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大采深厚表土复杂空间结构孤岛工作面冲击地压防治技术研究 被引量:46
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作者 杨光宇 姜福兴 王存文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期189-194,共6页
厚表土层覆盖下的深埋不规则孤岛工作面覆岩空间结构复杂多变,顶板运动剧烈,该类孤岛工作面在受到大采深和地质构造等因素的影响下,极易发生冲击地压。以某矿不规则深井孤岛工作面为工程案例,首先对工作面冲击危险性进行分析评价,通过... 厚表土层覆盖下的深埋不规则孤岛工作面覆岩空间结构复杂多变,顶板运动剧烈,该类孤岛工作面在受到大采深和地质构造等因素的影响下,极易发生冲击地压。以某矿不规则深井孤岛工作面为工程案例,首先对工作面冲击危险性进行分析评价,通过开采前进行的模拟推进,采用覆岩空间结构理论,分析得到了高应力区域,确定了冲击危险区域和危险程度;采用应力在线监测系统进行冲击危险性实时预报,钻屑法进行危险性检验;采取钻孔卸压和爆破卸压措施对危险区进行处理,有效的保证了复杂空间结构下孤岛工作面的安全回采。 展开更多
关键词 覆岩空间结构 厚表土层 孤岛工作面 冲击危险性 应力在线监测 卸压爆破 煤层注水
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两侧不规则采空区孤岛工作面煤体整体冲击失稳研究 被引量:32
2
作者 姜福兴 成功 +2 位作者 冯宇 王存文 徐勇勇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期4164-4170,共7页
为了研究两侧不规则采空区孤岛工作面煤体整体冲击失稳的危险性,以山东某矿3206孤岛工作面为工程背景,分析工作面回采期间两侧不规则采空区顶板结构动态变化过程;采用高精度微震监测技术,获得该矿采空区上覆岩层移动角和触矸角;提出孤... 为了研究两侧不规则采空区孤岛工作面煤体整体冲击失稳的危险性,以山东某矿3206孤岛工作面为工程背景,分析工作面回采期间两侧不规则采空区顶板结构动态变化过程;采用高精度微震监测技术,获得该矿采空区上覆岩层移动角和触矸角;提出孤岛工作面煤体支承压力计算公式及失稳分析方法,分析得出孤岛工作面侧向采空区由悬顶向半悬顶结构转变时应力达到最大、而采空区宽度足够大(进入充分采动阶段)时应力反而减小的结论。最后,结合3206工作面地质条件得到工作面回采期间各阶段的失稳系数。分析结果表明:该工作面在回采过程中,发生冲击失稳的可能性较大,但通过采取大直径钻孔卸压等防冲措施,该工作面可以安全回采,开采实践证明,本文结论是正确的。 展开更多
关键词 采矿工程 孤岛工作面 采空区宽度 失稳系数 微震监测 大直径钻孔卸压
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孤岛工作面应力分布规律的数值分析 被引量:18
3
作者 宋艳芳 唐治 +2 位作者 潘一山 李晓燕 罗浩 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2012年第4期65-68,共4页
为得出孤岛工作面推进过程中应力分布规律,采用有限差分法分析软件FLAC-3D进行模拟分析。得出了孤岛工作面的上下两区段煤柱分别承受着孤岛工作面上覆岩层的重量,处于高应力集中状态;随孤岛工作面向前推进,在工作面前方形成了应力降低... 为得出孤岛工作面推进过程中应力分布规律,采用有限差分法分析软件FLAC-3D进行模拟分析。得出了孤岛工作面的上下两区段煤柱分别承受着孤岛工作面上覆岩层的重量,处于高应力集中状态;随孤岛工作面向前推进,在工作面前方形成了应力降低区、应力升高区、原岩应力区;随孤岛工作面向前推进,煤岩应力集中系数不断增大。该研究为制定防冲、防突等措施提供参数数据,对于指导现场生产具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 孤岛工作面 数值模拟 应力集中
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复合动力灾害条件下孤岛工作面区段煤柱宽度留设研究 被引量:15
4
作者 杨光宇 姜福兴 +4 位作者 李琳 李乃录 魏全德 张恒 马庆福 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期145-151,共7页
