大倾角厚煤层长壁综放开采基本顶破断模式及演化过程(Ⅰ)——初次破断 被引量：57

1

作者 王金安 张基伟 +2 位作者 高小明 文建东 古亚丹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1353-1360,共8页

大倾角特厚煤层走向长壁综放开采过程中,由于直接顶冒落后采空区充填不均匀,基本顶断裂呈现非对称特征。基于弹性力学理论,建立了横纵荷载作用下大倾角煤层基本顶的薄板力学模型,分析了基本顶上、下板面的应力分布特征,获得了基本顶断... 大倾角特厚煤层走向长壁综放开采过程中,由于直接顶冒落后采空区充填不均匀,基本顶断裂呈现非对称特征。基于弹性力学理论,建立了横纵荷载作用下大倾角煤层基本顶的薄板力学模型,分析了基本顶上、下板面的应力分布特征,获得了基本顶断裂线发育轨迹与破坏区演化规律,提出了大倾角煤层基本顶的初次破断"V—Y"型断裂模式。研究表明,大倾角煤层基本顶初次断裂的空间顺序为"中上部→中下部→上部→下部"。结合数值模拟、现场监测等手段,验证了基本顶初次断裂过程中采场围岩应力场分布及矿压显现具有时序性和非对称特征。 展开更多

关键词 大倾角煤层 长壁综放开采 基本顶 初次断裂 悬顶结构

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大倾角厚煤层长壁综放开采基本顶破断模式及演化过程(Ⅱ)——周期破断 被引量：43

2

作者 王金安 张基伟 +2 位作者 高小明 文建东 古亚丹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1737-1745,共9页

基于弹性力学理论,建立了大倾角综放工作面推进过程中基本顶由小三角形悬板→大三角形悬板→斜梯形板转化的薄板力学模型,计算出3种形状基本顶的上、下板面的应力分布,揭示了断裂线发育轨迹与破坏区演化过程,阐明了大倾角煤层基本顶周... 基于弹性力学理论,建立了大倾角综放工作面推进过程中基本顶由小三角形悬板→大三角形悬板→斜梯形板转化的薄板力学模型,计算出3种形状基本顶的上、下板面的应力分布,揭示了断裂线发育轨迹与破坏区演化过程,阐明了大倾角煤层基本顶周期破断的"四边形"型断裂模式。研究表明,大倾角煤层基本顶周期断裂的空间顺序为"中下部→中上部→上部→下部"。结合数值模拟、现场监测等手段,验证了基本顶周期断裂过程中采场围岩应力场分布及矿压显现具有时序性和非对称特征。 展开更多

关键词 大倾角煤层 综放开采 基本顶 周期断裂 悬顶结构

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上保护层煤柱引发被保护层冲击机理研究 被引量：29

3

作者 姜福兴 王玉霄 +1 位作者 李明 曲延伦 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1689-1696,共8页

长城一矿和峻德煤矿所发生的由保护层煤柱引发冲击的案例表明,保护层煤柱影响范围内仍属高应力区,且工作面上方都存在坚硬的顶板。通过分析两起事故中被保护层煤体的赋存条件,探究发生此类冲击的影响因素。研究表明,典型的保护层煤柱诱... 长城一矿和峻德煤矿所发生的由保护层煤柱引发冲击的案例表明,保护层煤柱影响范围内仍属高应力区,且工作面上方都存在坚硬的顶板。通过分析两起事故中被保护层煤体的赋存条件,探究发生此类冲击的影响因素。研究表明,典型的保护层煤柱诱发冲击主要有以下两种情况:(1)大采深小层间距下,以"高静应力为主,低动应力诱发"型冲击;(2)中等采深大层间距下,以"高动应力为主、低静应力诱发"型冲击。静力系由煤柱传递的应力和层间岩体的自重应力以及保护层采空区的残余支承压力组成,动力系主要是本煤层已开采工作面形成的侧向支承压力。建立了判断发生冲击地压的评估方法,为此类矿井的开采提供理论依据。并提出了工作面位置设计、合理布置巷道、预前卸压、加强监测的防治措施。 展开更多

