被引量：16

6

作者 王苏健 王翔宇 +2 位作者 刘效贤 钱万学 蔚保宁 《煤炭工程》 北大核心 2021年第4期33-38,共6页

基于切顶卸压沿空留巷理论及象山矿现场实践,以3号煤21311辅助进风巷切顶沿空留巷为研究对象,围绕三软煤层切顶卸压沿空留巷主要影响因素,形成一整套集巷道支护、井下设备快速运输、采空区封堵于一体的沿空留巷成套技术。对巷道表面位... 基于切顶卸压沿空留巷理论及象山矿现场实践,以3号煤21311辅助进风巷切顶沿空留巷为研究对象,围绕三软煤层切顶卸压沿空留巷主要影响因素,形成一整套集巷道支护、井下设备快速运输、采空区封堵于一体的沿空留巷成套技术。对巷道表面位移及新型单体支柱支承力进行测量,研究沿空巷道在切顶卸压工艺下的围岩及压力变化规律,对新型挡矸柱挡矸效果进行分析,结果表明:单体支承压力与工作面距离成正比,离工作面越近,巷道压力越大。 展开更多

关键词 切顶卸压 沿空留巷 采空区封堵 表面喷涂 井下快速运输 单体支柱

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微电阻率扫描成像测井探测采动土层导水裂隙研究 被引量：9

7

作者 李涛 冯海 +1 位作者 王苏健 陈通 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第8期52-55,73,共5页

为评价煤炭开采度对松散含水层的影响程度,针对松散含水层下伏采动土层,采用钻孔冲洗液消耗、水位观测、微电阻率扫描成像测井及物理模拟等手段,揭示了煤炭开采导水裂隙在土层中的发育规律。研究结果表明:物理模拟试验发现导水裂隙带发... 为评价煤炭开采度对松散含水层的影响程度,针对松散含水层下伏采动土层,采用钻孔冲洗液消耗、水位观测、微电阻率扫描成像测井及物理模拟等手段,揭示了煤炭开采导水裂隙在土层中的发育规律。研究结果表明:物理模拟试验发现导水裂隙带发育至土层,裂采比28.9。现场实测发现微电阻率扫描成像测井识别完整裂隙准确率100%,识别的裂隙判定裂采比为28.2,与模拟结果吻合。 展开更多

关键词 微电阻率扫描成像测井 水害防治 导水裂隙 松散含水层

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类孤岛工作面复采方案优选分析研究 被引量：8

8

作者 王苏健 金声尧 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期9-16,共8页

孤岛工作面是我国煤炭开采的一个技术难题,强矿压显现是孤岛工作面的重要特征,下石节煤矿类孤岛工作面因采动矿压显现剧烈而停采封面。为实现资源有益回收,延长矿井剩余服务年限,实现该类孤岛工作面安全复采,在综合现场调研、数值模拟... 孤岛工作面是我国煤炭开采的一个技术难题,强矿压显现是孤岛工作面的重要特征,下石节煤矿类孤岛工作面因采动矿压显现剧烈而停采封面。为实现资源有益回收,延长矿井剩余服务年限,实现该类孤岛工作面安全复采,在综合现场调研、数值模拟计算以及理论分析等方法的基础上,总结分析了220工作面动压显现特征及其发生机制,提出了220工作面扩面和缩面2种改造方案,并综合对比评价了2种复采方案的动压、水、火、瓦斯防治的危险性以及经济效益情况。研究结果表明:220工作面动压显现与周期来压、顶板活动紧密相关,超高应力、上位多层厚硬岩层、宽煤柱以及频繁煤炮等综合作用是矿压剧烈显现的根源。确定了扩面改造(内错2301采空区15 m)、缩面改造(缩短50 m)为最优复采方案。综合对比2种复采方案的整体风险性以及经济效益情况建议:220工作面采用缩面50 m进行复采,安装简易机头、机尾单电机的综放推移方式,视情况再决定是否替换过渡支架以及安装正规机头和电机。 展开更多