孤岛工作面覆岩空间结构复杂多变,受开采和地质等因素的影响在开采过程中面临冲击地压、煤与瓦斯突出、自燃发火以及采空区突水等复合动力灾害。留设合理宽度的区段煤柱是确保工作面安全开采的关键,以陕西某矿特厚煤层孤岛工作面开采为... 孤岛工作面覆岩空间结构复杂多变,受开采和地质等因素的影响在开采过程中面临冲击地压、煤与瓦斯突出、自燃发火以及采空区突水等复合动力灾害。留设合理宽度的区段煤柱是确保工作面安全开采的关键,以陕西某矿特厚煤层孤岛工作面开采为工程案例,通过分析工作面覆岩空间结构,理论计算了工作面应力分布;采用应力动态监测等方法确定了该工作采空区侧向覆岩运动,并综合考虑冲击地压灾害防治、次生灾害控制以及巷道支护等因素,确定了该工作面区段煤柱的合理宽度为5~7 m。 展开更多
关键词 区段煤柱 覆岩空间结构 孤岛工作面 复合动力灾害 灾害监测
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厚层复合顶板孤岛工作面小煤柱沿空掘巷围岩控制技术 被引量:14
5
作者 展勤建 陈宾 郝光生 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第2期52-55,60,共5页
通过理论分析、数值模拟,研究了孤岛工作面塑性区及垂直应力分布情况,确定出工作面预留煤柱合理宽度为8.0 m,模拟了不同支护方案下巷道围岩塑性区分布情况。结合锚索梁钢带及注浆联合支护方案、矿山压力观测数据,分析了孤岛工作面小煤... 通过理论分析、数值模拟,研究了孤岛工作面塑性区及垂直应力分布情况,确定出工作面预留煤柱合理宽度为8.0 m,模拟了不同支护方案下巷道围岩塑性区分布情况。结合锚索梁钢带及注浆联合支护方案、矿山压力观测数据,分析了孤岛工作面小煤柱沿空掘巷的矿山压力显现特征,可为后续孤岛工作面沿空掘巷围岩控制提供一定的参考。 展开更多
关键词 孤岛工作面 塑性区 小煤柱 数值模拟 围岩控制 联合支护
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孤岛工作面围岩运移及冲击破坏数值模拟研究 被引量:13
6
作者 曹建军 易恩兵 《矿业安全与环保》 北大核心 2015年第2期20-23,共4页
针对孤岛工作面"T"型覆岩结构特征,采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律,研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明:回... 针对孤岛工作面"T"型覆岩结构特征,采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律,研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明:回采初期围岩塑性破坏主要集中在工作面顶板,回采后期覆岩的塑性区逐渐向上覆岩层发展,呈"弧形"对称分布形态;在矿震动载作用下,孤岛工作面巷道左、右帮变形量小于顶、底板变形量,巷道右帮和顶板的变形速度变化较大,且顶板的下沉量最大,左右两帮的垂直应力比顶底板的垂直应力大。研究得出的孤岛工作面覆岩运移、冲击破坏规律,可为工作面防冲工作提供理论指导,以制订针对性的防冲措施,确保工作面安全回采。 展开更多
关键词 孤岛工作面 围岩运移 冲击地压 矿震 屈服破坏
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孤岛工作面过上覆采空区采场及顶板应力演化规律研究 被引量:10
7
作者 张茂微 鲁健 《煤炭工程》 北大核心 2020年第12期108-112,共5页
基于孤岛工作面过上覆采空区采场及顶板应力演化规律,得出孤岛工作面过上覆采空区过程中顶板的重点管控区域,并以榆家梁煤矿52209综采工作面为工程背景,采用弹性薄板理论和GDEM数值模拟软件对其覆岩受力状态进行分析,结果表明:孤岛工作... 基于孤岛工作面过上覆采空区采场及顶板应力演化规律,得出孤岛工作面过上覆采空区过程中顶板的重点管控区域,并以榆家梁煤矿52209综采工作面为工程背景,采用弹性薄板理论和GDEM数值模拟软件对其覆岩受力状态进行分析,结果表明:孤岛工作面过上覆采空区时,煤体受力呈现非对称分布,上覆采空区影响范围可分为应力影响区、冒落卸压区和压实稳定区。最终得出,工作面进入冒落卸压区和压实稳定区过程中,压力显现不强烈,与正常回采区域相比无明显变化,此区域为次要管控区域,进入应力影响区过程中,尤其在上覆采空区外侧20m范围内,压力显现特别强烈,此区域为重点管控区域,为工作面安全高效开采、避免顶板事故提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 孤岛工作面 上覆采空区 应力演化规律 弹性薄板理论 GDEM数值模拟
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孤岛工作面回采巷道围岩稳定性控制研究 被引量:10
8
作者 张继东 《煤矿现代化》 2020年第2期138-141,共4页
