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Waste-filling in fully-mechanized coal mining and its application 被引量:27
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作者 MIAO Xie-xing ZHANG Ji-xiong FENG Mei-mei 《Journal of China University of Mining and Technology》 EI 2008年第4期479-482,共4页
A fully-mechanized coal mining (FMCM) technology capable of filling up the goaf with wastes (including solid wastes) is described. Industrial tests have proved that by using this technology not only can waste be re-us... A fully-mechanized coal mining (FMCM) technology capable of filling up the goaf with wastes (including solid wastes) is described. Industrial tests have proved that by using this technology not only can waste be re-used but also coal resources can be exploited with a higher recovery rate without removing buildings located over the working faces. Two special devices, a hydraulic support and a scraper conveyor, run side-by-side on the same working face to simultaneously realize mining and filling. These are described in detail. The tests allow analysis of rock pressure and ground subsidence when backfilling techniques are employed. These values are compared to those from mining without using backfilling techniques, under the same geological conditions. The concept of equivalent mining height is proposed based on theoretical analysis of rock pressure and ground subsidence. The upper limits of the rock pressure and ground subsidence can be estimated in backfilling mining using this concept along with traditional engineering formulae. 展开更多
关键词 fully-mechanized coal mining coal mining with gangue backfilling mining under buildings railways and water bodies rock pressure around coal face control of ground subsidence
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综放工作面围岩控制与智能化放煤技术现状及展望
2
作者 庞义辉 关书方 +2 位作者 姜志刚 白云 李鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期20-27,共8页
分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现... 分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现安全、高效、智能化开采存在的技术难题与工程需求,对综放工作面围岩控制技术、智能化放煤技术进行了研究:构建了坚硬特厚煤层顶煤悬臂梁力学模型,研发了提高顶煤冒放性及放出率关键技术,实现了坚硬特厚煤层超大采高综放开采;研发了单元式超前液压支架顶梁可旋转自复位装置,实现了液压支架顶梁根据巷道顶板倾斜角度自动旋转支护,有效提高了单元式超前液压支架对巷道顶底板的适应性;提出了采用巷道支护液压支架替代传统锚网支护结构的思路,具有支护效率高、成本低、节省工作面超前支护等优点;开发了基于立柱与尾梁千斤顶行程的综放液压支架支护姿态监测装置与算法,提高了液压支架支护姿态解算效率与精度;提出了基于透明地质模型、煤量监测装置与煤矸识别装置融合的智能放煤控制方法,可有效解决多夹矸层特厚顶煤智能化放煤技术难题。提出智能地质保障技术、机器视觉精准测量与智能感知技术、综放工作面设备智能精准自适应控制技术、综放工作面数字孪生技术等是智能化综放开采技术与装备的发展趋势。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 综放工作面 围岩控制 智能化放煤
