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变区段煤柱工作面诱冲机理及防治技术研究
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作者 顾士坦 李旭智 +3 位作者 王国良 刘志尧 马腾 陈森军 《煤炭技术》 CAS 2024年第5期175-179,共5页
针对某矿变区段煤柱工作面开采冲击危险性较高的问题,运用数值模拟方法对工作面采掘过程中煤柱区域垂直应力分布规律进行研究,分析了不同宽度区段煤柱应力积聚特征,揭示了变区段煤柱工作面诱冲机理,并制定了“近场-远场”协同卸压方案... 针对某矿变区段煤柱工作面开采冲击危险性较高的问题,运用数值模拟方法对工作面采掘过程中煤柱区域垂直应力分布规律进行研究,分析了不同宽度区段煤柱应力积聚特征,揭示了变区段煤柱工作面诱冲机理,并制定了“近场-远场”协同卸压方案。研究结果表明,较宽的区段煤柱(30 m和55 m)受采空区侧向支承压力和超前支承压力影响,煤柱应力集中程度较高;受“近场高静载+远场动载”叠加影响,变区段煤柱工作面回采期间易诱发冲击地压;采取近场高承压煤体强卸压+远场高位坚硬顶板超前预裂断顶卸压协同控制方案后,微震能量事件始终维持在104J以下,表明控制方案能够有效降低工作面采掘期间的冲击危险性。 展开更多
关键词 变区段煤柱 冲击地压 数值模拟 动静载叠加 防治
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冲击地压矿井综采工作面区段小煤柱合理性研究
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作者 赵毅 张寅 《煤炭科技》 2024年第1期103-109,共7页
合理宽度区段煤柱的留设对综采工作面临空巷道动力显现、冲击地压防治具有重要作用。以纳林河二号矿井2种宽度区段煤柱综采工作面为研究背景,首先,采用理论计算分析确定综采工作面合理区段煤柱宽度;其次,采用FLAC3D数值模拟软件,分析2... 合理宽度区段煤柱的留设对综采工作面临空巷道动力显现、冲击地压防治具有重要作用。以纳林河二号矿井2种宽度区段煤柱综采工作面为研究背景,首先,采用理论计算分析确定综采工作面合理区段煤柱宽度;其次,采用FLAC3D数值模拟软件,分析2种宽度区段煤柱综采工作面回采期间煤柱、巷道应力场和塑性场分布特征,得到2种宽度区段煤柱条件下煤柱和巷道的力学特征;最后,收集现场微震、应力监测数据进行对比分析,验证动静载叠加条件下区段小煤柱留设合理性。研究区段小煤柱对鄂尔多斯地区综采工作面防冲具有积极意义。 展开更多
关键词 冲击地压 区段煤柱 现场监测 应力分布
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煤矿井下大埋深采区轨道巷支护技术研究与应用
3
作者 王林平 《能源与节能》 2024年第10期231-233,237,共4页
深入探讨了大断面巷道支护技术在煤矿中的应用,分析了掘进区域的地质构造、煤层结构及巷道位置对支护方案的影响,并通过研究具体案例,明确了巷道尺寸、形状设计、地压和冲击地压等因素对选择支护方案的重要性。在实际应用中,针对研究区... 深入探讨了大断面巷道支护技术在煤矿中的应用,分析了掘进区域的地质构造、煤层结构及巷道位置对支护方案的影响,并通过研究具体案例,明确了巷道尺寸、形状设计、地压和冲击地压等因素对选择支护方案的重要性。在实际应用中,针对研究区域的砾岩层和冲击地压危险区域,采用了高预应力强力锚杆锚索组合支护方式,并辅以喷射混凝土的联合支护方式,而且通过地质勘探和调整巷道尺寸,使得支护结构可以更好地适应煤层和地层的复杂变化,结果表明,该支护方案可以有效提高巷道的稳定性和安全性。 展开更多
关键词 煤矿掘进 大断面巷道 冲击地压 支护技术
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基于地震波CT探测的冲击地压危险性评价与防治
