高冲击韧性锚杆(索)主动支护技术 被引量：1

1

作者 杨超 付玉凯 +2 位作者 董亚东 李鹏 任杰 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期34-40,共7页

针对冲击地压巷道围岩变形破坏严重、支护强度低等难题,分析了应力波对巷道的影响,开发了高冲击韧性锚杆(索),提出了高冲击韧性锚杆和高强锚索协同防冲作用机理。以母杜柴登矿30207风巷为工程背景,依据巷道条件环境,从支护材料和支护体... 针对冲击地压巷道围岩变形破坏严重、支护强度低等难题,分析了应力波对巷道的影响,开发了高冲击韧性锚杆(索),提出了高冲击韧性锚杆和高强锚索协同防冲作用机理。以母杜柴登矿30207风巷为工程背景,依据巷道条件环境,从支护材料和支护体结构进行了高冲击韧性锚杆(索)支护的设计与应用。从现场监测结果可知,试验区巷道变形得到明显控制,变形主要以底鼓和两帮变形为主,巷道掘进期间底鼓量达到400 mm,两帮移近量达到300 mm。随着巷道掘进,顶板锚杆(索)受力逐渐稳定,受力分别为170 kN、150 kN;回采帮锚杆(索)受力差别较大,锚杆轴力逐渐损失并逐步稳定;煤柱侧帮锚杆受力波动大,锚索受力相对较小,受力位于70~110 kN。总体来看,该支护方案提高了巷道支护强度,保证了巷道围岩稳定性,支护效果良好。 展开更多

关键词 冲击地压 高冲击韧性锚杆(索) 主动支护 巷道围岩控制

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深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲机理研究 被引量：4

2

作者 张翔 朱斯陶 +7 位作者 姜福兴 刘金海 朱权洁 史先锋 韩刚 魏晓虎 曹京龙 曲效成 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2570-2579,共10页

厚硬岩层-煤柱结构失稳诱发型冲击地压是鄂尔多斯深部矿区典型的冲击地压模式,其发生机理尚不清晰,以鄂尔多斯深部矿区某矿30202工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失... 厚硬岩层-煤柱结构失稳诱发型冲击地压是鄂尔多斯深部矿区典型的冲击地压模式,其发生机理尚不清晰,以鄂尔多斯深部矿区某矿30202工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,研究了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲机理,得出结论:探讨了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构的空间运动特征,建立了厚硬岩层-煤柱结构的力学模型并推导了其失稳诱冲的工程判据。揭示了厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲机理:区段煤柱承载基础应力来源于面内厚硬岩层组和临侧采空区铰接加载岩层自重,当面内厚硬岩层达到强度极限时发生“W”型破断并传递附加应力,区段煤柱承载的叠加应力超过其破坏阈值后发生局部甚至整体失稳冲击。数值模拟发现区段煤柱承载应力随厚硬岩层组的破断运动发生阶段性突增现象,厚硬岩层组“W”型两次破断运动传递的载荷是工作面附近区段煤柱失稳冲击的主要应力来源,其中二次破断释放的能量远高于初次破断。设计并实施了深部大采高综采面厚硬岩层-煤柱结构失稳诱冲的控制体系,包括承载煤柱强卸载、扰动区域强支护和推进速度强管控,效果评价验证了防冲体系能够保障工作面安全回采。 展开更多

关键词 冲击地压 厚硬岩层 区段煤柱 微震监测

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腐蚀环境下锚杆慢应变速率拉伸实验研究 被引量：1

3

作者 王朝引 张振配 +2 位作者 付玉凯 杨超 褚晓威 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期138-144,共7页