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两次采动影响下小煤柱巷道切顶卸压围岩控制技术 被引量:2
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作者 李汉璞 张百胜 +2 位作者 郭俊庆 杨依卓 崔俊彪 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期90-97,共8页
为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参... 为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参数,并研究了留小煤柱巷道在切顶卸压后受两次采动影响下的矿压显现规律。结果表明:切顶卸压后,煤柱上的应力峰值随切顶深度的增加呈指数降低;10115运输巷在邻近工作面一次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出无变形、缓慢变形、快速变形和围岩稳定的变化规律,本工作面二次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出明显变形和剧烈变形的规律;巷道围岩在受二次采动影响时变形更加剧烈,巷道变形量为一次采动时的3.0~7.5倍。 展开更多
关键词 切顶卸压 小煤柱 矿压显现 二次采动 综放工作面 围岩控制
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坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响 被引量:3
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作者 赵常辛 李晓旭 +2 位作者 石蒙 冀瑞锋 张焱 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期147-154,共8页
针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运... 针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时,临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律,并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压,实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明:“低位坚硬岩层悬臂梁+高位坚硬岩层砌体梁”破断结构是特厚煤层宽煤柱临空巷道大变形的主要原因,可采用切顶卸压技术破坏宽煤柱顶板侧向破断结构来控制临空巷道围岩大变形;切顶角变化可使关键块B长度发生改变,切顶角越大,则关键块B长度越小,临空侧顶板载荷向煤柱传递的程度越弱,临空巷道围岩承受的采动应力越小,切顶角为100°时临空巷道围岩垂直应力与变形量最小;在16402运输巷以切顶角100°施工水力压裂钻孔后,16403回风巷顶底板变形量较未实施切顶卸压的16402回风巷减小86.5%,两帮变形量减小87.1%,临空巷道围岩稳定性得到极大提高。 展开更多
关键词 综放工作面 留煤柱护巷 临空巷道 围岩变形控制 切顶卸压 水力压裂
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双临空综放面巷道变形能量时空演化机理及防治技术研究
5
作者 李蒙光 王伸 陈祥祺 《煤炭技术》 CAS 2024年第8期37-41,共5页
以塔山矿8204-2特厚煤层综放不规则双临空工作面工程地质条件为背景,基于数值模拟揭示了不同煤柱宽度下采动应力及煤柱应变能密度分布特征。结果表明,双临空工作面回采期间,30~60 m宽的煤柱处于高应力状态,峰值超过25.96 MPa,为原岩应力... 以塔山矿8204-2特厚煤层综放不规则双临空工作面工程地质条件为背景,基于数值模拟揭示了不同煤柱宽度下采动应力及煤柱应变能密度分布特征。结果表明,双临空工作面回采期间,30~60 m宽的煤柱处于高应力状态,峰值超过25.96 MPa,为原岩应力的2.09倍;当煤柱宽度在30~60 m时,煤柱表现出高应力、高应变能密度的“两高”特点,发生强动压的危险性高。为防止三角变宽煤柱动力失稳,现场成功实践了“超深高密大直径卸压钻孔+补丁锚索加强支护”的强动压治理技术,使得巷道掘进和回采期间均未发生冲击地压及显著动压事故,实现了不规则综放面的安全回采。 展开更多