关键词 类孤岛工作面 动压显现 工作面布置 复采

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特厚煤层沿空掘巷煤柱塑性区宽度研究 被引量：7

9

作者 赵腾飞 种阳 马国伟 《中国矿业》 2023年第1期107-111,共5页

为了解决特厚煤层条件下沿空掘巷围岩稳定性及掘巷煤柱留设合理宽度问题,本文以建新煤矿4203特厚煤层工作面为工程背景,建立极限平衡区应力方程,得到不同煤柱宽度条件下,煤柱体两侧向支承应力的分布特征,通过分析采空区侧煤柱和巷道侧... 为了解决特厚煤层条件下沿空掘巷围岩稳定性及掘巷煤柱留设合理宽度问题,本文以建新煤矿4203特厚煤层工作面为工程背景,建立极限平衡区应力方程,得到不同煤柱宽度条件下,煤柱体两侧向支承应力的分布特征,通过分析采空区侧煤柱和巷道侧煤柱塑性区宽度,得到沿空掘巷在特厚煤层条件下煤柱的合理留设宽度。试验结果表明:采空区侧塑性区宽度为2.58 m,煤柱侧塑性区宽度为2.61 m,煤柱核心承载区在不同煤柱宽度条件下,随着留设煤柱宽度的增大而不断扩大,集中应力区域也随之增大,最终确定特厚煤层条件下沿空掘巷煤柱合理宽度为10 m。由此可知,煤体完整性较好,巷道围岩稳定性得以控制,取得了较好的支护效果。 展开更多

关键词 特厚煤层 塑性区 数值模拟 围岩控制

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专业化技术和工程总包相结合的瓦斯治理模式探讨及应用 被引量：1

10

作者 吕伟伟 陈斌 《中国矿业》 2021年第7期166-170,共5页

矿井瓦斯灾害治理是集技术、资金和工程施工为一体的系统工程,同时也是高瓦斯及突出矿井实现安全高效生产的前提。目前多数矿井存在瓦斯治理周期长、矿井抽采达标接替紧张、缺乏专业化的施工队伍及专业化装备的问题。为了改善现阶段煤... 矿井瓦斯灾害治理是集技术、资金和工程施工为一体的系统工程,同时也是高瓦斯及突出矿井实现安全高效生产的前提。目前多数矿井存在瓦斯治理周期长、矿井抽采达标接替紧张、缺乏专业化的施工队伍及专业化装备的问题。为了改善现阶段煤炭企业瓦斯治理困境,采用现场调研、统计分析、现场应用等手段,对煤炭企业常规瓦斯治理模式的类型、适用性及存在的问题进行了归类分析,并在此基础上有针对性地提出了专业化技术和工程总包相结合的瓦斯治理模式;重点阐述了专业化技术和工程总包相结合的瓦斯治理模式的内容、适用矿井、对服务机构的要求及相应的风险管控制度。通过现场应用,该模式有效解决了矿井瓦斯治理技术难题,在瓦斯治理工程施工、矿井防突管理、科研成果转化率方面均取得了显著的经济技术效益,满足了矿井安全生产需求,对煤炭企业瓦斯治理理念的转变起到了示范效应,推广应用前景较大。 展开更多

关键词 煤炭企业 瓦斯治理模式 专业化技术 工程总包

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基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统设计 被引量：8

