深部倾斜煤层沿空掘巷上覆结构稳定与控制研究 被引量：47

1

作者 王猛 柏建彪 +2 位作者 王襄禹 陈斌 韩志婷 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期426-432,共7页

采用理论分析方法,建立了深部倾斜煤层沿空掘巷上覆结构力学模型,分析了回采期间上覆关键块体稳定性与煤层埋深、倾角间的关系,发现沿空掘巷回采期间关键块体主要以发生转动失稳为主,控制关键块体转动失稳是维护巷道整体稳定的前提条件... 采用理论分析方法,建立了深部倾斜煤层沿空掘巷上覆结构力学模型,分析了回采期间上覆关键块体稳定性与煤层埋深、倾角间的关系,发现沿空掘巷回采期间关键块体主要以发生转动失稳为主,控制关键块体转动失稳是维护巷道整体稳定的前提条件;并通过巷内支护阻力对关键块体转动失稳系数作用规律分析,得知关键块体转动失稳系数对窄煤柱与顶板承载能力的敏感性远大于实煤体帮,提高二者承载能力可有效抑制关键块体转动下沉。基于高强锚杆支护体系,提出以顶板高阻让压支护和倾斜穿层锚索加固窄煤柱为核心的深部倾斜煤层沿空掘巷非对称耦合控制技术,采用系统信息设计方法确定了试验巷道锚杆支护参数,成功地应用于工程实践。 展开更多

关键词 深部倾斜煤层 沿空掘巷 关键块体稳定 非对称耦合控制技术

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深部倾斜煤层沿空掘巷围岩变形特征与控制技术研究 被引量：22

2

作者 陈新忠 王猛 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期485-490,共6页

通过对深部倾斜煤层沿空掘巷掘、采两阶段围岩应力场与位移场的分析,揭示了该类巷道围岩非对称大变形特征:窄煤柱帮与底板变形量远大于实煤体帮及顶板,巷道整体断面收敛率大。产生该变形破坏特征的原因:1)巷道埋深大,围岩处于较高的应... 通过对深部倾斜煤层沿空掘巷掘、采两阶段围岩应力场与位移场的分析,揭示了该类巷道围岩非对称大变形特征:窄煤柱帮与底板变形量远大于实煤体帮及顶板,巷道整体断面收敛率大。产生该变形破坏特征的原因:1)巷道埋深大,围岩处于较高的应力环境中;2)护巷煤柱宽度及支护阻力过小,使其过早进入残余承载阶段;3)无支护底板作为变形破坏能量主要释放通道,加剧了巷道顶帮围岩整体下沉。通过对不同宽度护巷煤柱方案的数值模拟,合理确定了试验巷道护巷煤柱宽度及试验巷道支护技术与参数。工程实践表明,采用新支护技术后,巷道窄煤柱与底板非对称变形大变形得到了有效控制,保持了巷道长期稳定。 展开更多

关键词 深部巷道 倾斜煤层 沿空掘巷 控制技术

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深部急倾斜煤层偏压巷道支护参数优化研究 被引量：15

3

作者 郑朋强 陈卫忠 +2 位作者 袁敬强 于建新 杨帆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期429-436,共8页

深部急倾斜煤层由于受特殊的地质结构和高地应力影响,煤层巷道开挖后易出现地层错动、垮塌的特点,施工中冒顶、底臌现象异常突出,巷道支护极其困难。通过对新集三矿-700 m煤探巷道进行现场勘查与试验,针对该急倾斜软岩巷道变形非对称性... 深部急倾斜煤层由于受特殊的地质结构和高地应力影响,煤层巷道开挖后易出现地层错动、垮塌的特点,施工中冒顶、底臌现象异常突出,巷道支护极其困难。通过对新集三矿-700 m煤探巷道进行现场勘查与试验,针对该急倾斜软岩巷道变形非对称性,底臌严重、地层错动的破坏特点,提出了可缩性U型钢全断面封闭支护和非对称性预应力锚杆(索)支护的全新支护方案,通过大型有限元软件ABAQUS建立数值分析模型,与原支护方案进行了对比分析。研究表明,采用改进支护方案巷道底臌位移量减小了66%,最大拉应力从0.58 MPa减小到0.38 MPa,塑性区较原方案更小,支护结构受力更加均匀。其结果可为同类地质条件的巷道支护设计提供一定参考。 展开更多

关键词 深部软岩 急倾斜煤层 偏压巷道 支护参数

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深部倾斜煤层综采巷道布置优化 被引量：7

4

作者 王朋飞 惠庆波 +1 位作者 赵科成 王志强 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第1期11-16,共6页