关键词 特厚煤层 双临空综放工作面 三角煤柱 应变能密度 矿压显现 巷道围岩控制
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Disturbance response instability theory of rock bursts in coal mines and its application 被引量:6
6
作者 Yishan Pan Aiwen Wang 《Geohazard Mechanics》 2023年第1期1-17,共17页
Aiming at the rock burst prevention in coal mines,this study argue that a rock burst is the instability of the coal mass deformation system with the infinite deformation response subjected to a small disturbance,and t... Aiming at the rock burst prevention in coal mines,this study argue that a rock burst is the instability of the coal mass deformation system with the infinite deformation response subjected to a small disturbance,and the concepts of control,disturbance and response variables of the coal mass deformation system are proposed.The analytical solution of rock bursts of circular roadways is derived,using a mechanical model of the coal mass deformation system of circular roadways,and the stress and energy conditions of the disturbance response instability of a rock burst are also presented.Based on the disturbance response instability theory,this study identifies the factors controlling the occurrence of rock bursts,involving the coal uniaxial compressive strength,coal bursting liability and roadway support stress.The relationship between the critical stress and the critical resistance zone of surrounding rock in roadways,the coal uniaxial compressive strength,roadway support stress,roadway geometric parameters and coal burst liability is revealed,and the critical stress index evaluation method of rock burst risk is proposed.Considering the disturbance and response variables of rockburst occurrence,a monitoring system of rock burst based on stress and energy monitoring is established.Considering managing the disturbance and control variables,regional and local prevention measures of rock burst are proposed from four aspects:destressing in coal mass,avoiding the mutual disturbance between multi-group mining or excavation,reducing the dynamic load disturbance and weakening of the physical properties of the coal mass.Based on the enhancement principle of the roadway support stress on the critical load of