4
作者 门鸿 赵华全 +1 位作者 窦桂东 谢非 《陕西煤炭》 2024年第6期82-86,91,共6页
为了解决工作面回采过程中存在的冲击危险区域的不确定性和煤岩体内部静载荷分布的模糊性,采用地震波CT探测技术,对回采工作面采取静载荷探测和冲击危险性评估,对冲击危险区域进行了重新确定,并制定了有针对性的卸压方案,提高了工作面... 为了解决工作面回采过程中存在的冲击危险区域的不确定性和煤岩体内部静载荷分布的模糊性,采用地震波CT探测技术,对回采工作面采取静载荷探测和冲击危险性评估,对冲击危险区域进行了重新确定,并制定了有针对性的卸压方案,提高了工作面回采期间的冲击地压防治效果。结果表明,小庄煤矿40302工作面回采期间,发现中等危险区域共9处,弱危险区域14处,其他区域为无冲击危险区域。通过采用地面L型水平井分段压裂技术、煤层大直径卸压钻孔、煤层爆破及顶板预裂爆破技术对冲击危险区域进行卸压,有效降低了工作面回采期间的冲击风险,为工作面安全回采提供了保障。 展开更多
关键词 冲击地压 地震波CT 静载荷探测 分段压裂 卸压钻孔 预裂爆破
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长大隧道岩爆灾害研究进展 被引量:103
5
作者 徐则民 黄润秋 +1 位作者 范柱国 吴培关 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2004年第2期16-24,共9页
岩爆是长大隧道施工中发生频率较高的突发性地质灾害;岩爆研究对于隧道的勘测设计、施工组织及安全生产具有重要的现实意义。岩爆机理研究是岩爆预测及控制技术发展的基础;由于现有理论的不完善,以之为基础的预报体系及控制技术还不能... 岩爆是长大隧道施工中发生频率较高的突发性地质灾害;岩爆研究对于隧道的勘测设计、施工组织及安全生产具有重要的现实意义。岩爆机理研究是岩爆预测及控制技术发展的基础;由于现有理论的不完善,以之为基础的预报体系及控制技术还不能对岩爆灾害进行准确预报和有效控制。岩石静力学理论在岩爆研究中是重要的,但它还不能阐明岩爆的全部机理。钻爆法开挖过程中,各炮层的顺序起爆、周边眼起爆后开挖轮廓面的瞬时大幅卸载及岩爆事件本身所产生的各类高幅值、陡波前应力波以及它们的叠加效应对于围岩,尤其是处于双向受压、一侧临空、具有发生破坏潜势的既有炮次围岩的扰动作用应该是显著的。围岩也许不会在上述动荷载的一次作用下就发生宏观破坏,但这些应力波的多次扰动,却会在微观-细观尺度上引起围岩累积性损伤的加剧与局部应力环境的恶化,并最终导致裂纹的大规模瞬时动力扩展,伴随晶间、粒间瞬态应变能的高速释放,围岩便会以岩爆的形式失稳。因此,系统进行岩爆灾害的岩石动力学机理研究是必要的。 展开更多
关键词 岩爆 隧道施工 地质灾害 机理 岩石动力学
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矩形断面巷道冲击地压机理研究 被引量:4
6
作者 尹万蕾 潘一山 李忠华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1135-1142,共8页
基于顶板剪切梁模型研究矩形巷道冲击地压发生问题,得到矩形断面巷道发生冲击地压的临界塑性软化区深度和临界载荷,分析巷道宽度、巷道高度或煤层厚度、顶板厚度等几何因素,以及煤层与顶板刚度比、煤的模量比、煤的强度参数、侧压力系... 基于顶板剪切梁模型研究矩形巷道冲击地压发生问题,得到矩形断面巷道发生冲击地压的临界塑性软化区深度和临界载荷,分析巷道宽度、巷道高度或煤层厚度、顶板厚度等几何因素,以及煤层与顶板刚度比、煤的模量比、煤的强度参数、侧压力系数和水平应力分布指数等煤岩力学性质因素对临界条件的影响规律。结果表明:巷道顶板岩层以剪切变形破坏为主,当临界塑性区深度与临界载荷较小时,易于发生冲击地压,其发生频度较高,强度较小,破坏性较小;反之,冲击地压不易发生,其发生频度较低,一旦发生其强度会较大,破坏性较大。临界塑性区深度与巷道宽高比、初始黏聚力的大小无关,随顶板厚度、刚度比、模量比、水平应力分布指数的增加而增大,随煤层塑性软化刚度、内摩擦角、侧压力系数的增加而减小。临界载荷随巷道宽高比、煤层塑性软化刚度、水平应力分布指数的增加而降低,随顶板厚度、刚度比、模量比、初始黏聚力、内摩擦角、侧压力系数的增加而增大。 展开更多