针对某矿井深部倾斜煤层综采中存在的主要问题,进行巷道布置合理优化,引入错层位巷道布置采全厚采煤法.进一步发展完善错层位巷道布置体系,根据实际情况,将进风巷完全布置在顶板稳定的岩层中,将回风巷布置成半煤岩巷,并结合具体问题进... 针对某矿井深部倾斜煤层综采中存在的主要问题,进行巷道布置合理优化,引入错层位巷道布置采全厚采煤法.进一步发展完善错层位巷道布置体系,根据实际情况,将进风巷完全布置在顶板稳定的岩层中,将回风巷布置成半煤岩巷,并结合具体问题进行技术分析,运用有限差分软件FLAC3D进行了模拟验证.结果表明:这种布置方式能保证煤矿的安全生产,提高采出率,降低巷道维护成本,并有效防治冲击地压等一系列问题. 展开更多

关键词 开拓布置 深部倾斜煤层 综采 错层位 巷道布置 冲击地压 FLAC3D 采出率

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深层倾斜风化煤层特征及其对煤层气开发的影响--以河北大城区块南部为例 被引量：6

5

作者 张鹏豹 肖宇航 +7 位作者 朱庆忠 刘忠 陈彦君 韩峰 吕帅锋 刘振兴 关小曲 周智 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期86-96,共11页

深层煤层气资源是我国煤层气产业规模发展的重要基础和接替领域,但深层煤层气的主要赋存状态、吸附/解吸、扩散/渗流特性及富集规律尚不清楚,至今仍处于勘探开发试验阶段。为了探索和明确深层煤层气关键评价地质要素和勘探开发方向,以... 深层煤层气资源是我国煤层气产业规模发展的重要基础和接替领域,但深层煤层气的主要赋存状态、吸附/解吸、扩散/渗流特性及富集规律尚不清楚,至今仍处于勘探开发试验阶段。为了探索和明确深层煤层气关键评价地质要素和勘探开发方向,以河北大城区块南部深层煤层气开发有利区的成功识别为基础,分析了风化作用对深层倾斜煤层物性和含气性的影响,对比讨论了不同深度试验井的压裂和试采效果,总结了该区深层煤层气的开发有利模式。研究结果表明:①大城区块石炭系—二叠系主力三、六煤组Ro介于0.7%~1.2%,以气、肥煤为主,含气量大于6 m^(3)/t;②煤层受风化作用的影响,力学强度降低,质地疏松,多呈碎块、光泽暗淡;③三煤组风化边界埋深介于1800~2200 m,六煤组风化边界埋深介于1800~2000 m;④试验井证实风化带边界附近埋深相对较浅区域中煤层气产量较高,生产稳定,产气潜力可观;⑤在河北大城区块南部深层倾斜煤层中存在一段以风化带边界为下限的煤层气开发有利区。结论认为,该研究成果不仅为区内深层煤层气的开发指明了方向,还为其他深层煤层气地区的开发提供了借鉴。 展开更多

关键词 河北大城区块 深层煤层气 倾斜煤层 风化作用 储层物性与含气性 试采效果 开发有利模式 开发有利区

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深埋倾斜特厚煤层窄煤柱护巷机理与围岩控制

6

作者 孟巧荣 王慧娴 +5 位作者 王朋飞 陈可夯 张建利 董恩远 高翔 侯伟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期38-52,共15页

我国中东部地区采深大、巷道变形和冲击风险大,窄煤柱沿空掘巷技术可改善巷道围岩环境。为掌握窄煤柱护巷机理并形成针对性围岩控制技术体系,以800 m埋深倾斜特厚煤层3 m窄煤柱沿空掘巷为背景,开展了理论分析、现场实测及数值模拟研究,... 我国中东部地区采深大、巷道变形和冲击风险大,窄煤柱沿空掘巷技术可改善巷道围岩环境。为掌握窄煤柱护巷机理并形成针对性围岩控制技术体系,以800 m埋深倾斜特厚煤层3 m窄煤柱沿空掘巷为背景,开展了理论分析、现场实测及数值模拟研究,结果表明:①该巷围岩破碎程度及变形煤柱侧比实体煤侧严重,煤柱破碎程度及变形采空区侧比巷道侧大,尽管埋深大,但已稳定采空区承担较大覆岩载荷,高应力已充分向深部岩体分流;②巷道变形非对称,实体煤侧顶板下沉量比煤柱侧大,巷帮以浅部变形为主,煤柱帮上部和实体煤帮中部变形较大;③采空区是掘巷卸荷后主要的形变通道,利于形变能向采空区缓释、降低冲击风险;④卸压区形状由掘巷前三角形扩展为掘巷后平行四边形,掘巷后应力集中区转移至实体煤帮右上方实体煤岩体中;⑤窄煤柱一次和二次剪切破坏的交界面及掘巷右上方实体高应力区为围岩关键控制区,据此提出基于煤柱多重塑性破坏区发育规律的煤柱加固和高应力区精准卸压联合的围岩控制技术体系。研究可为邻近工作面以及其他类似深埋倾斜特厚煤层开采提供理论支撑和科学依据。 展开更多