关键词 煤柱 保护层 采深 层间距

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级配对煤矸石路基填料压实与强度特性的影响试验研究 被引量：7

4

作者 张宗堂 高文华 +2 位作者 刘昌平 刘泽 冯锡祥 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期1774-1781,共8页

为研究级配对煤矸石路基填料压实与强度特性的影响,以湖南湘潭某废弃煤矿的煤矸石为研究对象,通过大型振动压实试验与大型三轴试验研究了煤矸石路基填料压实与强度特性的级配效应。基于分形模型级配方程,求解得到了良好级配的取值界限,... 为研究级配对煤矸石路基填料压实与强度特性的影响,以湖南湘潭某废弃煤矿的煤矸石为研究对象,通过大型振动压实试验与大型三轴试验研究了煤矸石路基填料压实与强度特性的级配效应。基于分形模型级配方程,求解得到了良好级配的取值界限,并分析了采用该级配方程进行级配设计的优越性。级配对煤矸石路基填料的压实与强度均存在较大影响。随着细颗粒含量的增加,最大干密度与偏应力均先增大后减小,反映出煤矸石路基填料的颗粒级配存在最优区间。在此基础上,获取了煤矸石路基填料的最优级配区间。试验结果表明,通过大型三轴试验与振动压实试验获取的煤矸石路基填料最优级配区间基本一致,考虑到大型三轴试验成本较高,可通过振动击实试验直接获取其最优级配。 展开更多

关键词 煤矸石路基 级配 压实 强度 最大干密度

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基于冲击地压-矿震协同控制的隔离煤柱合理宽度研究 被引量：19

5

作者 朱斯陶 王博 +5 位作者 姜福兴 张修峰 孙希奎 孙翔 刘金海 张爱民 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期102-110,共9页

针对陕蒙地区深部矿区工作面隔离煤柱宽度设计不合理导致冲击地压和矿震频发的现状,采用案例调研、理论分析和现场监测等方法,对隔离煤柱区冲击地压和矿震的发生机理及隔离煤柱合理宽度进行了研究。以近年来陕蒙深部矿区工作面在隔离煤... 针对陕蒙地区深部矿区工作面隔离煤柱宽度设计不合理导致冲击地压和矿震频发的现状,采用案例调研、理论分析和现场监测等方法,对隔离煤柱区冲击地压和矿震的发生机理及隔离煤柱合理宽度进行了研究。以近年来陕蒙深部矿区工作面在隔离煤柱区发生的3起典型冲击地压和矿震事件为工程背景,根据动力显现特征和诱发机理不同,将其分为煤柱局部破坏型冲击地压、煤柱整体失稳型冲击地压和煤柱区厚硬砂岩组破断型矿震3类。分别建立了采空区侧向支承压力估算模型、采空区转移应力估算模型、煤柱承载应力估算模型和关键层挠度弯曲变形力学模型,揭示了不同宽度隔离煤柱诱发局部冲击、整体冲击和矿震的机理。研究结果表明:2101工作面和2201工作面间隔离煤柱不发生局部冲击的宽度为5~6 m或不小于128 m;不发整体冲击失稳的宽度为不小于138 m;不发生矿震的宽度为498 m。在此基础上探讨了不同宽度隔离煤柱对冲击地压和矿震的影响,提出了基于冲击地压-矿震协同控制的合理隔离煤柱宽度设计方法,以期为陕蒙深部矿区相似条件工作面隔离煤柱宽度设计提供参考。 展开更多

关键词 深部开采 冲击地压 整体失稳型冲击 矿震 煤柱

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缓斜煤层拱形沿空巷道煤柱设计及控制 被引量：3

6

作者 吴国桥 李磊 +2 位作者 王红胜 李树刚 朱广安 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2020年第4期621-628,共8页