rockburst occurrence and the energy absorption effect of the support,an energy absorption and anti-bursting support technology for roadways are proposed.The disturbance response instability theory of rock bursts has formed a technical system from the aspects of mechanism,prediction and prevention to guide the engineering practice for rock burst mitigation. 展开更多
关键词 coal mine rock burst coal mass deformation system control variables Disturbance variables Response variables coal mass stress Stability theory Circular roadway
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采煤工作面围岩稳定性控制分析
7
作者 李宇 《能源与节能》 2024年第1期282-285,共4页
目前,随着社会经济的快速发展,人们越来越注重企业生产的经济效益和效率,也更加重视保障工作人员的安全。为了更加高效地控制采煤工作面围岩稳定性,应针对采煤工作面围岩进行分析与研究,再制定相应的围岩控制措施,实现对采煤工作面围岩... 目前,随着社会经济的快速发展,人们越来越注重企业生产的经济效益和效率,也更加重视保障工作人员的安全。为了更加高效地控制采煤工作面围岩稳定性,应针对采煤工作面围岩进行分析与研究,再制定相应的围岩控制措施,实现对采煤工作面围岩稳定性的有效控制,降低生产事故发生的风险,提高围岩稳定性。主要对采煤工作面围岩稳定性控制进行了分析。 展开更多
关键词 采煤工作面 围岩控制 围岩变形 应力分布
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浅埋深大断面半煤岩巷快速掘进支护技术
8
作者 张满仓 《能源与节能》 2024年第5期154-156,160,共4页
研究浅埋深大断面半煤岩巷快速掘进支护技术对薄及中厚煤层的安全高效回采具有重要意义。以布尔台矿12203主运顺槽掘进工作面为研究对象,采用理论分析、工程类比和现场应用等方法,对巷道支护方式和支护设计原则进行了分析,提出了巷道围... 研究浅埋深大断面半煤岩巷快速掘进支护技术对薄及中厚煤层的安全高效回采具有重要意义。以布尔台矿12203主运顺槽掘进工作面为研究对象,采用理论分析、工程类比和现场应用等方法,对巷道支护方式和支护设计原则进行了分析,提出了巷道围岩支护设计方案。针对巷道围岩变形(顶板下沉和两帮收敛)情况,验证了支护设计方案的有效性和可行性,提高了矿井的安全高效生产,同时也为其他煤矿的浅埋深大断面半煤岩巷的支护提供了技术方案。 展开更多
关键词 大断面半煤岩巷 掘进工作面 围岩控制 支护技术
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综放工作面端面冒顶机理与围岩控制技术研究
9
作者 李大为 《山西化工》 CAS 2024年第4期221-223,共3页
针对9102综放工作面在回采过程中端面顶板破碎等围岩支护难题,首先对工作面的工程概况及顶底板条件进行分析,重点分析了采场围岩支护难点及端面冒顶机理,然后在具体回采经验的基础上,设计了9102综放工作面采场围岩控制体系,然后进行了... 针对9102综放工作面在回采过程中端面顶板破碎等围岩支护难题,首先对工作面的工程概况及顶底板条件进行分析,重点分析了采场围岩支护难点及端面冒顶机理,然后在具体回采经验的基础上,设计了9102综放工作面采场围岩控制体系,然后进行了现场实践及效果分析,工作面推采过程中仅发生局部轻度片帮冒顶事故,端面煤岩体整体稳定程度较高,安全生产工作得到保障。 展开更多
关键词 综放工作面 端面顶板 围岩破碎 冒顶事故 采场围岩控制体系
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某综采工作面破碎顶板注浆加固技术研究
10
作者 张建红 《现代矿业》 CAS 2024年第5期64-67,共4页
综采工作面遇地质构造时,受构造应力和采动影响,采场煤壁和顶板常出现片帮、冒顶现象。某综采工作面过火成岩和断层构造期间,顶板破碎,易发生冒顶、片帮事故,通过分析顶板事故原因和注浆加固作用机理,结合现场实际工作条件,对工作面冒... 综采工作面遇地质构造时,受构造应力和采动影响,采场煤壁和顶板常出现片帮、冒顶现象。某综采工作面过火成岩和断层构造期间,顶板破碎,易发生冒顶、片帮事故,通过分析顶板事故原因和注浆加固作用机理,结合现场实际工作条件,对工作面冒顶片帮严重区域采取马丽散化学注浆加固、充填方案。实践证明,通过对构造破碎带区域的注浆充填、加固,改善了采场破碎煤岩体的物理力学性质和煤体的整体性,工作面最大片帮深度由1.8 m降低至0.4 m,最大冒顶高度由2.9 m降至0.6 m,提升了工作面回采安全性和高效性。 展开更多