关键词 深部开采 倾斜煤层 特厚煤层 沿空掘巷 窄煤柱 矿压显现

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深部大倾角窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究 被引量：4

7

作者 李秀山 王振伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第2期35-38,共4页

针对某矿7121大倾角综采工作面进风巷埋深大、支护困难等问题,运用FLAC3D数值模拟软件分析了掘巷后围岩的应力分布规律和变形特征,基于沿空掘巷大、小结构的稳定性原理,提出巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式,并在712... 针对某矿7121大倾角综采工作面进风巷埋深大、支护困难等问题,运用FLAC3D数值模拟软件分析了掘巷后围岩的应力分布规律和变形特征,基于沿空掘巷大、小结构的稳定性原理,提出巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式,并在7121工作面进风巷现场应用。结果表明:巷道掘进和回采阶段围岩变形量在可控范围,达到了围岩控制目的,保证了矿井安全高效生产。 展开更多

关键词 深部大倾角煤层 窄煤柱 沿空掘巷 围岩控制

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深部倾斜煤层采动底板破坏演化特征分析 被引量：2

8

作者 李彦恒 许劲峰 +5 位作者 满剑奇 陶真 任川 李文慧 赵昕 李冲 《中国矿业》 2021年第6期140-145,共6页

为研究深部倾斜煤层底板破坏特征及破坏深度,以羊东煤矿8469工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,对煤层采后底板应力分布规律、塑性区发育特征及破坏深度进行了研究。通过数值模拟与理论分析可知:煤层开采... 为研究深部倾斜煤层底板破坏特征及破坏深度,以羊东煤矿8469工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,对煤层采后底板应力分布规律、塑性区发育特征及破坏深度进行了研究。通过数值模拟与理论分析可知:煤层开采后,作用在周围煤岩体上的支承压力产生不同的应力分区。沿煤层走向方向,应力呈对称性变化,形状近似马鞍状,在工作面两端处产生应力集中;沿煤层倾向方向,倾斜剪切力的存在使底板岩体由采动破坏转变成滑移破坏,塑性破坏区和应力变化大致呈勺型分布形态,最大应力集中区出现在工作面下侧。随着工作面向前推进,底板破坏范围相应增大,但推进255 m后,破坏深度不再增加。现场实测表明,底板浅部岩层最早受到扰动,且受到的扰动程度最高。扰动范围随最大注水量的减少而增加,在底板下25 m范围内的岩层受影响较小。由此可知,该工作面底板破坏深度为25.0~29.2 m。 展开更多

关键词 底板塑性破坏 深部倾斜煤层 数值模拟 现场实测 破坏深度

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深部倾斜煤层综放孤岛工作面高应力集中区煤柱留设技术研究

9

作者 宋阳升 李成海 《现代矿业》 CAS 2020年第1期77-82,共6页

庞庞塔矿5-107作为一个孤岛综放工作面,回采难度很大。如何既能安全回采又能最大的回收资源是需要解决的问题,庞庞塔矿进行了专项煤柱留设技术研究。通过对围岩强度测试,用理论分析和数值模拟的方式确定了煤柱尺寸,达到了回采要求,多回... 庞庞塔矿5-107作为一个孤岛综放工作面,回采难度很大。如何既能安全回采又能最大的回收资源是需要解决的问题,庞庞塔矿进行了专项煤柱留设技术研究。通过对围岩强度测试,用理论分析和数值模拟的方式确定了煤柱尺寸,达到了回采要求,多回采煤炭资源22万t。 展开更多