针对缓斜煤层沿空巷道偏载应力作用,两帮煤体呈现非对称大变形、破坏,巷道维护困难的问题,以魏家地煤矿2303工作面运输巷为工程背景,采用理论分析、数值分析并结合现场实践的方法,确定煤柱合理宽度并揭示倾斜煤层沿空掘巷围岩控制机理... 针对缓斜煤层沿空巷道偏载应力作用,两帮煤体呈现非对称大变形、破坏,巷道维护困难的问题,以魏家地煤矿2303工作面运输巷为工程背景,采用理论分析、数值分析并结合现场实践的方法,确定煤柱合理宽度并揭示倾斜煤层沿空掘巷围岩控制机理。结果表明:基于应力极限平衡及广义H-B强度破坏准则确定的煤柱塑性区宽度是个变化值,开挖扰动权重参数在0~1之间变化,煤柱塑性区宽度范围为8.1~8.5 m,结合数值分析结果,最终确定煤柱合理宽度为5.0 m.提出煤柱帮中部近水平位移为零区域(承压区)短锚索支护、实体煤侧压剪破坏严重区域(深度达6~7 m)高强度锚索支护的高预应力让压控制技术。巷道掘进期间两帮移近量为160 mm,顶板下沉量为65 mm,只需起底一次,围岩控制效果良好。 展开更多

关键词 缓斜煤层 沿空掘巷 煤柱 承压区

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大倾角煤层孤岛工作面采动应力演化规律研究 被引量：13

7

作者 王正义 何江 +1 位作者 杨文连 苗伟东 《矿业安全与环保》 北大核心 2021年第5期7-12,共6页

为指导大倾角煤层孤岛工作面矿压防控,以王家山煤矿203工作面为工程背景,通过数值模拟和现场实践,揭示该类孤岛工作面采动应力演化规律及冲击危险性。结果表明:在北部采空区、小窑破坏区和东部采空区的耦合影响下,203工作面回风巷侧采... 为指导大倾角煤层孤岛工作面矿压防控,以王家山煤矿203工作面为工程背景,通过数值模拟和现场实践,揭示该类孤岛工作面采动应力演化规律及冲击危险性。结果表明:在北部采空区、小窑破坏区和东部采空区的耦合影响下,203工作面回风巷侧采动应力集中程度高于运输巷侧;203工作面周围煤岩体存在顶煤和底煤双剪切带,导致顶板侧顶煤在重力作用下易于破碎放出,而顶板侧底煤的应力集中程度进一步加剧。基于采动应力集中系数K的分区结果和现场钻屑监测,203工作面回风巷是矿压防治的重点区域。提出综合大直径钻孔卸压和煤体卸压爆破的分级解危措施并在现场实施,解危效果显著。 展开更多

关键词 大倾角煤层 孤岛工作面 采动应力 数值模拟 冲击危险性

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高分辨率CSAMT探测浅埋煤层采空区应用研究 被引量：6

8

作者 张克聪 张永超 +1 位作者 李宏杰 李帝铨 《中国煤炭》 北大核心 2016年第7期24-28,34,共6页

以榆林市某矿为例,从施工参数、实测数据以及反演结果等方面对浅埋煤层采空区进行CSAMT高分辨率探测研究。通过对中高频进行优化以及采用多种抗干扰措施,在干扰较强的测区取得了可靠的实测数据,未采区和采空区的视电阻率曲线与相关资料... 以榆林市某矿为例,从施工参数、实测数据以及反演结果等方面对浅埋煤层采空区进行CSAMT高分辨率探测研究。通过对中高频进行优化以及采用多种抗干扰措施,在干扰较强的测区取得了可靠的实测数据,未采区和采空区的视电阻率曲线与相关资料吻合极好,证明了该方法的可行性。反演视电阻率断面与地质资料、采掘资料以及钻孔的吻合则进一步表明CSAMT探测浅埋煤层采空区具有较高的分辨率和良好的效果。 展开更多

关键词 可控源音频大地电磁法 浅埋煤层 采空区 探测 高分辨率

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王家山煤矿大倾角厚煤层综放采场矿压规律研究 被引量：30