11

作者 尹建辉 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期28-34,共7页

目前煤矿瓦斯智能抽采管控系统存在以下问题:①系统功能局限于某一段流程管控,导致瓦斯抽采业务管理覆盖不全、措施落实不到位。②基于传统的“烟囱式”IT架构,导致子系统分散、数据利用率低、协同能力差,后期子系统融合代价大、系统扩... 目前煤矿瓦斯智能抽采管控系统存在以下问题:①系统功能局限于某一段流程管控,导致瓦斯抽采业务管理覆盖不全、措施落实不到位。②基于传统的“烟囱式”IT架构,导致子系统分散、数据利用率低、协同能力差,后期子系统融合代价大、系统扩展不便。③瓦斯抽采过程仍存在较多的人工环节,系统智能化、自动化能力还有待进一步提升。针对上述问题,设计了一种基于工业互联网架构的煤矿瓦斯智能抽采管控系统。基于发布/订阅模式开发了瓦斯抽采多源异构数据采集流程,促进了数据的解耦和共享,降低了系统复杂度,实现了瓦斯抽采管网数据、钻孔作业及轨迹数据、设备工况数据、达标评判数据等多源异构数据的统一采集。基于数字孪生技术,构建了三维抽采系统模型,达到了井上下抽采系统的立体化展示。基于规则引擎技术,根据订阅的Topic对经过消息中心处理后的传感器数据进行判断,可进行告警消息的推送,并将处理后的传感器数据存入数据库中,以实现瓦斯抽采达标评判的自动化、流程化运行。利用机器视觉视频分析技术识别钻杆根数,从而实现钻孔过程的钻杆根数(钻孔深度)的自动计数和钻孔工程的信息化管理,结合钻孔测量仪器,实现了钻孔轨迹左右、上下偏差分析及可视化。现场应用结果表明:瓦斯抽采相关管理人员通过查看瓦斯智能抽采管控系统软件,可实时快速地了解各抽采面抽采情况、抽采评判情况、钻孔工程施工情况、系统故障情况,提高了瓦斯抽采信息化和智能化管理水平。 展开更多

关键词 工业互联网 煤矿瓦斯抽采 智能管控软件 机器视觉技术 数字孪生技术

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煤矸石井下处理与冒落区流态化充填技术 被引量：10

12

作者 李亮 黄庆享 +5 位作者 吴杰 左小 张伟龙 张杰 胡俊峰 杨玉玉 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第5期865-873,共9页

为解决韩城矿区煤矸石排放引起的制约生产、生态环境恶化的矛盾,在总结煤矸石井下处理与利用方法的基础上,系统阐述了冒落区流态化充填技术原理和优势,采用理论计算和瞬变电磁法探查方法,揭示了试验工作面冒落区残余空间分布规律,确定... 为解决韩城矿区煤矸石排放引起的制约生产、生态环境恶化的矛盾,在总结煤矸石井下处理与利用方法的基础上,系统阐述了冒落区流态化充填技术原理和优势,采用理论计算和瞬变电磁法探查方法,揭示了试验工作面冒落区残余空间分布规律,确定了基于“高、低位协同共充”和“空洞-空隙-孔隙”多类型残余空间精准高效利用的冒落区流态化充填方式,并在桑树坪二号井实施了工业性试验,结果表明:试验累计充填矸石浆体4949 m~3,处理矸石6414 t,验证了冒落区流态化充填矸石的可行性,发现了矸石浆体在冒落区扩散过程中存在显著的“通道效应”,采用“高、低位协同共充”技术可显著降低或解除“通道效应”和高效利用冒落区残余空间,但该技术增大了钻孔工程量,增加了充填成本,因此在工程尺度上合理确定高、低位充填钻孔参数提出要求,进而确保达到较好的充填效果。研究成果为长壁开采冒落区矸石流态化充填技术提供理论支撑。 展开更多

关键词 煤矸石 冒落区 残余空间 流态化充填 浆体 扩散规律

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黄陵矿区洛河组砂岩富水-释水规律 被引量：4

13

作者 冯洁 侯恩科 王苏健 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期426-434,共9页

针对黄陵矿区洛河组砂岩含水层富水不均一的问题,采用多源地学信息融合的方法,综合冲洗液消耗量、脆弱性指数、构造3个影响因素,对洛河组砂岩富水性进行了分区;采用太沙基原理揭示了洛河组砂岩含水层的释水机理,利用数值模拟研究煤层开... 针对黄陵矿区洛河组砂岩含水层富水不均一的问题,采用多源地学信息融合的方法,综合冲洗液消耗量、脆弱性指数、构造3个影响因素,对洛河组砂岩富水性进行了分区;采用太沙基原理揭示了洛河组砂岩含水层的释水机理,利用数值模拟研究煤层开采覆岩导水裂缝发育规律,总结洛河组砂岩释水规律。结果表明:按照洛河组砂岩含水层富水性程度由大到小划分为强、中等、弱3类区域,所占比例分别为0.99%,31.02%,0.23%,抽水试验成果验证了划分结果的可靠性;洛河组砂岩含水层可分为积水静储量迅速释放区—"突水危险源"与积水静储量暂缓释放区—"突水可控区"。 展开更多