关键词 综采工作面 地质构造带 煤岩体稳定性 注浆加固
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大采高工作面小煤柱沿空掘巷煤柱宽度优化及围岩控制技术研究
11
作者 史亚锋 任志新 +1 位作者 王阁 薛勇林 《煤炭技术》 CAS 2024年第4期84-89,共6页
以马泰壕矿3103辅运顺槽为研究对象,采用现场监测、内外应力场和极限平衡区理论、数值模拟等相结合方法,对大采高工作面小煤柱沿空掘巷煤柱宽度进行研究。研究表明:现场监测煤柱支承压力分布规律,最终初步设计沿空掘巷留设小煤柱宽度为6... 以马泰壕矿3103辅运顺槽为研究对象,采用现场监测、内外应力场和极限平衡区理论、数值模拟等相结合方法,对大采高工作面小煤柱沿空掘巷煤柱宽度进行研究。研究表明:现场监测煤柱支承压力分布规律,最终初步设计沿空掘巷留设小煤柱宽度为6~10 m;理论计算显示,小煤柱宽度合理范围为6.0~8.1 m;数值模拟表明,煤柱宽度大于6 m时,煤柱具有一定承载能力,煤柱上方和巷道顶板出现核心弹性区,有利于发挥锚固作用,煤柱宽度越大,应力集中现象越明显,综合考虑小煤柱宽度为6 m。基于此,提出了“锚网索支护+卸压+滞后沿空侧注浆加固+回采期间周期来压附近补强支护”围岩控制技术,现场应用效果良好。 展开更多
关键词 大采高工作面 小煤柱 数值模拟 沿空掘巷 围岩控制
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采煤工作面超前段围岩变形控制技术研究
12
作者 王永飞 《能源与节能》 2024年第4期185-187,191,共4页
对采煤工作面超前段围岩变形控制的重要性和面临的挑战进行研究,通过分析采煤工作面超前段的变形特点,探讨了常用的超前段围岩变形控制技术,并提出了改进策略。实验结果表明,采用该策略可以有效地控制超前段围岩的变形,提高采煤工作面... 对采煤工作面超前段围岩变形控制的重要性和面临的挑战进行研究,通过分析采煤工作面超前段的变形特点,探讨了常用的超前段围岩变形控制技术,并提出了改进策略。实验结果表明,采用该策略可以有效地控制超前段围岩的变形,提高采煤工作面的安全性和生产效率。 展开更多
关键词 采煤工作面 围岩变形控制 改进策略 安全性 生产效率
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综采工作面过断层围岩控制技术研究
13
作者 郭俊斌 《山西化工》 CAS 2024年第8期207-209,共3页
为了解决煤矿综采工作面存在的安全隐患问题,需要对工作面过断层围岩控制技术进行合理应用。基于此,本文结合某综采工作面案例展开分析,结合实际过断层地质条件情况,提出注浆加固设计方案,采取注浆加固效果数值模拟分析,最终保证综采工... 为了解决煤矿综采工作面存在的安全隐患问题,需要对工作面过断层围岩控制技术进行合理应用。基于此,本文结合某综采工作面案例展开分析,结合实际过断层地质条件情况,提出注浆加固设计方案,采取注浆加固效果数值模拟分析,最终保证综采工作面过断层的加固工作效果,为后续的煤矿安全开采工作打下良好的基础,同时希望可以为相关工作开展提供有效参考。 展开更多
关键词 煤矿 综采工作面 过断层 围岩控制
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煤层工作面特征和围岩控制方法分析
14
作者 赵伟 王浩 《新疆钢铁》 2024年第2期141-143,共3页
煤炭作为重要的能源资源,高效的开采和利用是必要的。然而,煤层工作面在地下复杂多变的地质环境中运营,其安全性和稳定性问题日益显著。因此,本研究通过对煤层工作面的特征进行分析,并结合不同的围岩控制方法,探讨如何有效应对工作面地... 煤炭作为重要的能源资源,高效的开采和利用是必要的。然而,煤层工作面在地下复杂多变的地质环境中运营,其安全性和稳定性问题日益显著。因此,本研究通过对煤层工作面的特征进行分析,并结合不同的围岩控制方法,探讨如何有效应对工作面地质条件的变化,以提高煤矿生产的安全性和效率。监测结果显示,在掘进后第4周,断面1顶板位移下沉累计约10 mm,断面2顶板位移下沉累计约12 mm。这表明及时采用围岩控制措施成功稳定了巷道变形,确保了良好的围岩控制效果。因此,煤层工作面特征的深入研究以及围岩控制方法的有效应用,能够促进煤炭资源的合理开采和矿山生产的可持续发展。 展开更多
关键词 围岩控制 煤炭开采 工作面
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掘锚一体机快速掘巷期间粉尘诱因及防控装置设计研究
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作者 张炫 《煤》 2024年第7期14-17,25,共5页