关键词 孤岛工作面 深部倾斜煤层 煤柱留设 高应力 数值模拟

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深部缓倾斜煤层切顶卸压自成巷应用研究

10

作者 白盛涛 《煤炭科技》 2024年第3期166-171,177,共7页

针对林盛煤矿-780 m埋深、平均15°深部缓倾斜煤层地质条件,现场围岩非对称大变形支护难问题,采用理论计算,得出切顶高度、切顶角度以及恒阻大变形锚索支护等关键参数,并通过数值模拟和现场爆破试验优化了林盛煤矿1221运输巷切顶卸... 针对林盛煤矿-780 m埋深、平均15°深部缓倾斜煤层地质条件,现场围岩非对称大变形支护难问题,采用理论计算,得出切顶高度、切顶角度以及恒阻大变形锚索支护等关键参数,并通过数值模拟和现场爆破试验优化了林盛煤矿1221运输巷切顶卸压自成巷工艺切缝深度8.0 m,切缝角度75°,封孔长度3.0 m,孔间距500 mm,装药结构为3+3+2+1的参数设计值,随后在林盛煤矿1221运输巷进行了工业性现场试验,矿压监测数据结果表明,在滞后工作面170 m左右巷道围岩变形基本趋于稳定,顶板最大下沉量165 mm,底鼓量38 mm,这与FLAC 3D数值模拟结果接近,证明了切顶卸压理论的正确性。留巷后巷道变形小,现场巷道围岩完整、无破坏现象,该试验深部缓倾斜煤层的成功应用可为切顶卸压自动成巷技术的进一步推广应用提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 深部缓倾斜煤层 支护困难 切顶卸压自成巷 现场试验

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深埋缓倾斜双煤层开采导水断裂带发育规律研究 被引量：2

11

作者 侯恩科 刘博 +3 位作者 龙天文 徐维 魏启明 马进勇 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2022年第3期50-57,共8页

为研究深埋缓倾斜多煤层开采导水断裂带发育特征,以石槽村煤矿2^(-1)煤和2^(-2)煤叠置开采区为研究对象,通过井下仰孔注水试验与数值模拟方法,对覆岩破坏及导水断裂带发育特征进行了研究。结果表明:在相同地质及开采条件下,采厚1.8 m的... 为研究深埋缓倾斜多煤层开采导水断裂带发育特征,以石槽村煤矿2^(-1)煤和2^(-2)煤叠置开采区为研究对象,通过井下仰孔注水试验与数值模拟方法,对覆岩破坏及导水断裂带发育特征进行了研究。结果表明:在相同地质及开采条件下,采厚1.8 m的上覆2^(-1)煤和采厚3.4 m的下覆2^(-2)煤开采导水断裂带发育过程均可分为缓增阶段、突增阶段和稳定阶段,但2^(-2)煤导水断裂带发育速度大于2^(-1)煤导水断裂带发育速度;2^(-1)煤和2^(-2)煤层间距为11 m条件下,2^(-2)煤开采产生的复合导水断裂带高度大于2^(-1)煤开采导水断裂带高度;综合分析后确定石槽村煤矿多煤层重复采空区导水断裂带发育高度为49.6 m。 展开更多

关键词 深埋缓倾斜煤层 多煤层开采 数值模拟 井下仰孔试验 导水断裂带

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复合水体下急倾斜煤层开采的水害防治研究

12

作者 刘红梅 《河北建筑科技学院学报》 2001年第2期83-86,共4页

淮南孔集煤矿山西组A1、A3煤层总厚6m，为第四系含水砂层下底板岩溶水上复合含水体威胁的急倾斜煤层。对于砂层水害防治，采用合理留设防水煤柱，沿用“小阶段、长走向、间歇开采”的方式方法；对于底板岩溶水患防治，采用“疏水降压、... 淮南孔集煤矿山西组A1、A3煤层总厚6m，为第四系含水砂层下底板岩溶水上复合含水体威胁的急倾斜煤层。对于砂层水害防治，采用合理留设防水煤柱，沿用“小阶段、长走向、间歇开采”的方式方法；对于底板岩溶水患防治，采用“疏水降压、限压开采”的防治水方法；对于局部抽冒及流水钻孔涌砂造成地表抽冒漏斗及岩溶塌陷漏斗，采取了“按尺核产、严禁超限出煤”、“小流量、长历时、控砂疏水”的有力措施。实现了安全开采，取得了良好的效果。 展开更多