关键词 洛河组砂岩 多源地学信息融合 富水性 释水 黄陵矿区

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低渗煤层水力割缝钻孔抽采影响半径 被引量：8

14

作者 邓广哲 刘文静 +3 位作者 李刚 贺斌雷 杨琛 梁少剑 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第4期619-628,共10页

为了研究低透气性煤层超高压水力割缝钻孔瓦斯抽采半径的影响因素,以彬长矿区孟村矿401102工作面4#低渗煤层为研究对象,通过理论分析建立超高压水力割缝钻孔的裂隙扩展-渗流模型,分析水力割缝钻孔塑性区宽度及高压水的渗流范围。采用COM... 为了研究低透气性煤层超高压水力割缝钻孔瓦斯抽采半径的影响因素,以彬长矿区孟村矿401102工作面4#低渗煤层为研究对象,通过理论分析建立超高压水力割缝钻孔的裂隙扩展-渗流模型,分析水力割缝钻孔塑性区宽度及高压水的渗流范围。采用COMSOL Multiphysics多场耦合软件进行数值模拟,选取割缝半径、抽采时间、瓦斯压力、渗透率作为主要影响因素,分析不同影响因素条件下瓦斯抽采半径的变化规律,并进行现场测试试验,检验数值模拟的合理性。结果表明:水力割缝钻孔的瓦斯抽采影响范围主要为四周煤体破裂产生的次生裂隙及高压水经过次生裂隙渗流的影响范围;割缝半径、渗透率、抽采时间、瓦斯压力的变化对瓦斯抽采半径有显著影响,且随着影响因素逐渐增大,瓦斯抽采半径均呈现逐渐增大的趋势;割缝钻孔瓦斯抽采半径与各影响因素之间均呈现一种对数函数的关系;通过现场测试超高压水力割缝瓦斯抽采影响半径约为4~5 m,与数值模拟的结论基本保持一致。 展开更多

关键词 卸压增透 渗流机制 裂隙演化 瓦斯压力范围 抽采影响半径

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微震监测技术在煤矿底板突水预警中的应用 被引量：32

15

作者 王悦 于水 +2 位作者 王苏健 黄克军 唐春安 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第8期68-73,共6页

为采用微震监测技术预警煤矿底板突水,以董家河煤矿22517工作面开采过程为背景,采用微震监测技术构建了适应现场水文地质条件的微震监测系统,对董家河煤矿22517工作面底板进行了监测。监测结果表明:董家河煤矿22517工作面底板的总体趋... 为采用微震监测技术预警煤矿底板突水,以董家河煤矿22517工作面开采过程为背景,采用微震监测技术构建了适应现场水文地质条件的微震监测系统,对董家河煤矿22517工作面底板进行了监测。监测结果表明:董家河煤矿22517工作面底板的总体趋势趋于稳定,底板微震事件主要分布于3个区域,分别为构造影响微震区、采动影响微震区和滞后微震区;底板微震事件绝大部分集中在12 m以内的范围,但存在2个异常区,且异常区Ⅰ已形成底板导水通道,底板出水点可能位于工作面前50 m至后30 m的区域。通过对微震监测结果结合地质钻孔柱状综合分析确定底板破坏深度为11.22 m,理论计算与钻孔声波测试结果与微震监测结果分别相差0.32 m与0.42 m。 展开更多

关键词 底板突水 微震监测 底板破坏深度 微震事件

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无煤柱切顶沿空留巷底板破坏规律 被引量：11

16

作者 薛卫峰 侯恩科 王苏健 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2022年第6期1133-1139,共7页