关键词 巷道冲击地压 矩形断面巷道 顶板剪切梁模型 临界塑性软化区深度 临界载荷
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动力弹射型岩爆发生机理及反馈机制 被引量:3
7
作者 王来贵 习彦会 +3 位作者 潘纪伟 任彦锦 刘向峰 郑帅 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2016年第4期365-370,共6页
为研究动力弹射型岩爆发生机理和破坏特征,结合岩爆现场实录资料及理论分析,建立模拟动力弹射型岩爆的变截面杆模型,提出系统相对稳定度的概念,并分析了影响系统相对稳定度的参数,建立岩爆体应变率的反馈环,最后实验模拟了岩爆过程.结... 为研究动力弹射型岩爆发生机理和破坏特征,结合岩爆现场实录资料及理论分析,建立模拟动力弹射型岩爆的变截面杆模型,提出系统相对稳定度的概念,并分析了影响系统相对稳定度的参数,建立岩爆体应变率的反馈环,最后实验模拟了岩爆过程.结果表明,岩爆是由于隧洞围岩局部应力集中造成的,弹性体与岩爆体体积比、弹性体弹性模量与岩爆体软化系数之比均与系统相对稳定度呈负相关,岩爆发生的过程是一个正反馈调节的过程,在岩爆发生前,弹性体与岩爆体应变能持续累积,岩爆发生时瞬时释放,造成碎块弹射.分析结论与实验结果为研究动力弹射型岩爆的发生机制提供了参考. 展开更多
关键词 动力弹射型岩爆 变截面杆模型 弹性体 岩爆体 相对稳定度 反馈环
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锦屏电站引水隧洞半断面盾构掘进试验研究 被引量:3
8
作者 来记桃 魏治文 周济芳 《人民长江》 北大核心 2012年第11期40-42,81,共4页
在锦屏二级水电站引水隧洞工程施工中,迫于高地应力区潜在强岩爆威胁及工期压力,进行了半断面掘进试验探索。采用振动、应变及其他复合诊断技术,在全断面与半断面开挖的不同工况组合下,严密监测掘进机重要部件的响应,并进行对比分析,寻... 在锦屏二级水电站引水隧洞工程施工中,迫于高地应力区潜在强岩爆威胁及工期压力,进行了半断面掘进试验探索。采用振动、应变及其他复合诊断技术,在全断面与半断面开挖的不同工况组合下,严密监测掘进机重要部件的响应,并进行对比分析,寻求使设备在半断面掘进中安全运行的合理参数。结果表明:半断面掘进的偏载问题不会影响设备主要结构的强度和安全,经比选最终选取推力和转速等参数,能够保证TBM设备的安全、有效运行。详细介绍了试验过程和施工控制要素,可供同类工程施工参考。 展开更多
关键词 高地应力 岩爆 TBM 半断面掘进 锦屏电站
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急倾斜特厚煤层水平分段综放开采冲击矿压机理 被引量:26
9
作者 何江 窦林名 +2 位作者 曹晋荣 吴江湖 曹立厅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1701-1709,共9页