针对锚杆在腐蚀性介质水中易发生腐蚀而导致锚杆支护失效的问题,对煤矿常用锚杆进行化学成分分析,采用慢应变速率应力腐蚀试验机进行SSRT试验,并对比了断口形貌。研究结果表明:标准溶液中锚杆表现出较高的应力腐蚀敏感性,塑性参数的敏... 针对锚杆在腐蚀性介质水中易发生腐蚀而导致锚杆支护失效的问题,对煤矿常用锚杆进行化学成分分析,采用慢应变速率应力腐蚀试验机进行SSRT试验,并对比了断口形貌。研究结果表明:标准溶液中锚杆表现出较高的应力腐蚀敏感性,塑性参数的敏感程度大于强度参数,塑性参数均低于在空气中的数值;表面处理锚杆依然表现出应力腐蚀敏感性,主要表现为延伸率的降低,特别在应变速率为1×10^(-5)s^(-1)和1×10^(-7)s^(-1)表现更加明显。此外,拉伸速率与SCC的断口形貌具有直接相关性,拉伸速率越大,断裂方式越接近塑性断裂,拉伸速率较小导致材料出现脆性断裂特征。总体来看,在设计和使用腐蚀性锚杆时,需要考虑其应力腐蚀敏感性指数,并且在实际使用中要注意控制拉伸速率,以减小试样应力腐蚀敏感性的影响。 展开更多

关键词 锚杆 矿井水 拉伸速率 应力腐蚀敏感性指数

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非对称开采条件下工作面“多向应力”变化特征研究 被引量：2

4

作者 张振配 路洋波 +2 位作者 李岩 陈法兵 董亚东 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期788-794,共7页

在非对称开采条件下,工作面受上覆岩层自重应力、超前支承应力、采空区侧向支承应力和回风巷煤柱应力等“多向应力”叠加影响,使得工作面应力呈“非对称”性。为研究非对称开采条件下工作面“多向应力”变化特征,基于微震监测、应力在... 在非对称开采条件下,工作面受上覆岩层自重应力、超前支承应力、采空区侧向支承应力和回风巷煤柱应力等“多向应力”叠加影响,使得工作面应力呈“非对称”性。为研究非对称开采条件下工作面“多向应力”变化特征,基于微震监测、应力在线监测和理论计算,对母杜柴登煤矿30202工作面回采过程中所形成的非对称开采条件下的应力变化进行分析;并基于工作面所受应力条件和围岩体结构条件,分析了“多向应力”叠加显现机理。结果表明:30202工作面回采期间,煤柱支承应力沿走向分为应力升高区、应力明显降低区、应力缓慢降低区和应力稳定区,其应力峰值主要集中在工作面前方40 m左右,应力集中系数平均为1.61;在非对称开采阶段,在走向方向工作面超前支承应力影响范围较回采初期增加了100 m左右;在不考虑垂直应力影响的情况下,相邻工作面采空区的侧向应力对30202工作面倾向方向的影响范围为44 m,应力最大值为56.1 MPa。在“多向应力”耦合作用下工作面在回采过程中产生能量集聚,并在采动扰动下发生能量释放,满足了大能量事件发生的基本应力条件;同时在扰动条件下采空区发生高位顶板错动,以及围岩支护薄弱为大能量事件的发生提供了围岩结构条件。研究结果可为工作面非对称开采条件下采场矿压显现规律研究、顶板控制和巷道支护设计提供指导。 展开更多

