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新型迈步自移式超前临时支架的研制与应用 被引量:18
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作者 杨东辉 宁掌玄 +1 位作者 白新涛 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第6期112-115 84,84,共5页
针对目前机掘巷道临时支护方式存在支护不及时、强度低及费工费时等问题,开发研制出一套安全可靠、操作简单、适应性强的新型迈步自移式超前临时支架。采用框架滑移交替迈步结构体系、上网机构及锚杆钻进平台解决了支架的行走、铺网和... 针对目前机掘巷道临时支护方式存在支护不及时、强度低及费工费时等问题,开发研制出一套安全可靠、操作简单、适应性强的新型迈步自移式超前临时支架。采用框架滑移交替迈步结构体系、上网机构及锚杆钻进平台解决了支架的行走、铺网和永久支护问题。现场试验表明:该支架能够较好地适应井下巷道的工况条件,及时对巷道顶板进行多级临时支护,自动铺设金属网,避免了工序频繁转换,实现了永久支护与临时支护的有效平行作业,简化了劳动组织工序,提高了巷道掘进速度,相对原工效0.21 m/工提高了66.7%。 展开更多
关键词 机掘巷道 超前临时支架 交替迈步 锚杆钻进
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不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征研究 被引量:15
2
作者 张明建 镐振 +1 位作者 郜进海 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第3期4-7,共4页
为掌握不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征,通过相似模拟试验方法研究了锚网索喷+U型钢支护巷道在不同水平应力作用下巷道围岩的变形和破坏特征。结果表明:随着水平应力的提高,巷道的变形先出现在拱肩和底角,围岩裂隙经历了产生—延伸... 为掌握不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征,通过相似模拟试验方法研究了锚网索喷+U型钢支护巷道在不同水平应力作用下巷道围岩的变形和破坏特征。结果表明:随着水平应力的提高,巷道的变形先出现在拱肩和底角,围岩裂隙经历了产生—延伸—贯通的过程,巷道两帮的破坏程度小于顶底板的破坏程度,当侧压系数达到1.6,水平应力为28.0 MPa时,巷道底板出现滑移剪切破坏,且U型钢支架变形明显,当侧压系数达到2.2、水平应力为38.5 MPa时巷道变形量最大,达120 mm。 展开更多
关键词 巷道变形 水平应力 相似模拟 破坏特征 围岩稳定性
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构造应力区巷道变形破坏特征及控制技术研究 被引量:14
3
作者 郜进海 镐振 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第4期409-414,共6页
水平构造应力对巷道围岩稳定有重要的影响,针对鹤壁九矿东总回风巷在锚网索喷+U型钢支护难以保证巷道稳定的情况,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚注支护巷道围岩变形破坏和位移变化特征.试验表明,随着水平应力的增大,底... 水平构造应力对巷道围岩稳定有重要的影响,针对鹤壁九矿东总回风巷在锚网索喷+U型钢支护难以保证巷道稳定的情况,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚注支护巷道围岩变形破坏和位移变化特征.试验表明,随着水平应力的增大,底板加强后,水平应力对顶板的作用明显,当水平载荷达到49 MPa时有少量浆皮脱落,左肩部出现块状冒落,底板比较稳定,没有发生明显臌起,只出现少量横向裂隙,锚注支护结构能控制围岩变形.将试验结果在现场应用后,通过矿压观测,两帮的最大移近量为144 mm,顶底板最大移近量为105 mm,锚注支护提高了围岩的自承能力,能够维持巷道稳定,为类似地质条件下的巷道支护提供借鉴. 展开更多
关键词 构造应力 相似模拟 锚注支护
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软煤层巷道支护数值模拟研究 被引量:13
4
作者 郜进海 镐振 +1 位作者 张明建 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第6期664-668,共5页