9

作者 章黎明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2007年第12期22-26,共5页

结合王家山煤矿44407大倾角厚煤层长壁综放工作面的煤层地质、巷道布置和采煤工艺等具体条件,通过相似材料模拟实验、有限元数值计算方法,以及全面系统的采场矿压观测研究,初步得出了大倾角厚煤层长壁综放工作面的顶煤初次垮落、大面积... 结合王家山煤矿44407大倾角厚煤层长壁综放工作面的煤层地质、巷道布置和采煤工艺等具体条件,通过相似材料模拟实验、有限元数值计算方法,以及全面系统的采场矿压观测研究,初步得出了大倾角厚煤层长壁综放工作面的顶煤初次垮落、大面积垮落、直接顶初次垮落步距、基本顶初次垮落步距、周期垮落步距和来压强度及相关的矿压显现特征等规律,对该综放采场的矿压显现特点进行了研究,为支架选型提供科学依据。 展开更多

关键词 大倾角 厚煤层 矿压显现 长壁综放

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王家山煤矿急倾斜煤层综放设备选型及回采工艺 被引量：3

10

作者 杨吉文 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第4期48-50,64,共4页

为了确定急倾斜煤层走向长壁综放开采"三机"(液压支架、采煤机和刮板输送机)配套选型及安全可靠的回采工艺,针对王家山煤矿急倾斜煤层赋存条件及开采技术特点,采用三维数值模拟,分析了采场围岩与支架受力过程,顶板及顶煤破坏... 为了确定急倾斜煤层走向长壁综放开采"三机"(液压支架、采煤机和刮板输送机)配套选型及安全可靠的回采工艺,针对王家山煤矿急倾斜煤层赋存条件及开采技术特点,采用三维数值模拟,分析了采场围岩与支架受力过程,顶板及顶煤破坏变形特征,结合工作面设备防倒防滑需要,初步确定"三机"选型。通过现场实践,确定了ZF4800/16/30型2柱支撑掩护式支架为主体的"三机"配套,总结出了由上向下割煤、由下向上推刮板输送机并移架、由下向上放顶煤的回采工艺。 展开更多

关键词 急倾斜厚煤层 长壁综放开采 设备选型 回采工艺

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五虎山选煤厂原煤自发酸化机理研究

11

作者 马玮 蔚志恒 +3 位作者 马秉波 张玉秀 石旭 付晓恒 《中国矿业》 北大核心 2020年第1期141-145,共5页

针对五虎山选煤厂高硫煤在洗选加工之前酸化的情况,利用实验及微生物分类测序技术对煤样酸化的成因机理进行研究,并对微生物在不同分类水平下相对丰富度进行统计。结果表明:刚从矿井采出的原煤中微生物的丰富度最高,存在四种具有硫氧化... 针对五虎山选煤厂高硫煤在洗选加工之前酸化的情况,利用实验及微生物分类测序技术对煤样酸化的成因机理进行研究,并对微生物在不同分类水平下相对丰富度进行统计。结果表明:刚从矿井采出的原煤中微生物的丰富度最高,存在四种具有硫氧化功能的硫杆菌属,分别是Acidithiobacillus、Sulfobacillus、Acidiferrobacter和Azonexus,且随外置时间的增加,这类微生物含量逐渐减少。依据微生物复合作用理论对这类菌属的作用机理进行分析,煤样酸化的主要原因是高硫煤中硫铁矿在空气、水和微生物的共同作用下形成硫酸、硫酸高铁溶液,从而影响了煤炭的加工利用。 展开更多