我国急倾斜特厚煤层开采冲击矿压越发凸显,且灾害显现特殊。为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压机理,建立覆岩力学模型,分析了覆岩运动、能量释放、煤层应力分布等规律;采用工作面液压支架工作阻力监测数据,分析了工作面支架... 我国急倾斜特厚煤层开采冲击矿压越发凸显,且灾害显现特殊。为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压机理,建立覆岩力学模型,分析了覆岩运动、能量释放、煤层应力分布等规律;采用工作面液压支架工作阻力监测数据,分析了工作面支架工作阻力与动载系数分布规律;利用微震监测得到的矿震空间分布,分析了岩层运动和能量释放规律。研究结果表明:急倾斜特厚煤层水平分段开采,顶板倾向破断步距与煤层倾角呈非线性正相关关系,当煤层倾角大于60°时,破断步距出现陡增;覆岩下位坚硬岩层破断后在倾向上可暂时形成平衡结构,随着下位分段开采和放煤,平衡结构可发生破断旋转、断块跌落、结构挤压俯冲等3种类型的失稳冲击过程,对工作面形成动态冲击;在顶底板夹持作用下,工作面煤体靠近顶底板侧将形成非对称倾向支承压力分布,靠近顶板侧为封闭夹持状态,应力集中程度高,靠近底板侧为开放夹持状态,煤体易破坏卸压而处于塑性状态,在非对称支承压力作用下,工作面中部至顶板侧底煤受强烈剪切应力作用,且处于底板弹塑性交界区,易于失稳冲击;急倾斜特厚煤层水平分段综放开采,覆岩破断步距大,顶板破断和失稳冲击的瞬间释放能量强,扰动底煤高应力区诱发冲击矿压显现,揭示了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采夹持冲击型冲击矿压机理。工作面液压支架工作阻力监测表明工作面中部至顶板侧动载系数最大达到3.25,表明覆岩形成了悬空式结构失稳;矿震监测结果表明工作面中部至靠近顶板侧底煤容易积聚弹性变形能,底板侧容易释放能量,顶板活动易形成动载扰动。研究结果得到了监测验证。 展开更多
关键词 急倾斜 特厚煤层 水平分段 夹持冲击型 冲击矿压
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坚硬岩体中马蹄形洞室岩爆破坏平面应变模型试验 被引量:20
10
作者 陈陆望 白世伟 +1 位作者 殷晓曦 赵瑜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1520-1526,共7页
为了探讨马蹄形地下洞室围岩岩爆破坏过程与机理,以单轴抗压强度(σc)、脆性系数(K)与冲击能量指数(WB)为概化指标,通过物理模型材料的正交试验,选取了合适的具有岩爆倾向性的坚硬脆性岩体物理模型材料,制作了长800 mm×宽800 mm... 为了探讨马蹄形地下洞室围岩岩爆破坏过程与机理,以单轴抗压强度(σc)、脆性系数(K)与冲击能量指数(WB)为概化指标,通过物理模型材料的正交试验,选取了合适的具有岩爆倾向性的坚硬脆性岩体物理模型材料,制作了长800 mm×宽800 mm×厚200 mm的马蹄形洞室物理模型试件,并在岩土工程大型真三轴物理模型试验机上进行高应力条件下平面应变物理模型试验。试验结果表明:在高地应力条件下,马蹄形洞室坚硬脆性围岩岩爆破坏主要在洞壁围岩初始破坏裂纹产生后,在极短的时间与极窄的加载区间产生的破坏,破坏具有突发性;洞室围岩在发生岩爆破坏后,围岩应力要进行重新调整,在相对较长时间与加荷区间内围岩表现相对稳定。岩爆破坏过程的物理模拟结果与工程实际基本一致。 展开更多
关键词 模型试验 平面应变 马蹄形洞室 坚硬脆性围岩 岩爆
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锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性研究 被引量:7
11
作者 蒋昱州 王瑞红 +1 位作者 汪斌 朱杰兵 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第4期71-76,共6页