关键词 安全工程 非对称开采 多向应力 微震监测 应力在线监测 应力变化

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矿用锚杆托板动静载力学特性试验研究 被引量：9

5

作者 王书文 付玉凯 +2 位作者 金峰 周鹏赫 姚伟 《煤炭工程》 北大核心 2022年第11期35-40,共6页

针对蒙陕深部矿井巷道锚杆托板动载失效问题,在实验室搭建了锚杆托板落锤冲击试验台,选取了蒙陕深部矿井3种常用的锚杆托板,采用伺服压力试验机和落锤冲击试验机开展了托板的静动载力学性能测试,研究了3种托板的静载和动载力学特性。研... 针对蒙陕深部矿井巷道锚杆托板动载失效问题,在实验室搭建了锚杆托板落锤冲击试验台,选取了蒙陕深部矿井3种常用的锚杆托板,采用伺服压力试验机和落锤冲击试验机开展了托板的静动载力学性能测试,研究了3种托板的静载和动载力学特性。研究结果发现:托板的拱高和厚度会显著影响其静态和动态力学特性,拱高和厚度大的托板静载承载能力和抗冲击能力较高。静载作用下,A、B和C托板承载力分别为212kN、231kN和276kN,变形量分别为14mm、13.9mm和12mm,C托板承载能力高,主要以拱高降低为主,四角翘起不明显;冲击能量作用下,托板的冲击力峰值略高于静载承载力,承载力高的托板抗冲击能力强,受到冲击能量作用后,托板以结构变形为主,冲击力峰值变化不大,而承载力低的托板由于拱部结构坍塌,高冲击能量下托板冲击力急剧增加。 展开更多

关键词 动静载荷 锚杆支护 托板 变形破坏 力学响应

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坚硬难垮顶板水力压裂初次放顶技术研究 被引量：26

6

作者 张振配 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第S2期86-89,共4页

鄂尔多斯矿区工作面初次来压步距一般为40～70 m。工作面初采时,90%以上的工作面需要实施爆破强制放顶,否则易造成工作面顶板大面积悬空,一次性垮落时往往伴随强烈的动力现象,造成设备损坏、危及人身安全等恶性事故,严重影响矿井的安全... 鄂尔多斯矿区工作面初次来压步距一般为40～70 m。工作面初采时,90%以上的工作面需要实施爆破强制放顶,否则易造成工作面顶板大面积悬空,一次性垮落时往往伴随强烈的动力现象,造成设备损坏、危及人身安全等恶性事故,严重影响矿井的安全生产。目前我国难垮顶板的控制基本是以爆破为主,注水软化为辅的方法,母杜柴登矿井3-1煤顶板属于坚硬难垮落顶板,30201首采工作面采用爆破强制放顶,而30202工作面经过调研最终确定使用水力压裂进行软化顶板,以达到最终目的。结果表明,水力压裂可有效弱化坚硬顶板、破坏其完整性,削弱顶板的强度和整体性,使采空区顶板能够分层分次垮落,达到减小或消除坚硬顶板对工作面回采危害的目的。 展开更多

关键词 综采工作面 水力压裂 初次放顶 坚硬顶板

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大埋深矿井工作面双回撤通道水力压裂卸压技术 被引量：15

7

作者 王跃权 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第S2期90-93,共4页

母杜柴登煤矿是鄂尔多斯地区埋深相对较大的矿井,类似条件下的矿井开采和顶板管理经验较少,矿压规律认识不清。30201工作面在前期设计为双回撤通道,工作面倾向长度241 m,煤厚平均4.75 m,煤层埋深约为647 m。末采期间,由基本顶运动产生... 母杜柴登煤矿是鄂尔多斯地区埋深相对较大的矿井,类似条件下的矿井开采和顶板管理经验较少,矿压规律认识不清。30201工作面在前期设计为双回撤通道,工作面倾向长度241 m,煤厚平均4.75 m,煤层埋深约为647 m。末采期间,由基本顶运动产生的高应力会造成末采围岩剧烈变形和动压现象。通过水力压裂对末采面顶板实施水力预裂弱化处理,提前分区域弱化工作面顶板岩层,减小工作面末采期间采空区的悬顶面积,削弱超前支承压力应力集中程度,缓解工作面及回撤通道围岩变形,保证了30201工作面回撤期间辅回撤通道留巷完整,确保了搬家倒面工作的安全。 展开更多

关键词 工作面末采 水力压裂 围岩变形 大埋深矿井

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千米定向钻机在高压探放水中的应用研究 被引量：25

8

作者 刘基 赵忠证 丁湘 《煤炭工程》 北大核心 2014年第11期36-38,共3页

针对母杜柴登煤矿巷道掘进进度与常规超前探放水在时间上的冲突,提出采用千米定向钻机进行超前探放水的方法,介绍了千米定向钻孔的设计与施工,并结合其在实际应用中的特性,总结出千米钻机在高压含水层的超前探放水中具有效率高和费用较... 针对母杜柴登煤矿巷道掘进进度与常规超前探放水在时间上的冲突,提出采用千米定向钻机进行超前探放水的方法,介绍了千米定向钻孔的设计与施工,并结合其在实际应用中的特性,总结出千米钻机在高压含水层的超前探放水中具有效率高和费用较低等优点,实现了千米钻机在高压含水层的超前探放水工作中的技术突破,具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 千米定向钻机 超前探放水 巷道掘进 高压含水层