基于2204胶带运输平巷快速掘巷期间粉尘源严重的问题,采用现场调研的方法揭示了掘进工作面迎头区粉尘源严重主要是滚筒截割机械构件顺时针快速切割煤岩体所致。受滚筒截割机械构件运移、迎头区巷道横断面80%以上的空间被占用等因素影响... 基于2204胶带运输平巷快速掘巷期间粉尘源严重的问题,采用现场调研的方法揭示了掘进工作面迎头区粉尘源严重主要是滚筒截割机械构件顺时针快速切割煤岩体所致。受滚筒截割机械构件运移、迎头区巷道横断面80%以上的空间被占用等因素影响,导致了工作面迎头区粉尘量增加和扩散影响范围变广。基于“抑、控、除、净”的粉尘防控思路,从高效率降尘喷雾系统、掘锚一体机机载控除尘系统和风流净化机械装置等多方面对粉尘防控装置进行了优化设计。现场工业性应用结果表明:掘锚一体机回风侧5.0 m位置总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别为90.6%和86.5%,风流净化机械装置后方5.0 m位置总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别为97.7%和97.3%,掘进工作面的作业环境得到了显著的改善。 展开更多
关键词 煤岩体 滚筒截割机 粉尘源 防控装置 粉尘质量浓度
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千米深井超长工作面顶板分区破断驱动机制与围岩区域化控制研究 被引量:8
16
作者 王家臣 王兆会 +2 位作者 唐岳松 孙文超 冯云贵 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3615-3627,共13页
我国煤矿开采深度和工作面长度不断增加,矿压显现剧烈程度逐年走高。为提高深部超长工作面围岩控制效果,以中煤新集口孜东矿121304工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析、室内试验等手段研究顶板微震活动规律,揭示顶板分区破断与动... 我国煤矿开采深度和工作面长度不断增加,矿压显现剧烈程度逐年走高。为提高深部超长工作面围岩控制效果,以中煤新集口孜东矿121304工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析、室内试验等手段研究顶板微震活动规律,揭示顶板分区破断与动态迁移机制。结果表明:千米深井超长工作面支架阻力呈现“中间小、两端大”的谷形分布特征,顶板破断有异于常规采场的“O-X”模式;工作面不同推进阶段,顶板破断引起的高能级微震事件位置在工作面长度方向上动态变化,表明基本顶破断存在分区和动态迁移现象;工作面中部高能级微震事件携带能量小于工作面两侧,造成中部动载冲击效应弱,与支架阻力谷形分布吻合;将超前采动应力大于基本顶初始屈服强度的区域定义为峰值影响区,区内应力集中驱动超前裂隙萌生,应力释放和应力旋转促进裂隙扩展,揭示了旋转性采动应力驱动超前裂隙发育机理;构建了基本顶分区破断与动态迁移力学模型,原生裂隙和采动裂隙改变了基本顶局部边界条件,引发基本顶分区破断现象,由中部峰值影响区至工作面两侧,基本顶极限承载能力降低,导致分区破断动态迁移现象;峰值影响区基本顶破断尺寸小于非峰值影响区,解释了121304工作面支架阻力呈谷形分布的原因;根据千米深井超长工作面基本顶分区破断与动态迁移模式,提出了工作面围岩区域化控制方法,中部峰值影响区液压支架采用成组协同移架方式,其他区域采用独立移架方式,提高了121304工作面围岩控制效果。 展开更多
关键词 千米深井 超长工作面 顶板微震 分区破断 区域化控制
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三维激光扫描在隧洞围岩结构信息获取中的应用研究 被引量:1
17
作者 张浩 卿黎 +3 位作者 邱士利 寇永渊 郭赟林 夏胜衍 《黄金科学技术》 CSCD 2023年第2期313-322,共10页
针对接触式测量方法无法满足深部高陡岩体结构信息采集的要求,以金川二矿+650 m水平卸载站硐室掌子面为研究对象,采用三维激光扫描仪获取其表面点云数据集,并对点云数据进行处理提取岩体结构信息参数,并利用校核算法与地质测量结果验证... 针对接触式测量方法无法满足深部高陡岩体结构信息采集的要求,以金川二矿+650 m水平卸载站硐室掌子面为研究对象,采用三维激光扫描仪获取其表面点云数据集,并对点云数据进行处理提取岩体结构信息参数,并利用校核算法与地质测量结果验证数据的可靠性。结果表明:(1)通过对高精度获取的扫描数据进行快速处理,在控制点已知和未知的情况下,均可获取结构面的产状信息,降低了人员获取结构面信息的危险性;(2)利用最小二乘法计算产状、近似平行结构面组间距算法计算间距,以及将实测结构面产状与提取出来的结构面信息做差比较,可知倾向和倾角误差均在±6°范围以内,间距误差在±0.03 m以内,验证了提取数据的可靠性;(3)在金川二矿+650 m卸载站硐室掌子面结构面产状等信息的提取中应用了本文方法,有效识别了结构面产状信息。该项研究工作不仅避免了危险性,而且提高了精度与效率。 展开更多
关键词 岩体掌子面 三维激光扫描技术 结构面几何参数 深部隧道 控制点 非接触式测量
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岩煤接触面力学性质对组合煤岩力学行为影响机制 被引量:4
18