为了解锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性,对该工程区典型岩爆岩样系统地开展了岩石力学特性试验研究。试验结果表明:岩样较完整坚硬、抗压强度高,主要以脆性破坏形式为主;典型地层试样的岩爆倾向性指数平均值Wet均大于2.0,当地处高... 为了解锦屏二级水电站引水隧洞围岩岩爆特性,对该工程区典型岩爆岩样系统地开展了岩石力学特性试验研究。试验结果表明:岩样较完整坚硬、抗压强度高,主要以脆性破坏形式为主;典型地层试样的岩爆倾向性指数平均值Wet均大于2.0,当地处高应力区时,岩爆特征明显;岩样卸围压破坏过程中变形特征规律为初始卸载围压越大,岩石的扩容效应越显著,与常规三轴压缩试验相比,岩样卸荷破坏的峰后应力跌落时的轴向应变变化较小,初始围压越大脆性破坏特征越明显;CT扫描断面与图像重组手段分析表明,试样在卸荷试验过程中,首先经历压密阶段,然后进入扩容状态直至破坏,破坏后存在"密度回弹"现象。卸围压试验中,试样瞬间发生破坏,多数伴有破裂响声,多数产生"双剪"破坏;利用岩体基本质量指标来描述岩石坚硬程度和岩体完整程度,提出了一种新的岩爆判据形式与分级标准,利用试验成果对提出的岩爆判据与分级进行了验证,结论与锦屏二级水电站辅助洞岩爆实际情况相符。 展开更多
关键词 锦屏二级水电站 隧洞围岩 岩爆 高应力 试验研究 CT扫描断面
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楔形区段煤柱工作面冲击地压分区预测与防治实践 被引量:1
12
作者 曹怀轩 姚刚 闫宪洋 《煤矿现代化》 2018年第3期28-30,共3页
为有效防治冲击地压,以东滩煤矿3305工作面为研究背景,划分3305工作面冲击危险性。结果表明:3305工作面轨顺49号收尺点至掘进通道位置共计480m具有强冲击危险性;轨顺其他区域和运顺与断层之间煤柱小于30m的区域,运顺切眼Ⅰ至225m收尺点... 为有效防治冲击地压,以东滩煤矿3305工作面为研究背景,划分3305工作面冲击危险性。结果表明:3305工作面轨顺49号收尺点至掘进通道位置共计480m具有强冲击危险性;轨顺其他区域和运顺与断层之间煤柱小于30m的区域,运顺切眼Ⅰ至225m收尺点位置具有中等冲击危险;运顺侧收尺点225~517m位置具有弱冲击危险。对不同冲击危险程度的区域采取不同程度的解危措施,同时采用应力在线监测对巷道应力进行实时监测。最后对3305工作面监测结果及解危措施进行了效果检测,确保了安全生产。 展开更多
关键词 楔形区段煤柱 冲击地压 危险性划分 应力监测 效果检测
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广昆铁路秀宁隧道不良地质段综合施工技术 被引量:3
13
作者 常志军 《铁道建筑技术》 2014年第10期44-47,121,共5页
秀宁隧道为双线大断面铁路隧道,全长13 187 m,是在建广昆铁路的控制性工程。隧址地段的工程和水文地质条件极为复杂,施工非常困难。主要不良地质有隧道出口滑坡、富水断层破碎带、富水岩溶、高地温、高地应力、放射性、煤层瓦斯及有害... 秀宁隧道为双线大断面铁路隧道,全长13 187 m,是在建广昆铁路的控制性工程。隧址地段的工程和水文地质条件极为复杂,施工非常困难。主要不良地质有隧道出口滑坡、富水断层破碎带、富水岩溶、高地温、高地应力、放射性、煤层瓦斯及有害气体、软岩大变形、岩爆等。结合秀宁隧道隧址地层的地质条件,从隧道掘进、施工通风、安全生产等方面介绍秀宁隧道的主要施工方法和对策;另外对超前地质预报及工程难点与对策也作了说明。秀宁隧道的施工实践对类似地区长大隧道的施工有较好的参考价值。 展开更多
关键词 大断面隧道 岩爆 富水断层 放射性 滑坡体 瓦斯
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基于震波CT探测的宽煤柱冲击地压防控技术 被引量:17
14
作者 孙刘伟 鞠文君 +4 位作者 潘俊锋 赵忠显 夏永学 冯美华 付玉凯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期377-383,共7页