为深入揭示切顶沿空留巷底板破坏发育特征,掌握底板破坏发育规律,以澄合矿区董东煤矿50107工作面为研究对象,利用孔间电阻率成像、钻孔窥视、压水试验等综合探查手段对工作面沿倾向方向及垂直方向底板破坏发育特征与发育规律进行了研究... 为深入揭示切顶沿空留巷底板破坏发育特征,掌握底板破坏发育规律,以澄合矿区董东煤矿50107工作面为研究对象,利用孔间电阻率成像、钻孔窥视、压水试验等综合探查手段对工作面沿倾向方向及垂直方向底板破坏发育特征与发育规律进行了研究。研究表明:沿倾向方向,切顶侧与未切顶侧底板破坏发育深度在工作面中部为8.0 m,最大破坏发育深度位于巷道两侧各自工作面边缘,分别为9.0 m与9.5 m,破坏发育深度呈现由工作面边缘向中部逐渐变小直至稳定的变化规律;沿垂直方向,自上而下整体裂隙以垂直裂隙为主,在不同岩性间的层间裂隙局部发育,采动裂隙发育至垂深8.7 m处,垂深10.9 m以下石英砂岩中发育边缘光滑、连通性较差的原生裂隙;切顶作用对于底板破坏发育的影响范围包含巷道两侧15 m范围以内,巷道两侧底板破坏发育深度有显著差别,切顶侧采空区底板最大破坏发育深度较未切顶侧有一定降低,减小幅度0.5 m,切顶作用在一定程度降低底板破坏发育深度;巷道两侧底板破坏发育深度不同的根本原因:顶板进行切缝卸压,在一定程度上阻断巷道两侧工作面顶板的应力传递,进而促使巷道及切顶侧工作面适当范围内的采动压力进一步减弱,在此效应的影响下切顶侧顶板垮落较为充分,采空区的重新压实限制底板垂向移动的自由空间,很好地抑制底板破坏深度的进一步发育。 展开更多

关键词 切顶卸压 沿空留巷 承压水 底板破坏 电阻率成像

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煤层冲击倾向性评价的新指标体系 被引量：4

17

作者 吴学明 王苏健 +2 位作者 张天军 黄耀光 黄克军 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期782-789,共8页

基于煤岩微元强度的韦伯分布假设和连续介质损伤力学理论,建立单轴压缩下考虑残余强度的损伤统计本构模型,修正了动态损伤应变计算式,结合损伤因子、损伤速率和损伤加速度研究了煤样的损伤演化规律和煤层冲击倾向性的评价指标,并利用最... 基于煤岩微元强度的韦伯分布假设和连续介质损伤力学理论,建立单轴压缩下考虑残余强度的损伤统计本构模型,修正了动态损伤应变计算式,结合损伤因子、损伤速率和损伤加速度研究了煤样的损伤演化规律和煤层冲击倾向性的评价指标,并利用最小二乘法对实验数据进行反演得到反映实验曲线的本构方程,且验证了其正确性。结果表明:考虑残余强度的损伤统计本构模型能较好地反映煤岩峰值强度后的应力-应变曲线的变化趋势和残余强度特征点,并可得到损伤速率的最大值;修正后的动态损伤应变在间接表征冲击倾向性实验的动态破坏时间时可不再受加载方式的限制;提出的盈余能指数变化率指标可综合衡量盈余能、峰后破坏过程损耗的应变能、动态破坏时间的变化情况,衡量煤层冲击倾向性;以最大损伤速率、修正后的动态损伤应变和盈余能指数变化率构成的指标体系可作为评价煤层冲击倾向性的新方法。 展开更多

关键词 冲击倾向性 损伤统计本构模型 动态损伤应变 盈余能指数变化率 最大损伤速率

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承压水矿区切顶沿空留巷底板破坏理论与应用 被引量：11

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作者 薛卫峰 王苏健 +5 位作者 黄克军 冀瑞君 刘美乐 任亚龙 席小平 王峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期581-588,共8页