关键词 高硫煤 微生物分类测序 丰富度 硫氧化 酸化

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倾斜特厚煤层回采巷道的优化布置研究 被引量：2

12

作者 蒋伦 蓝雨 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第11期44-48,共5页

为优化倾斜特厚煤层回采巷道布置,减小掘进和回采期间围岩应力对回采巷道的影响,降低回采巷道返修率,讨论了倾斜特厚煤层采空区边缘应力分布情况,采用理论分析和FLAC3D数值模拟方法计算出厚10.3 m、倾角39°、埋深450 m煤层采空区... 为优化倾斜特厚煤层回采巷道布置,减小掘进和回采期间围岩应力对回采巷道的影响,降低回采巷道返修率,讨论了倾斜特厚煤层采空区边缘应力分布情况,采用理论分析和FLAC3D数值模拟方法计算出厚10.3 m、倾角39°、埋深450 m煤层采空区下方应力降低区的范围为0~12 m。提出将回采巷道布置在采空区下方7、9、11 m,通过模拟3种方案,选择将下个工作面回采巷道布置在上变形分层采空区下方7 m。结果表明：掘进和回采期间位于采空区下方7 m的47208回风巷围岩收敛量明显小于位于采空区边缘35 m的46407回风巷的围岩,掘进稳定后47208回风巷变形量是46407回风巷变形量的50%,回采稳定后47208回风巷平均变形量不到46407回风巷平均收敛量的30%。 展开更多

关键词 倾斜特厚煤层 回采巷道 围岩应力 优化布置

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拱形沿空巷道破坏特征与控制技术 被引量：5

13

作者 王青旦 王红胜 +3 位作者 李磊 赵四海 种磊刚 李培成 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期43-49,共7页

针对倾斜厚煤层拱形沿空巷道围岩控制难题,以魏家地煤矿2303工作面运输巷为工程背景,采用数值分析的方法,对其围岩应力分布、变形与破坏规律进行了探讨。结果表明:煤柱内存在水平位移的零分界线,分界线采空区侧煤体破坏形式主要为拉剪... 针对倾斜厚煤层拱形沿空巷道围岩控制难题,以魏家地煤矿2303工作面运输巷为工程背景,采用数值分析的方法,对其围岩应力分布、变形与破坏规律进行了探讨。结果表明:煤柱内存在水平位移的零分界线,分界线采空区侧煤体破坏形式主要为拉剪混合破坏,另一侧煤体破坏形式主要为剪切破坏,煤柱稳定性差,实体煤帮角应力集中系数高达3. 0且作用范围大,顶板岩体沿弱面发生剪切滑移,压剪破坏严重。提出"两区一让"围岩控制技术:短锚索抑制分界线附近煤柱分离,长锚索抑制煤体沿煤岩接触面剪切滑移,并采用木托盘整体让压,数值分析结果表明顶板下沉量减少40%,煤柱帮移近量减少50%,实体煤帮移近量减少44. 4%,成功应用于控制实践。 展开更多

关键词 拱形断面 沿空掘巷 煤柱 破坏特征 锚杆

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采空区自燃三带时空演化特征与防治技术研究 被引量：15

14

作者 李作泉 邵嗣华 +3 位作者 孙志猛 权继业 马宁世 牛建东 《煤炭工程》 北大核心 2022年第5期109-114,共6页

针对红会一矿1715综放工作面采空区外因火灾隐患,从时空演化的角度分析了工作面具体冒落情况,优化了工作面采空区孔隙率、渗透率动态分布模型,结合COMSOL数值模拟软件计算了该工作面推进不同阶段采空区三带范围及漏风情况,提出了适宜该... 针对红会一矿1715综放工作面采空区外因火灾隐患,从时空演化的角度分析了工作面具体冒落情况,优化了工作面采空区孔隙率、渗透率动态分布模型,结合COMSOL数值模拟软件计算了该工作面推进不同阶段采空区三带范围及漏风情况,提出了适宜该工作面的时空联合火灾治理措施。结果表明:总配风量一定情况下,“两进一回”W型通风方式“三带”范围比U型通风方式更小,后者漏风情况更为严峻,自燃发火隐患更大;而采用“两进一回”W型通风方式后,随总配风量增加,自燃三带范围增加且向采空区深部延展,最终确定进风巷风量为300m^(3)/min、辅助通风巷风量为400m^(3)/min的配风方案为该工作面火灾治理期间最佳通风方案,自燃区域最窄;依据时空联合防治技术方案,于1715工作面进行了现场验证,1715工作面外因火灾隐患得到了有效解决,对国内类似火情治理具有重要借鉴意义。 展开更多