针对深井区段煤柱冲击地压易发、多发、难防治的难题,以某矿1301工作面80 m区段宽煤柱冲击地压为例,利用数值模拟及微震数据分析,研究了宽煤柱冲击地压致灾机制,采用震波CT原位探测技术评估了宽煤柱区域内冲击危险性,并提出针对性防治... 针对深井区段煤柱冲击地压易发、多发、难防治的难题,以某矿1301工作面80 m区段宽煤柱冲击地压为例,利用数值模拟及微震数据分析,研究了宽煤柱冲击地压致灾机制,采用震波CT原位探测技术评估了宽煤柱区域内冲击危险性,并提出针对性防治方案。结果表明:3号煤层具有弱冲击倾向性,顶板岩层具有强冲击倾向性,已具备发生冲击地压的内在条件,高自重应力、强构造应力提供了基础静载荷,采空区侧向支承压力提供了增量静载荷,当两者叠加导致垂直应力超过冲击临界支承压力时,为宽煤柱静载荷冲击地压的发生提供了力源条件;震波CT原位探测技术以穿透煤岩体的实际震动波射线进行波速反演,反映煤岩体静载荷分布特征及结构特性,建立了以波速异常系数CA和波速梯度系数CG为主要因子的冲击地压危险性评估模型;鉴于宽煤柱冲击区域采掘空间实际条件,设计布置近完全观测系统观测方式,采用震波CT原位探测技术反演评估得到宽煤柱测区内冲击危险指数C=0. 5~0. 7,表明冲击发生后,宽煤柱仍然存在静载荷集中区域,具有中等冲击危险,并且运输巷侧冲击危险指数较采空区侧高,表明煤柱应力由采空区侧向运输巷侧转移,局部区域煤体破碎易冒顶片帮;制定了基于静载荷疏导的多层次防冲技术:大直径钻孔预卸压转移巷帮集中应力,耗散弹性应变能,确定合理日进尺为2. 4 m,降低开采扰动,巷道全断面补强支护,提高围岩抗冲击能力;通过上述措施,现场监测宽煤柱煤体应力未发生突增,微震能量及频次变化平缓,1301工作面已安全回采宽煤柱区,防治效果显著。 展开更多
关键词 区段煤柱 冲击地压 震波CT 静载荷 防治
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近直立煤层水平分段开采夹持煤体型冲击机理及防治 被引量:15
15
作者 李安宁 窦林名 +2 位作者 王正义 解嘉豪 王永忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3302-3308,共7页
针对目前近直立特厚煤层水平分段开采条件下动力灾害发生的现状,综合运用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了顶底板和煤体3者形成的结构并建立力学模型,认为近直立煤层在顶底板两侧均受到支承压力的夹持挤压,正是这种夹持力构成了冲... 针对目前近直立特厚煤层水平分段开采条件下动力灾害发生的现状,综合运用理论分析、数值模拟等研究方法,分析了顶底板和煤体3者形成的结构并建立力学模型,认为近直立煤层在顶底板两侧均受到支承压力的夹持挤压,正是这种夹持力构成了冲击力源,经过力学推导,得出表征力源集中程度和发展趋势的关系式。采用数值模拟方法分析了开采后夹持煤体的应力分布特征,对理论分析进行了验证。结果表明:从工作面水平直至下方约70 m深度的煤体出现了应力集中现象,夹持煤体的增压区才是发生动力灾害的直接危险源。基于分析结果,在工作面巷道进行顶底板预裂和煤体卸压爆破等原有卸压措施的基础上,提出在夹持煤体中掘进爆破卸压巷的防治方案,为近直立特厚煤层水平分段开采冲击灾害防控提供借鉴。 展开更多
关键词 近直立特厚煤层 水平分段开采 夹持煤体 冲击矿压
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煤矿坚硬顶板分段水力压裂防冲效果监测与评价 被引量:8
16
作者 钟坤 陈卫忠 +3 位作者 赵武胜 秦长坤 曹怀轩 谢华东 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2582-2593,共12页