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矿井深部强动压巷道综合控制技术 被引量：8

9

作者 赵国栋 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第S2期98-102,共5页

母杜柴登矿井30201首采工作面受回采期间采动压力影响,加之巷道超期服役,工作面留巷矿压显现明显,其中30201首采工作面辅运巷后方300 m范围内底鼓、片帮严重,局部出现顶板下沉现象。在采用定向水力压裂、"一梁两柱"、中空注... 母杜柴登矿井30201首采工作面受回采期间采动压力影响,加之巷道超期服役,工作面留巷矿压显现明显,其中30201首采工作面辅运巷后方300 m范围内底鼓、片帮严重,局部出现顶板下沉现象。在采用定向水力压裂、"一梁两柱"、中空注浆锚索技术对巷道进行卸压处理、补强支护等措施,通过优化水力压裂方案,弱化顶板、改变顶板结构,有效改善留巷巷道围岩应力分布状态,采用主动+被动+改性注浆相结合的方式,从内外结构上改变支护体结构及强度,从而达到维护巷道稳定的目的。 展开更多

关键词 留巷 水力压裂 一梁两柱 注浆锚索

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大采深高地应力双巷布置工作面强矿压治理 被引量：6

10

作者 董亚东 姚伟 刘耀辉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第S2期103-107,共5页

母杜柴登矿井30201工作面因埋藏深度、顶底板岩性、巷道布置、开采强度等多方面因素,回采期间矿压显现剧烈,特别是回采过后留巷区域内断面变形较大,支护破坏严重,造成留巷困难,同时也威胁着区域内人员及财物安全。矿井通过加强监测、补... 母杜柴登矿井30201工作面因埋藏深度、顶底板岩性、巷道布置、开采强度等多方面因素,回采期间矿压显现剧烈,特别是回采过后留巷区域内断面变形较大,支护破坏严重,造成留巷困难,同时也威胁着区域内人员及财物安全。矿井通过加强监测、补强支护、增强卸压及强化人员管控等方面进行强矿压的防、治,在强矿压治理、安全回采方面取得了显著成效,为矿井乃至蒙陕地区冲击地压防治提供了宝贵的经验及治理方案。 展开更多

关键词 大采深 高地应力 强动压 卸压

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母杜柴登煤矿超长工作面顶板砂岩水靶向疏放技术 被引量：6

11

作者 王国文 闫鑫 +2 位作者 贺晓浪 丁湘 肖乐乐 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第2期39-45,共7页

针对鄂尔多斯盆地深部侏罗纪煤层普遍存在的顶板富水极不均匀、采后采场涌水量大、疏放水工程量大等问题,分析短距离回转钻进群孔疏放技术和长距离定向钻进引流疏放技术的优缺点,根据矿井沉积地质特征,综合物探成果和已开采工作面疏放... 针对鄂尔多斯盆地深部侏罗纪煤层普遍存在的顶板富水极不均匀、采后采场涌水量大、疏放水工程量大等问题,分析短距离回转钻进群孔疏放技术和长距离定向钻进引流疏放技术的优缺点,根据矿井沉积地质特征,综合物探成果和已开采工作面疏放水效果,判定3^(-1)煤层顶板直罗组含水层为疏放水设计的关键含水层。采用AHP层次分析法构建包含砂岩厚度、沉积环境影响指数、岩心采取率等指标的富水评价模型,对疏放水目标工作面的富水进行评价和分区。在此基础上,提出采用长距离定向钻进引流疏放和短距离回转钻进群孔疏放联合的顶板砂岩水靶向疏放技术,并在母杜柴登煤矿进行实践,结果表明,采用联合疏放,有效降低了工作面回采时的直接充水含水层水位,大范围疏放了工作面内的静储量水。对含水层富水极不均匀条件下的顶板砂岩水疏放技术进行的有益探索和工程实践,可为类似煤矿顶板砂岩水疏放治理提供参考。 展开更多