关键词 采空区 自燃三带 外因火灾 两进一回

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大倾角综放工作面巷道布置及支护技术实践 被引量：11

15

作者 马海龙 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2008年第9期14-16,37,共4页

为了解决大倾角厚煤层综放开采的巷道布置及支护等关键技术问题,基于回采巷道布置及支护在大倾角厚煤层综放开采中的重要性,研究了大倾角综放开采工作面主要巷道的合理布置及支护方式,得出了工作面巷道布置方式及的锚网支护参数,并进行... 为了解决大倾角厚煤层综放开采的巷道布置及支护等关键技术问题,基于回采巷道布置及支护在大倾角厚煤层综放开采中的重要性,研究了大倾角综放开采工作面主要巷道的合理布置及支护方式,得出了工作面巷道布置方式及的锚网支护参数,并进行了现场施工实践。结果表明:回风巷沿煤层底板布置,运输巷沿煤层顶板布置,开切眼采用倾斜-圆弧-水平布置,这种布置方式较好地解决了大倾角厚煤层综放开采的巷道布置关键性技术问题。 展开更多

关键词 大倾角 综放开采 巷道布置

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深井软岩巷道锚网索配合钢棚喷浆复合修复技术 被引量：9

16

作者 文建东 《煤炭工程》 北大核心 2017年第10期84-86,共3页

针对王家山煤矿一号井1240运输中巷巷道变形情况及多次修复的现状,分析了巷道变形原因。并通过理论分析和工程实践对比,提出了适合深井软岩巷道修复的支护方案,即"锚网索+钢棚+喷浆"的复合支护修复技术。工程实践表明,锚索的... 针对王家山煤矿一号井1240运输中巷巷道变形情况及多次修复的现状,分析了巷道变形原因。并通过理论分析和工程实践对比,提出了适合深井软岩巷道修复的支护方案,即"锚网索+钢棚+喷浆"的复合支护修复技术。工程实践表明,锚索的主动支护,能够起到加固自稳拱的作用,配合钢棚的被动支护效果,使得巷道支护更加安全稳定可靠,在类似矿区具有较好的推广应用价值。 展开更多

关键词 深井软岩巷道 锚网索 钢棚喷浆 复合修复技术

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大倾角大跨度切眼支架安装技术研究及应用 被引量：1

17

作者 文建东 《煤炭工程》 北大核心 2015年第6期61-63,共3页

以王家山煤矿47408综放面支架安装为背景,介绍了工作面装备的基本情况,优化调整了47408综放面设备运输线路,从切眼滑道固定铺设、绞车选型、钢丝绳及绞车基础效验等方面论述了安装前的准备工作;并对支架在切眼倾角38°以上的斜面横... 以王家山煤矿47408综放面支架安装为背景,介绍了工作面装备的基本情况,优化调整了47408综放面设备运输线路,从切眼滑道固定铺设、绞车选型、钢丝绳及绞车基础效验等方面论述了安装前的准备工作;并对支架在切眼倾角38°以上的斜面横向向上运行、安装就位、防倒防滑等技术进行了研究与实践,实现了大倾角综放面设备安全快速的安装。 展开更多

关键词 大倾角切眼 大跨度切眼 绞车选型 支架安装 防倒防滑

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复杂地质条件下长距离钻孔施工技术研究与实践 被引量：1

18

作者 唐佐胜 文建东 +1 位作者 吴坤 陈晓军 《煤炭工程》 北大核心 2013年第12期37-38,共2页

通过对甘肃靖远煤电股份有限公司红会第四煤矿4602工作面复采灌浆脱水钻孔施工过程的跟踪,分析不同条件下长距离钻孔施工技术的改进、完善与实践,为复杂地质条件下钻孔施工提供宝贵经验。

关键词 复杂地质条件 长距离钻孔施工 小煤矿 采空区灌浆脱水 综采放顶煤

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