为了研究承压水体上切顶沿空留巷底板破坏特征,基于矿山压力、弹性力学理论,考虑了沿空留巷条件下沿倾向方向上一个工作面顶板提前垮落对上覆岩层的支承作用,分别构建了周期来压时采场底板力学计算模型,理论计算采后底板分别在走向方向... 为了研究承压水体上切顶沿空留巷底板破坏特征,基于矿山压力、弹性力学理论,考虑了沿空留巷条件下沿倾向方向上一个工作面顶板提前垮落对上覆岩层的支承作用,分别构建了周期来压时采场底板力学计算模型,理论计算采后底板分别在走向方向与倾向方向的破坏形态;采用钻孔压水试验与直流电法观测等多种实测手段验证了奥灰承压水体上开采底板破坏深度。研究表明:(1)理论计算采后底板沿工作面走向和倾向破坏形态:常规留设煤柱开采方式分别呈"勺形"和"倒马鞍形"、切顶沿空留巷开采方式均为"勺形";(2)常规留设煤柱开采方式底板破坏深度最大位置在工作面超前位置,切顶沿空留巷开采方式底板破坏深度最大位置在沿空留巷侧;(3)理论计算切顶沿空留巷开采较常规留设煤柱开采最大底板破坏深度减小1.8 m,减小百分比为13.8%,现场实测中切顶沿空留巷工作面底板破坏深度分别比条件相近的采用常规留设煤柱方式开采的董家河煤矿22507工作面、王村煤矿13506工作面底板破坏深度分别减小了2.06 m与1.86 m,减少百分比分别为19.1%与17.5%。理论计算与现场实测均表明切顶沿空留巷开采较常规留设煤柱开采方式底板破坏深度有着明显的减小,顶板定向切缝技术切断采空区部分顶板和巷道顶板之间的联系,使巷道上方一定范围内的顶板形成短臂梁结构,降低了煤壁侧的应力集中程度,无超前掘巷卸压效应和顶板切缝效应是导致切顶沿空留巷开采集中应力发生变化的主要原因,2者均有利于减弱超前集中应力及侧帮集中应力,降低了底板最大破坏深度。 展开更多

关键词 切顶卸压 沿空留巷 承压水 底板破坏 钻孔直流电击

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复杂条件下厚煤层导水裂隙带高度测定试验 被引量：7

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作者 种阳 张杰 +2 位作者 胡俊峰 刘文静 李亮 《中国矿业》 北大核心 2020年第S02期312-317,共6页

实现安全高效采煤技术的发展,关键在于获得复杂条件下厚煤层的导水裂隙带高度。以关中地区桑树坪二号井3303工作面为试验场地,采用井下仰孔注水测漏法探测导水裂隙带高度,通过现场实测和模拟实验得到3#煤层"马鞍型"的导水裂... 实现安全高效采煤技术的发展,关键在于获得复杂条件下厚煤层的导水裂隙带高度。以关中地区桑树坪二号井3303工作面为试验场地,采用井下仰孔注水测漏法探测导水裂隙带高度,通过现场实测和模拟实验得到3#煤层"马鞍型"的导水裂隙带分布,上限高度为70~80m,并通过线性拟合建立该地区同类条件煤层的导水裂隙带高度预测体系,可大大降低物探成本,具有推广应用价值。 展开更多

关键词 安全高效 厚煤层 导水裂隙带高度 线性拟合

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磁处理对注浆用黏土浆液的改性作用

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作者 薛卫峰 王苏健 +4 位作者 邓增社 黄克军 韩磊 冀瑞君 梁少剑 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期117-123,共7页

对黏土浆液进行磁化处理,研究磁化处理后黏土浆液的黏度、密度、pH值、电导率、析水率、结石率及抗渗性等物理性质变化特征。磁处理后,黏土浆液密度、黏度、析水率均减小,pH值、电导率、结石率增大,黏土浆液的析水率与结石率的改善效果... 对黏土浆液进行磁化处理,研究磁化处理后黏土浆液的黏度、密度、pH值、电导率、析水率、结石率及抗渗性等物理性质变化特征。磁处理后,黏土浆液密度、黏度、析水率均减小,pH值、电导率、结石率增大,黏土浆液的析水率与结石率的改善效果随磁化时间的增长而增大,磁处理改善了浆液的流变性能,磁化后黏土浆液固结体的抗渗性能较未磁化黏土浆液固结体抗渗性能有了大幅提高。黏土浆液经磁化后Zeta电位值、pH值增大,使得其分散程度提高,从而降低了析水率,提高了结石率,同等质量黏土浆液抗渗性能的提高得益于磁处理后黏土浆液结石率的大幅增加,而其黏度的降低,是因磁处理后黏土浆液颗粒间有较强的排斥力导致。 展开更多

关键词 磁处理 黏土浆液 改性 结石率 抗渗性能

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