针对坚硬顶板易形成悬顶导致应力集中及大面积悬顶突然破断形成动载扰动并诱发冲击动力灾害等问题,以东滩煤矿6303工作面为研究背景,提出定向长钻孔分段水力压裂区域坚硬顶板治理技术。在顶板关键层共布置4个钻孔,钻孔长度最深达792 m,... 针对坚硬顶板易形成悬顶导致应力集中及大面积悬顶突然破断形成动载扰动并诱发冲击动力灾害等问题,以东滩煤矿6303工作面为研究背景,提出定向长钻孔分段水力压裂区域坚硬顶板治理技术。在顶板关键层共布置4个钻孔,钻孔长度最深达792 m,累计完成28段压裂。为评价顶板致裂效果,利用光纤光栅三维应力长期动态监测系统和SOS微震系统对水力压裂前后三维采动应力和微震事件进行实时监测。研究结果表明:定向长钻孔分段水力压裂实施后,顶板岩层应力集中程度明显降低,主应力方向改变,超前支承压力影响范围减小,采动影响下应力集中系数由2.20下降到1.32,弹性应变能密度峰值由200 kJ/m^(3)下降到80 kJ/m^(3);压裂后大能量微震事件明显减少,微震事件日平均能量由100 kJ/d下降到10 kJ/d,能量释放缓和且均匀,空间平均释放能量保持在4~8 kJ/m,且由低频高能释放形式转变为高频低能释放形式。 展开更多
关键词 坚硬顶板 分段水力压裂 应力 微震 冲击地压
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巨厚坚硬顶板伴随冲击地压工作面区段煤柱稳定性评估 被引量:2
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作者 孙家恺 《中国煤炭》 2018年第4期73-77,共5页
针对内蒙古某煤矿工作面多次发生冲击地压等安全事故,利用钻孔应力计和PASAT对工作面的侧向采动应力和区段煤柱进行了研究。结果表明:该煤矿的超前应力影响范围为80m左右;煤柱内应力分布为:0~8m为破碎区,8~15m为应力升高区,15m为应力叠... 针对内蒙古某煤矿工作面多次发生冲击地压等安全事故,利用钻孔应力计和PASAT对工作面的侧向采动应力和区段煤柱进行了研究。结果表明:该煤矿的超前应力影响范围为80m左右;煤柱内应力分布为:0~8m为破碎区,8~15m为应力升高区,15m为应力叠加区;工作面区段煤柱应力峰值位于15m处,正好处于煤柱中心位置,说明煤柱留设不合理,存在不稳定性。研究结果可为类似地质条件工作面区段煤柱留设提供参考。 展开更多
关键词 坚硬顶板 冲击地压 区段煤柱 煤柱稳定性
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采动巷道侧向高低位厚硬顶板破断模式试验研究 被引量:5
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作者 赵善坤 赵阳 +1 位作者 王寅 陈增 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期111-120,共10页
陕蒙地区冲击地压显现大多发生在二次采掘扰动影响下,煤层上方厚硬岩层结构破断诱发工作面采场附近动压显现已成为煤矿生产中重大安全隐患。为阐明采动巷道上覆高低位厚硬岩层破断对区段煤柱受力以及巷道围岩稳定性的影响,建立高低位厚... 陕蒙地区冲击地压显现大多发生在二次采掘扰动影响下,煤层上方厚硬岩层结构破断诱发工作面采场附近动压显现已成为煤矿生产中重大安全隐患。为阐明采动巷道上覆高低位厚硬岩层破断对区段煤柱受力以及巷道围岩稳定性的影响,建立高低位厚硬岩层破断结构的力学模型,得到破断扰动影响下区段煤柱结构变形特征及应力分布特征,以巴彦高勒煤矿11盘区煤样试样为研究对象,利用自行设计的高位岩层模拟加载装置,借助非接触式全场应变测量系统的数字散斑相关分析方法,对高低位厚硬岩层在区段煤柱上方不同破断位置组合下区段煤柱及低位岩层的应力变形特征进行了试验研究。分析了上覆高低位厚硬岩层侧向不同断裂位置组合下区段煤柱受力特征及应力传递机制,建立了巷道上部厚硬顶板不同断裂位置与结构整体失稳荷载的力学模型。