关键词 孔集煤矿 急倾斜煤层 复合含水体 水害 防治措施 疏水降压 限压开采

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大倾角薄煤层开采模拟实验研究 被引量：2

13

作者 马玉林 张永利 《煤》 2008年第3期1-4,11,共5页

针对大安山煤矿中区地质条件与煤的赋存状况,应用相似模拟理论和相似材料模拟实验方法,结合煤岩物理力学实验,通过观测煤岩失效过程,研究大倾角薄煤层回采时顶板冒落状况和矿压显现规律。实验结果以同状况对比的方式在安全性和经济性方... 针对大安山煤矿中区地质条件与煤的赋存状况,应用相似模拟理论和相似材料模拟实验方法,结合煤岩物理力学实验,通过观测煤岩失效过程,研究大倾角薄煤层回采时顶板冒落状况和矿压显现规律。实验结果以同状况对比的方式在安全性和经济性方面揭示了对大倾角薄煤层进行单一煤层开采的优点,对相关问题的理论研究和生产实践具有指导意义。 展开更多

关键词 模拟实验 大倾角薄煤层 无煤柱开采

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大倾角薄煤层综采沿空留巷技术研究与应用 被引量：3

14

作者 魏有贵 王俊超 +2 位作者 罗代洪 任伟 陈长江 《山西焦煤科技》 2016年第9期40-43,共4页

目前,沿空留巷技术在缓倾斜中厚煤层开采中已经得到广泛应用,而在大倾角薄煤层开采应用中具有一定的难度。以31342运输巷为例,结合其地质赋存状况以及周边类似矿井沿空护巷经验,在回采过程中采用工作面堆码沙袋+9#工字钢组合抬梁+"... 目前,沿空留巷技术在缓倾斜中厚煤层开采中已经得到广泛应用,而在大倾角薄煤层开采应用中具有一定的难度。以31342运输巷为例,结合其地质赋存状况以及周边类似矿井沿空护巷经验,在回采过程中采用工作面堆码沙袋+9#工字钢组合抬梁+"L"型钢筋网技术进行沿空留巷;同时利用单体液压支柱+铰接顶梁对超前缺口以及机巷进行加强支护,减少了软弱顶板对作业人员的安全威胁,保障了施工安全。工程实践证明,该技术能够较好地控制机巷的围岩变形,保证其围岩稳定性,满足上风巷需要,同时具有一定的社会经济效益。 展开更多

关键词 大倾角薄煤层 沿空留巷 超前缺口 支护

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大倾角薄煤层保护层综采实践与探讨 被引量：1

15

作者 郑军 《江西煤炭科技》 2017年第3期5-8,共4页

以淮南矿业集团新庄孜煤矿66310综采面的开采为基础,从三机配套、回采工艺及现场管理、瓦斯治理等方面对大倾角薄煤层保护层综采技术进行了分析探讨。通过选择合适的三机设备及加强顶板、瓦斯、机电设备、防飞矸、设备的防倒防滑等的现... 以淮南矿业集团新庄孜煤矿66310综采面的开采为基础,从三机配套、回采工艺及现场管理、瓦斯治理等方面对大倾角薄煤层保护层综采技术进行了分析探讨。通过选择合适的三机设备及加强顶板、瓦斯、机电设备、防飞矸、设备的防倒防滑等的现场管理,实现了66310工作面的安全高效开采。对类似地质条件下的保护层开采具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 大倾角薄煤层 保护层 综采 瓦斯治理 防倒防滑

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大倾角薄煤层开采模拟实验研究

16

作者 马玉林 张永利 《山西焦煤科技》 2008年第3期12-16,共5页

在我国,薄煤层储量占煤炭总储量的20%左右,随着煤炭可采储量的日益枯竭,薄煤层开采已经成为许多矿井煤炭开采中不可避免的问题。为了使薄煤层能得到充分合理的开发和利用,提高煤炭回收率,国内外进行了大量的理论和实验研究。本文针对大... 在我国,薄煤层储量占煤炭总储量的20%左右,随着煤炭可采储量的日益枯竭,薄煤层开采已经成为许多矿井煤炭开采中不可避免的问题。为了使薄煤层能得到充分合理的开发和利用,提高煤炭回收率,国内外进行了大量的理论和实验研究。本文针对大安山煤矿中区地质条件与煤的赋存状况,应用相似模拟理论和相似材料模拟实验方法,结合煤岩物理力学实验,通过观测煤岩失效过程,研究大倾角薄煤层回采时顶板冒落状况和矿压显现规律。实验结果以同状况对比的方式在安全性和经济性方面揭示了对大倾角薄煤层进行单一煤层开采的优点,对相关问题的理论研究和生产实践具有指导意义。 展开更多

关键词 模拟实验 大倾角薄煤层 无煤柱开采

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