作者 樊玉峰 肖晓春 +3 位作者 丁鑫 徐军 王爱文 雷云 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1487-1501,共15页
为明确组合煤岩力学行为及其冲击倾向性与岩煤间接触面力学性质关系,开展了组合煤岩单轴压缩试验,分析了岩煤间4种不同力学性质的接触面对组合煤岩强度、弹性模量、应变软化现象、声发射特征信号、能量累积耗散特征和冲击倾向性的影响规... 为明确组合煤岩力学行为及其冲击倾向性与岩煤间接触面力学性质关系,开展了组合煤岩单轴压缩试验,分析了岩煤间4种不同力学性质的接触面对组合煤岩强度、弹性模量、应变软化现象、声发射特征信号、能量累积耗散特征和冲击倾向性的影响规律,研究了接触面黏结属性和破坏情况所引起的端面效应对煤岩局部变形特征及强度的影响机制。研究结果表明:接触面力学性质对组合煤岩的力学性质有一定影响,完整的接触面增强了组合煤岩的强度和弹性模量,提高了弹性能累积能力,抑制了峰前阶段的煤岩破裂,削弱了峰后的应变软化阶段;接触面的破坏降低了端面效应的影响作用,提高了组合煤岩的破坏程度,延长了峰后的应变软化过程;无黏结型组合煤岩试样的各项力学指标均低于其余3种接触面;建立了组合煤岩本构关系并提出了考虑接触面破坏的组合煤岩强度估算方法和接触面断裂的判定方法;理论计算结果与实验结果较为一致;随着岩煤间接触面力学性质的提高,组合煤岩弹性能占比提高,塑性能占比降低;厘清了岩煤间接触面力学性质对组合煤岩冲击倾向性的影响规律,认为接触面和煤岩相对力学性质是引起组合煤岩冲击倾向性各项指标冲突的重要影响因素。 展开更多
关键词 力学行为 组合煤岩 岩煤接触面 冲击倾向性 端面效应
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深部孤岛工作面留小煤柱掘巷围岩破坏机制与控制 被引量:3
19
作者 王恩 谢生荣 +2 位作者 陈冬冬 刘瑞鹏 冯少华 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期41-50,共10页
针对深部软碎煤体巷道围岩大变形破坏的控制难题,以某矿围岩控制难度极大的深部软碎煤体孤岛工作面留小煤柱沿空掘巷为工程背景,分析了煤体巷道围岩控制的主要难点;基于FLAC^(3D)数值模拟软件研究了留小煤柱掘巷围岩大变形破坏机制。结... 针对深部软碎煤体巷道围岩大变形破坏的控制难题,以某矿围岩控制难度极大的深部软碎煤体孤岛工作面留小煤柱沿空掘巷为工程背景,分析了煤体巷道围岩控制的主要难点;基于FLAC^(3D)数值模拟软件研究了留小煤柱掘巷围岩大变形破坏机制。结果表明:大采高工作面回采扰动引起围岩应力调整卸荷后,掘巷上覆顶板荷载主要由实体煤帮承载,得出留小煤柱掘巷围岩应力峰值区主要位于实体煤帮及其肩角深处,其垂直应力集中系数高达3.04,阐明了掘巷实体煤帮顶板肩角、煤柱帮及实体煤帮浅部塑化围岩是关键控制区域。明晰了留小煤柱掘巷稳定后顶板、实体煤及其煤柱帮塑性破坏区的延伸宽度最大分别为5.88、2.50、3.00 m,揭示了掘巷围岩分区域非对称破坏机制。分析阐明了掘巷支护设计时需将锚索等支护构件的锚固基础位于围岩深部较完整弹性区内,基于此提出了锚梁网支护+槽钢锚索加固+注浆改性等分区域联合支护技术,通过现场工程实践证实采取高强度支护加固技术及注浆改性措施有效改善了深部煤岩体软碎且易发生大变形破坏的留小煤柱掘巷围岩应力状态,试验段掘巷顶板及两帮围岩变形量均控制在500 mm以内,保障了大采高工作面的安全有序回采,为此类深部软碎煤体巷道围岩大变形的有效控制提供可靠途径。 展开更多
关键词 留小煤柱掘巷 深部软碎煤体 孤留工作面 围岩控制 分区联合支护
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增量荷载作用下沿空工作面冲击地压防治研究 被引量:1
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作者 王超 孔令海 +3 位作者 王光民 张勇 韩宁宁 孙麒鹏 《煤炭工程》 北大核心 2023年第12期108-113,共6页
深部沿空工作面容易发生冲击地压,造成矿井停产,治理难度大,煤柱留设的实际效果已成为影响矿井安全高效生产的重要问题。以鄂尔多斯地区深部开采为背景,在分析巨厚基岩地层结构、工作面大煤柱和沿空巷破坏等冲击地压发生特征的基础上,... 深部沿空工作面容易发生冲击地压,造成矿井停产,治理难度大,煤柱留设的实际效果已成为影响矿井安全高效生产的重要问题。以鄂尔多斯地区深部开采为背景,在分析巨厚基岩地层结构、工作面大煤柱和沿空巷破坏等冲击地压发生特征的基础上,研究沿空侧向覆岩结构及荷载特征下冲击地压发生规律。根据实际条件,计算分析了侧向支承压力分布特征,数值模拟研究了工作面侧向支承压力分布及急增载破坏特征,得到小煤柱留设是减弱巨厚基岩地层下沿空工作面冲击危险的最优方案,并进行了实践,实现了石拉乌素煤矿小煤柱工作面的安全开采,结果可为类似条件工作面沿空开采提供借鉴。 展开更多
关键词 覆岩荷载增量 深部工作面 覆岩荷载迁移 区段煤柱 冲击地压防治
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