针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析.结果表明,外扎... 针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析.结果表明,外扎腿U型钢支护,能有效地改善围岩的应力状态和控制围岩的变形量,适合该矿软煤层特征;通过对12011皮带运输巷进行的工业性试验的实测变形数据分析表明,外扎腿U型钢支护,降低了顶板与两帮收敛速度与位移,提高了软岩巷道围岩强度和自承能力,维护了巷道围岩的稳定性,支护效果良好,能满足新义煤矿安全生产的要求,可为类似条件下的巷道支护提供参考. 展开更多
关键词 软煤层 巷道支护 数值模拟
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机掘巷道自移式临时支护装置研制与应用 被引量:10
5
作者 姚利花 杨东辉 +1 位作者 宁掌玄 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第10期150-154,共5页
针对机掘巷道临时支护存在支护时间长、质量差、强度低等弊端,设计研发出一套结构合理、操作方便、应用效果较好的自移式临时支护装置。采用迈步移动支架和超前立柱组成的井型结构体系,能够实现连续4 m长巷道的及时带压临时支护和锚杆... 针对机掘巷道临时支护存在支护时间长、质量差、强度低等弊端,设计研发出一套结构合理、操作方便、应用效果较好的自移式临时支护装置。采用迈步移动支架和超前立柱组成的井型结构体系,能够实现连续4 m长巷道的及时带压临时支护和锚杆支护作业。经力学分析数值模拟和现场试验表明:立柱满足稳定条件;I20a型号工字钢顶梁能够满足现有巷道的临时支护需要;矩形钢管导轨在5号立柱处弯矩最大,最为不利,应加强该处的强度设计;临时支护装置液压操作简单,行走动作灵活,尺寸配套合理,对巷道顶底板适应性强,改善了综掘工作面支护状况,优化了循环工艺,掘进速度提高了40%,实现了巷道安全快速掘进。 展开更多
关键词 机掘巷道 自移式 临时支护装置 循环工艺
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掘锚交叉综掘工艺应用及研究 被引量:6
6
作者 苏芳 王晨升 +1 位作者 武维承 《煤矿开采》 北大核心 2014年第6期74-76,共3页
我国煤矿大多存在着"掘进快、支护慢"的问题,严重制约着煤巷掘进速度。为提高掘进速度,改善塔山矿当前施工状况,通过对塔山矿掘进工艺进行研究,在原有设备的基础上开发了与之配套的支护设备,有效提高了锚杆支护的施工速度,缩... 我国煤矿大多存在着"掘进快、支护慢"的问题,严重制约着煤巷掘进速度。为提高掘进速度,改善塔山矿当前施工状况,通过对塔山矿掘进工艺进行研究,在原有设备的基础上开发了与之配套的支护设备,有效提高了锚杆支护的施工速度,缩短了支护时间,实现了掘锚交叉综掘工艺。经过应用测试,结果证明该工艺的实施较为明显地提高了支护作业水平,掘进速度提高41%,较大改善了工人作业环境,提高了效益。 展开更多
关键词 掘锚交叉 掘进工艺 支护
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大同煤田双系开采强矿压与地质动力环境关系研究 被引量:1
7
作者 苏经纬 杨东辉 +3 位作者 樊聪 李立 程虹铭 《山西煤炭》 2023年第3期104-111,共8页
矿井动力灾害是在区域地质构造运动和开采扰动的共同作用下,局部煤岩体力学系统发生的剧烈动力破坏现象。本文从地质动力环境的角度对大同煤田双系开采条件下区域地质构造活动特征、构造应力场分布、天然地震与矿井强矿压之间的关系进... 矿井动力灾害是在区域地质构造运动和开采扰动的共同作用下,局部煤岩体力学系统发生的剧烈动力破坏现象。本文从地质动力环境的角度对大同煤田双系开采条件下区域地质构造活动特征、构造应力场分布、天然地震与矿井强矿压之间的关系进行了分析。研究表明:活动地块边界及其活动断裂是强矿压孕育的动力学条件,区域地质动力环境为强矿压发生提供能量基础;大同煤田的构造作用以NW—NNW向的近水平压应力为主,侏罗系煤层水平地应力介于11.3~20.4 MPa,石炭系煤层地应力介于14.6~34.1 MPa,口泉断裂NW伸展的正断型应力场控制着矿区“双系两硬”煤层开采的动力灾害;大同煤田东北部地震活动频繁,与复杂的地质构造正相关,且最近10年呈上升趋势;大同煤田区域1983—2022年间应变释放率ε=5.8×10^(5)J ^(1/2)/a,相当于每年释放0.41次5级地震;区域应变能现今仍处于积累阶段,其应变值波动式增加。预测数年内地震活动性会明显增强,地质动力环境趋于活跃,矿井动力灾害将逐渐增加。 展开更多
关键词 大同煤田 地质动力环境 强矿压 天然地震 口泉断裂 应力场