关键词 砂岩水 定向钻进 群孔疏放 靶向疏放 母杜柴登煤矿

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双回撤通道工作面末采段顶板控制技术 被引量：4

12

作者 杨超 《煤炭工程》 北大核心 2023年第S01期70-73,共4页

针对陕蒙矿区综采工作面末采期间矿压显现剧烈,回撤通道围岩变形大、难以控制的问题,利用理论分析与工程实践的方法,研究了不同来压位置和悬顶结构对回撤通道稳定性的影响,以某矿30201工作面末采为研究背景,采用了切顶卸压、让压开采、... 针对陕蒙矿区综采工作面末采期间矿压显现剧烈,回撤通道围岩变形大、难以控制的问题,利用理论分析与工程实践的方法,研究了不同来压位置和悬顶结构对回撤通道稳定性的影响,以某矿30201工作面末采为研究背景,采用了切顶卸压、让压开采、合理控制推采速度、加强回撤通道支护等控制技术,实现了30201工作面的安全回撤。工程实践表明:水力压裂施工可加速顶板岩层的破断和下沉,减轻末采来压强度,支架阻力较未压裂区域相比降低了10.6%;工作面贯通时基本顶断裂位置在主辅回撤通道煤柱上方,贯通期间处于非来压阶段,实现了30201工作面的优质贯通。 展开更多

关键词 回撤通道 稳定性分析 让压开采 切顶卸压

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复杂底板条件下基于矢量流场的集中排水技术研究 被引量：2

13

作者 王黔 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第S2期94-97,共4页

母杜柴登煤矿顶板含水层富水性极不均一,底板起伏变化较大,各工作面存在多个洼地,尾巷底鼓严重,整体底板条件复杂。与此同时,工作面涌水量大,如30201工作面回采过程中水量超过1 100 m3/h。当前在单巷开采条件下,存在排水困难问题。而一... 母杜柴登煤矿顶板含水层富水性极不均一,底板起伏变化较大,各工作面存在多个洼地,尾巷底鼓严重,整体底板条件复杂。与此同时,工作面涌水量大,如30201工作面回采过程中水量超过1 100 m3/h。当前在单巷开采条件下,存在排水困难问题。而一旦工作面水量出现波动,还威胁整个回采工作面的安全生产。为保障工作面安全回采,改善工作面作业环境,从区域治理角度开展复杂底板条件下的采区泄水方案研究,对提升矿井的水害防治能力具有重要的意义。 展开更多

关键词 泄水巷 矢量 大井法 廊道法 比拟法

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纳林河煤矿深埋煤层工作面初采期间强制放顶技术研究 被引量：1

14

作者 杨广利 《中国煤炭》 北大核心 2016年第1期41-43,47,共4页

为防止深埋工作面初采期间发生工作面压架切顶事故,对纳林河二号煤矿31101工作面进行了预裂爆破强制放顶,介绍了钻孔布置及爆破工艺。运用KJ21矿压监测系统分析软件对预裂爆破后的支架工作阻力进行了分析,结果表明:31101工作面上部和下... 为防止深埋工作面初采期间发生工作面压架切顶事故,对纳林河二号煤矿31101工作面进行了预裂爆破强制放顶,介绍了钻孔布置及爆破工艺。运用KJ21矿压监测系统分析软件对预裂爆破后的支架工作阻力进行了分析,结果表明:31101工作面上部和下部初次来压比工作面中部滞后5 m左右,压力比中部区域小,工作面初次来压不明显,说明预裂爆破强制放顶取得了良好效果。 展开更多

关键词 深埋煤层 初采 强制放顶 矿压规律 工作阻力

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