采动力学与岩层控制关键理论及工程应用

研究岩体采动力学响应和岩层控制技术对促进煤炭安全高效开采、保障能源稳定供给具有重要意义,是实现煤炭资源科学开采的理论基础。矿山岩体灾害(围岩变形、冲击地压等)频发,其形成-演化-发生全过程与采动力演化分布、岩层运动、开采扰动和能量演化密切相关。基于实用矿山压力控制理论,提出并阐述了采场岩层控制进展与控制准则,建立了定量分析的力学模型和设计方法,发展了针对性的岩体灾害控制技术,并创新研制了配套试验研究装备。采动力学与岩层控制理论将岩层控制分为采场岩层控制和巷道围岩控制;提出控制或利用采动岩层运动改变致灾条件,给出“给定变形”和“限定变形”准则;调控“3S”因素准则(围岩应力环境、围岩结构属性、围岩支护结构)改变围岩自稳能力。以岩体灾害控制为目标,提出了以“应力主控”为核心的释能主控技术;建立了岩体灾害控制大小原理和弱面判据(安全系数K、冲击危险性系数U);研发了采场矿压机械模拟试验系统、采动力试验系统和蠕变及动力扰动冲击加载试验系统,实现了实验室尺度还原采动力作用下岩体变形-破裂-运动过程,为研究采动力作用下岩体力学响应提供了试验装备;分别从采场岩层控制、地质软岩巷道控制、工程软岩巷道控制及冲击地压控制4个方向进行了工程案例研究,相关研究成果在工程应用中得到了验证。

震动波CT成像技术在《矿山压力与岩层控制》教学中的应用实践

基于新常态和新工科背景下采矿工程和智能采矿工程专业的人才培养要求,文章分析了《矿山压力与岩层控制》课程传统教学模式中存在的问题,以课程回采工作面采动应力场分布教学为例,通过引入震动波CT成像新技术,提出并采用课堂理论教学+案例实践教学相融合的教学模式,转变“被动灌输”为“主动学习”,提高学生学习参与度和教学效果,增强学生对专业知识学习研究兴趣,为未来从事专业科学研究和工程项目技术管理奠定坚实基础。

煤矿采掘工程中的岩层控制技术研究

随着煤矿开采深度逐步扩大,以及煤层地质状况日趋复杂,煤矿采掘领域中岩层控制技术的关键作用日益凸显。文章首先对岩层控制技术的研究意义进行阐述,并对岩层特性与控制方法、技术的创新与发展深入剖析,同时对该技术的优化与未来趋势等多方面进行了展望。通过文章分析各类岩层特性,采用新型岩层控制方法,分析其对挖掘效率及安全性的作用,旨在为煤矿岩层控制技术的可持续发展提供理论指导与技术保证。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。

浅埋煤层连采连充岩层控制研究

为了研究连采连充充填体、煤柱及覆岩应力应变特征,本文以某煤矿51106工作面巷式充填为背景建立了相关物理相似模型,通过将物理实验和数值试验结果进行对比,建议连采连充首采面51106工作面充填率应不低于95%,充填体弹性模量不低于1 GPa,采充轮次为3,充填体单轴抗压强度不低于5 MPa。

深部开采围岩稳定性与岩层控制关键理论及技术探究

在分析深部开采围岩稳定性过程中,需要结合采矿工程荷载作用展开分析,了解其中的某些特殊理论内容,例如岩层控制关键理论与技术的研究就颇有必要,二者主要结合诸多力学机理内容展开研究,分析采矿开挖前所存在的地层中天然应力作用,了解开挖自由空间边界问题.本文主要介绍了目前国内深部开采围岩岩层控制的某些关键问题,主要对岩层控制力学机理、深部地压呈现规律特征进行说明.然后着重探讨地下采矿围岩稳定性与控制技术方法,最后进行案例证明.

煤炭岩层控制与地质灾害防治措施

煤炭作为全球最重要的能源资源之一,在国民经济和社会发展中扮演着关键角色。然而,随着煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿开采深度不断增加,地质条件也变得越来越复杂,岩层控制和地质灾害防治已成为煤炭开采所面临的巨大挑战。频发的地质灾害严重威胁着煤矿生产安全和矿工的生命财产安全。因此,开展煤炭开采岩层控制和地质灾害防治技术研究具有重要的理论和实践价值。