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单轴压缩下煤岩损伤演化及声发射特性研究
8
作者 乔伟 +3 位作者 刘琳琪 宁掌玄 樊聪 孟昭旭 《晋控科学技术》 2023年第2期21-25,共5页
声发射是研究煤岩损伤演化的重要手段,通过开展煤岩单轴压缩声发射试验,分析了其微观裂纹演化规律,结果表明:①煤岩损伤演化前期为压剪破坏,后期为竖向和剪切组合破坏;当声发射参数RA(上升时间/振幅)与AF(平均频率)比例为1:70时,煤岩剪... 声发射是研究煤岩损伤演化的重要手段,通过开展煤岩单轴压缩声发射试验,分析了其微观裂纹演化规律,结果表明:①煤岩损伤演化前期为压剪破坏,后期为竖向和剪切组合破坏;当声发射参数RA(上升时间/振幅)与AF(平均频率)比例为1:70时,煤岩剪切裂纹占比大于拉伸裂纹,两者相差6.4%。②通过RFPA数值模拟,煤岩破坏前期主要为压剪破坏,后期拉伸破坏线性增长,压剪破坏线性减小,最终压剪破坏累计声发射事件数大于拉伸破坏,两者相差6.1%。③对比室内试验与数值模拟,验证了模拟结果的可靠性,为煤岩稳定性监测预警提供一定参考。 展开更多
关键词 煤岩 单轴压缩 声发射 RFPA 损伤演化
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“三软”煤层上覆岩层移动破坏规律研究 被引量:3
9
作者 黄庆国 李永明 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第7期79-80,共2页
通过相似材料模型实验,对"三软"煤层上覆岩层的移动破坏规律进行了研究。结果表明:"三软"煤层的上覆岩层具有从下往上分层破坏的特性;上覆岩层距煤层越近,下沉量越大,距煤层越远,下沉量越小。
关键词 “三软”煤层 上覆岩层 相似材料模型 移动破坏 下沉量
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浅埋深近距离坚硬顶板煤层上行开采实践 被引量:3
10
作者 杨东辉 黄庆国 《煤矿开采》 北大核心 2017年第1期31-35,共5页
基于中盛煤业有限公司近距离煤层埋藏浅、厚度小、顶板坚硬、层间距较近的开采条件,利用比值分析法、"三带"判别法、数理统计分析法、围岩平衡法对7号煤层上行开采的可行性进行了分析,判定7号煤层位于9号煤层覆岩裂缝带之中... 基于中盛煤业有限公司近距离煤层埋藏浅、厚度小、顶板坚硬、层间距较近的开采条件,利用比值分析法、"三带"判别法、数理统计分析法、围岩平衡法对7号煤层上行开采的可行性进行了分析,判定7号煤层位于9号煤层覆岩裂缝带之中的上位,9号、10号煤层的开采对7号煤层影响很小。通过对7号煤层703首采工作面现场实测,得出了该工作面沿走向和倾向的矿压显现规律以及支架工作阻力分布特征。研究表明:7号煤层可进行上行开采,703工作面直接顶初次垮落步距29.3m,基本顶初次来压步距33.7m,周期来压步距平均19.6m,整面来压基本同步,来压动载系数1.66,较为明显;工作面支架初撑力偏低,导致部分顶板异常破碎,严重影响工作面安全,因此,应加强支架升架管理,防止出现冒顶事故。研究结果为类似条件下上行开采现场实践提供一定的参考和指导。 展开更多
关键词 近距离煤层 坚硬顶板 上行开采 首采工作面 矿压显现
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冲击载荷下新型炮眼堵塞器的力学特征研究 被引量:3
11
作者 杨东辉 宁掌玄 +2 位作者 赵毅鑫 罗化峰 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期608-614,共7页
针对煤矿井下炮眼堵塞大量采用粘土炮泥存在运输量大、装填费时以及劳动强度大等问题,开发研制出一套堵塞密实、装填快捷、运输方便的新型炮眼堵塞器。利用电液伺服试验机和改进SHPB试验系统分别对堵塞器和粘土炮泥进行静载、冲击试验,... 针对煤矿井下炮眼堵塞大量采用粘土炮泥存在运输量大、装填费时以及劳动强度大等问题,开发研制出一套堵塞密实、装填快捷、运输方便的新型炮眼堵塞器。利用电液伺服试验机和改进SHPB试验系统分别对堵塞器和粘土炮泥进行静载、冲击试验,检验其堵塞效果。结果表明:堵塞器和粘土炮泥在静载条件下的峰值荷载分别为18.8 k N、4.3 kN,与粘土炮泥相比,堵塞器提高了340%;在相同冲击入射能条件下,采用堵塞器比粘土炮泥压缩变形量减小22%~66%,在孔内运动时间延长14%~63%。研究结果表明,该堵塞器能够实现多级压紧缓冲胀裂,改善炮眼堵塞效果,为炮孔爆破堵塞提供了一种新方法。 展开更多
关键词 炮眼堵塞器 SHPB 冲击载荷 力学特征
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矩形巷道临时支护装置关键部件的数值模拟 被引量:2
12