结果表明:高低位厚硬顶板岩层破断将会引起煤柱采空区应力集中,高低位厚硬岩层不同的破断位置组合,对下部岩层的运动变形和区段煤柱应力分布和巷道围岩稳定影响显著。区段煤柱整体结构稳定性与破断点位置密切相关,煤体在回转作用下破坏所需的应力大小与高位岩层顶板破断点对采空区顶煤的力矩负相关。随着破断点远离区段煤柱,区段煤柱受力由压剪逐渐转化为采空区煤顶传递的压弯作用。高低位厚硬岩层顶板破断的相对位置影响低位顶板的破断情况,当低位破断点处于高位破断点以内,低位顶板随高位顶板破断1次,反之则低位岩层顶板将会随着高位岩层破断回转发生2次破断。随着高位顶板的破断,采动巷道及煤柱上覆岩层应力减小,区段煤柱稳定性下降,冲击地压风险增大。试验研究为陕蒙地区深部厚硬顶板条件下采动巷道动力灾害防治和区段煤柱设计优化提供了参考。 展开更多
关键词 采动巷道 冲击地压 区段煤柱 高低位厚硬岩层 破断模拟试验
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顶板深孔爆破防治小煤柱冲击地压研究 被引量:17
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作者 苏振国 邓志刚 +2 位作者 李国营 马斌文 李少刚 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第4期21-25,29,共6页
以巴彦高勒煤矿1202回风巷小煤柱区域为研究对象,采用数值模拟、理论分析、钻孔窥视等方法,研究小煤柱区域应力分布状态及顶板断裂结构特征。对煤柱侧顶板卸压机制及其断裂结构进行了分析,结果表明:采空区顶板的断裂能够实现应力的转移... 以巴彦高勒煤矿1202回风巷小煤柱区域为研究对象,采用数值模拟、理论分析、钻孔窥视等方法,研究小煤柱区域应力分布状态及顶板断裂结构特征。对煤柱侧顶板卸压机制及其断裂结构进行了分析,结果表明:采空区顶板的断裂能够实现应力的转移和释放,较断裂前垂直应力降幅达32.0%、应力峰值位置向实体煤侧偏移4 m,同时有效降低了拐角煤体与其他区域的应力差值。划分了小煤柱侧顶板断裂类型,结合全断面窥视结果,确定出深孔爆破技术治理煤柱侧坚硬顶板的爆破参数。顶板治理措施实施后,巷道变形量得到有效控制,降低了小煤柱区域冲击地压危险程度。 展开更多
关键词 厚煤层 坚硬顶板 小煤柱 冲击地压 深孔爆破 应力控制 全断面窥视
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深井区段煤柱冲击地压静载荷探测及综合防控技术 被引量:4
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作者 孙刘伟 赵忠显 居昌波 《煤炭工程》 北大核心 2019年第9期83-86,共4页
针对郓城煤矿1301工作面临空80m区段煤柱冲击地压防控难题,分析了区段煤柱冲击地压发生的主导因素,采用震波CT原位探测技术评价区段煤柱冲击危险性,制定了综合防治方案并进行现场应用。结果表明:80m区段煤柱冲击地压载荷源为高自重应力... 针对郓城煤矿1301工作面临空80m区段煤柱冲击地压防控难题,分析了区段煤柱冲击地压发生的主导因素,采用震波CT原位探测技术评价区段煤柱冲击危险性,制定了综合防治方案并进行现场应用。结果表明:80m区段煤柱冲击地压载荷源为高自重应力、强构造应力与采空区侧向支承压力叠加而成的静载荷;基于静载荷探测的震波CT原位评价技术揭示区段煤柱测区内冲击危险指数C=0. 5~0. 7,具有中等冲击危险;巷帮大直径钻孔强预卸压可转移高应力、改变煤层积聚弹性能的条件,巷道全断面支护加固来增强围岩的整体抗冲能力,确定合理推进度降低开采扰动,综合监测预警确定动态冲击危险区并及时卸压解危,现场应用表明防治效果明显。 展开更多
关键词 深井 区段煤柱 冲击地压 静载荷 震波CT 综合防控
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