大倾角层状采动煤岩体重力-倾角效应与岩层控制

大倾角煤层开采过程中,重力-倾角效应是导致细观层状煤岩体单元体主应力偏转和层间接触面应力非均衡传递,介观层状采动模型优势破裂面方向偏移,宏观层状关键层区域迁移、岩体结构异化的主要因素。研究表明,在倾角35°以上煤层采场中重力-倾角效应影响尤为明显:(1)煤岩组合界面倾角35°~60°时,非均衡传力特性逐渐凸显,界面附近煤岩体内应力传递方向发生偏转,且偏转量随倾角增加逐渐增大;煤体破坏由压剪破坏转化为近平行于界面的滑移剪切破坏,煤岩体的强度和弹性模量也随之减小。(2)改变了采场围岩采动应力路径演变规律,在采动应力驱动下顶板的损伤变形与破坏运动存在明显的区域性和时序性。(3)诱发了大倾角采场顶板结构跨层迁移转化、底板非对称破坏滑移、区段煤柱或煤壁局部-整体破坏,以上围岩失稳存在多尺度链式时空关联性,特别是引发围岩灾变的采场关键岩块位置多变,形成采场围岩承载结构异化和泛化特征。理论与实践表明,重力-倾角效应作用下大倾角煤层岩层控制具有显著的多维度和多尺度特点,突破传统开采方法与技术瓶颈,研发全新型成套装备是实现该类煤层安全高效开采的有效途径。

模型试验在"矿山压力与岩层控制"课程教学中的辅助研究

针对"矿山压力与岩层控制"课程岩层空间位置抽象、岩层运移和支护理论难以理解的特点,该文从标准岩石试件受压变形破坏规律、岩层开挖运移规律和锚杆支护构件的作用原理等角度,实景展示矿山开采过程中的压力显现与岩层移动,对学生掌握课程核心知识点起到了较好的促进作用,加深了学生对"矿山压力与岩层控制"课程知识的理解,教学效果良好.

煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用

水力压裂技术在煤矿坚硬、完整顶板岩层弱化及高应力巷道卸压方面得到越来越广泛的应用。以陕西曹家滩煤矿特厚煤层综放开采工作面、特厚稳定顶板岩层为工程背景,开展了顶板岩层地质力学测试、可压性试验,水力裂缝扩展理论分析及三维数值模拟,提出井下工作面定向钻孔区域水力压裂顶板层位、压裂钻孔布置与参数确定方法及压裂工艺。在井下进行了工业性试验和系统的地面微震实时监测,获得了顶板水力压裂裂缝空间展布特征。同时,进行了液压支架工作阻力,工作面周期来压步距及持续距离,来压动载系数及顶板岩层破断能量监测与分析,综合评价了水力压裂效果。初步建立了集压裂层位确定与参数设计,井下定向钻孔压裂工艺与装备,水力裂缝空间展布监测与压裂效果综合评价为一体的煤矿井下定向钻孔水力压裂成套技术。井下试验结果表明:在曹家滩煤矿井下地应力状态下(最小主应力为垂直应力),水力裂缝以水平裂缝为主,沿钻孔两侧扩展平均距离为80 m左右,有效弱化了工作面范围内上覆坚硬、完整顶板,实现了区域顶板改造。压裂区域工作面强矿压显现显著减弱,确保了工作面安全生产。最后,分析了水力压裂存在的问题,展望了技术发展方向。

FLAC 3D数值仿真方法在矿山压力与岩层控制实验教学中的应用

文章探讨了FLAC 3D数值模拟仿真方法在矿山压力与岩层控制实验教学中的应用。采用FLAC 3D数值仿真方法中的双屈服模型模拟采空区垮落岩体可以精确且直观地描述采场覆岩运动的规律,可弥补传统实验教学中的不足,同时培养学生解决工程实际问题的创新实践能力和自主探索能力,有助于课本知识与实际工程应用的结合,对于该门课程的实验教学改革具有一定的指导和借鉴意义。

煤矿开采中的岩层控制技术研究与应用

煤炭作为我国主要的能源之一,其开采对于经济和社会发展具有重要意义。然而,煤炭开采过程中常常会遇到岩层控制问题,如煤层顶板失稳、煤层底板沉降等。本文论述岩层控制技术,分析煤矿开采中岩层控制技术实施的影响因素,结合煤矿岩层控制工作特点,提出具有针对性的改善措施,结合具体案例分析。

采场智能岩层控制技术与数据处理技术研究

煤炭是我国的能源基础,智能采矿是实现安全、经济、高效采矿重要途径。智能岩层控制是实现采矿智能化的重要组成部分。本文明确了智能岩层控制路径为“实时信息采集—大数据信息处理—目标信息提取—判断决策—精确执行”,分析了液压支架的研究状况及能实现的功能,提出了智能岩层控制发展方向为从多样化到统一化的跳跃,提出采场岩层控制的三要素为围岩、设备群、环境,实现“围岩—设备群—环境”一体化智能岩层控制。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。目前为双月刊,双月25日出刊。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。目前为双月刊,双月25日出刊。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。目前为双月刊,双月25日出刊。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。目前为双月刊,双月25日出刊。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。目前为双月刊,双月25日出刊。

《采矿与岩层控制工程学报》征稿简则

《采矿与岩层控制工程学报》前身为《煤矿开采》,创刊于1991年,由煤炭科学研究总院有限公司主办。重点报道采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科应用基础研究、技术开发及工程实践成果,介绍该领域中的新理论、新方法、新技术,为推动采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程学科的发展、加强国内外的学术交流、人才培养服务。读者对象为国内外采矿工程领域科技工作者。目前为双月刊,双月25日出刊。