作者 杨东辉 宁掌玄 +1 位作者 李永明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第4期215-218,共4页
在对矩形巷道临时支护装置关键部件的研制过程中,为了研究其顶梁对巷道不同载荷类型的适应性,以及导轨在立柱移动支撑条件下的受力,利用ANSYS对其分别进行结构力学分析,并对装置的稳定性进行现场测试。结果表明:顶梁在中心位置处位移最... 在对矩形巷道临时支护装置关键部件的研制过程中,为了研究其顶梁对巷道不同载荷类型的适应性,以及导轨在立柱移动支撑条件下的受力,利用ANSYS对其分别进行结构力学分析,并对装置的稳定性进行现场测试。结果表明:顶梁在中心位置处位移最大,受高应力均布载荷时,顶梁长度为4 m时处于弹性状态,5 m时产生塑性破坏,说明该临时支护装置能适应4~5 m巷宽的支护需要;导轨在5#立柱处受力最为不利,应力集中程度最高,弯矩最大,因此,在导轨强度设计时,应着重考虑弯矩最大的5#立柱处的受力。经试验,支护装置压力稳定,动作灵活可靠,未出现漏液现象,基本实现了预定的目标和要求。 展开更多
关键词 矩形巷道 临时支护装置 顶梁 导轨 ANSYS
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松软煤层回风平巷高强U钢支护数值模拟研究 被引量:2
13
作者 郜进海 +1 位作者 镐振 赵庆涛 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2012年第3期279-284,共6页
依据永煤集团主焦矿软弱底板的典型地质条件,采用FLAC3D数值模拟的方法研究巷道U29高强度型钢支护下围岩的稳定性,通过与锚喷支护作对照研究,分析得出其应力、位移、塑性区等的变化规律.对U29型钢支护方式进行现场工业性试验,随巷道掘... 依据永煤集团主焦矿软弱底板的典型地质条件,采用FLAC3D数值模拟的方法研究巷道U29高强度型钢支护下围岩的稳定性,通过与锚喷支护作对照研究,分析得出其应力、位移、塑性区等的变化规律.对U29型钢支护方式进行现场工业性试验,随巷道掘进布置测站,定期监测围岩变形情况及支架的受力状态.结果表明,U29型高强度型钢支架能有效控制围岩变形破坏,支架结构稳定可靠,为保证煤巷的稳定及选择合理的支护形式提供了理论和现场依据. 展开更多
关键词 锚喷支护 U29型钢支护 松软煤层
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巷道快速掘进锚杆支护参数的数值优化 被引量:1
14
作者 杨东辉 王东 《山西大同大学学报(自然科学版)》 2016年第2期61-65,68,共6页
文章采用FLAC^(3D)数值模拟方法对河南永锦能源吕沟矿38026工作面回采巷道锚杆支护参数进行了优化设计,对锚杆间排距700mm,800mm,900mm,1 000mm四种支护参数从巷道收敛、围岩塑性区方面进行了分析,结果表明锚杆间排距均为900mm时巷道断... 文章采用FLAC^(3D)数值模拟方法对河南永锦能源吕沟矿38026工作面回采巷道锚杆支护参数进行了优化设计,对锚杆间排距700mm,800mm,900mm,1 000mm四种支护参数从巷道收敛、围岩塑性区方面进行了分析,结果表明锚杆间排距均为900mm时巷道断面消耗锚杆数比间排距700mm减少4根,而且达到了与间排距700mm相近的支护效果,围岩变形小于100mm,锚杆锚固段位于围岩松动圈之外,锚固范围内的岩体得以强化,提高巷道围岩的承载能力,锚索锚固段位于老顶中粒砂岩中,可以对岩层起到很好的悬吊作用。 展开更多
关键词 FLAC^3D数值模拟 锚杆间排距 围岩塑性区
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巷硐式短壁开采巷道稳定性的数值模拟分析
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作者 王东 《山西大同大学学报(自然科学版)》 2015年第6期57-62,共6页
依据山西晋城王台铺矿的典型地质条件,针对一种巷硐式短壁工作面回采方案,通过三维数值方法模拟复合锚杆支护下巷硐围岩应力、位移、塑性区等参数,研究该短壁开采方案的合理性和其巷道的稳定性,为该类短壁工作面的掘进施工、安全回采及... 依据山西晋城王台铺矿的典型地质条件,针对一种巷硐式短壁工作面回采方案,通过三维数值方法模拟复合锚杆支护下巷硐围岩应力、位移、塑性区等参数,研究该短壁开采方案的合理性和其巷道的稳定性,为该类短壁工作面的掘进施工、安全回采及支护形式的选择提供理论依据,扩展了短壁开采的应用范围,具有良好的推广价值。 展开更多
关键词 巷硐式 三维数值 短壁开采 塑性区
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