本文依托西曲矿12316孤岛综采工作面回采巷道支护工程,对巷道覆岩破断块体铰接结构进行了理论分析,采用现场调研的方法对巷道破坏进行了分析,利用钻孔窥视的方法对巷道顶板破坏进行了说明,认为“非对称支护”原则不适用该矿实际。提出... 本文依托西曲矿12316孤岛综采工作面回采巷道支护工程,对巷道覆岩破断块体铰接结构进行了理论分析,采用现场调研的方法对巷道破坏进行了分析,利用钻孔窥视的方法对巷道顶板破坏进行了说明,认为“非对称支护”原则不适用该矿实际。提出了新的巷道支护方式,利用井下原位钻孔窥视的方法,对巷道顶板岩层进行了观测,工作面回采期间,监测了巷道表面位移。实测证明,新的支护方式,效果良好。 展开更多
关键词 孤岛工作面 回采巷道 围岩控制
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基于3DEC的断层孤岛工作面回采矿压显现规律的数值模拟与防治措施 被引量:10
9
作者 毛晓东 吴冬梅 +1 位作者 崔居青 于贵生 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2017年第3期194-197,201,共5页
为了对含断层孤岛工作面的巷道围岩稳定性和顶煤冒落性进行有效控制,以某矿237工作面地质条件为工程背景,采用3DEC软件模拟分析了工作面回采过程中的应力场分布状态及变化规律,在此基础上,提出了冲击地压综合防治措施。结果表明:受上覆... 为了对含断层孤岛工作面的巷道围岩稳定性和顶煤冒落性进行有效控制,以某矿237工作面地质条件为工程背景,采用3DEC软件模拟分析了工作面回采过程中的应力场分布状态及变化规律,在此基础上,提出了冲击地压综合防治措施。结果表明:受上覆岩层运动的影响,进、回风巷附近的煤柱以及工作面前方20 m范围内的煤体应力显现明显;当工作面回采至断层附近处,迅速形成高应力集中,极易诱发冲击地压;经实践检验,所采取的冲击地压综合防治措施取得良好的应用效果,保障了矿井的安全生产。 展开更多
关键词 断层 孤岛工作面 三维离散元程序 矿压显现 数值模拟 防治措施
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孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度研究 被引量:8
10
作者 赵宁 《江西煤炭科技》 2020年第1期129-131,共3页
以东峰煤矿3112孤岛工作面回采巷道沿空掘巷工程为背景,通过理论计算得到煤柱宽度为8.28 m,采用UDEC数值模拟确定3112工作面沿空留巷护巷煤柱合理留设宽度为9 m,工业试验取得了良好的应用效果。
关键词 孤岛工作面 沿空掘巷 煤柱宽度 应力分布
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孤岛工作面顶板矿压规律及控制技术研究 被引量:8
11
作者 冯占文 高勤琼 《中国煤炭》 北大核心 2015年第11期64-67,共4页
针对新旺煤业8210孤岛工作面开采过程出现应力集中现象,对工作面顶板压力进行了连续监测,监测结果与邻近工作面顶板压力进行了对比,得出了8210孤岛工作面矿压显现规律。研究结果表明老顶来压步距为55 m,周期来压步距为15~20 m;与相邻... 针对新旺煤业8210孤岛工作面开采过程出现应力集中现象,对工作面顶板压力进行了连续监测,监测结果与邻近工作面顶板压力进行了对比,得出了8210孤岛工作面矿压显现规律。研究结果表明老顶来压步距为55 m,周期来压步距为15~20 m;与相邻工作面相比8210孤岛工作面具有顶板压力高,来压步距短的特点。介绍了超前支护及人工放顶相结合的矿压控制技术。 展开更多
关键词 孤岛工作面 顶板压力 矿压显现 矿压控制
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孤岛工作面覆岩结构及煤柱宽度研究 被引量:7
12
作者 薛福明 《能源与节能》 2021年第4期52-54,共3页
为了解决小煤柱沿空掘巷围岩变形控制难的问题,以山西方山金晖凯川煤业有限公司5110工作面为研究背景,通过理论分析结合数值模拟的方法对煤柱宽度对围岩稳定性的影响进行了一定的研究,发现随着煤柱宽度的增加,煤柱受到的垂直应力及水平... 为了解决小煤柱沿空掘巷围岩变形控制难的问题,以山西方山金晖凯川煤业有限公司5110工作面为研究背景,通过理论分析结合数值模拟的方法对煤柱宽度对围岩稳定性的影响进行了一定的研究,发现随着煤柱宽度的增加,煤柱受到的垂直应力及水平应力均逐步增大,随距煤帮距离的增加呈现先增大后减小的趋势。 展开更多
关键词 孤岛工作面 数值模拟 垂直应力 水平应力
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高应力孤岛工作面掘进期间冲击地压治理与监测 被引量:7
13
作者 赵国宏 闫春杰 《中国煤炭》 北大核心 2015年第7期55-57,61,共4页
研究了唐山矿业公司T2051西孤岛工作面的地质条件,认为该工作面在掘进期间具有强冲击倾向性,且危险性较大。在分析了冲击地压危险性的基础上,划分了掘进期间的危险区域,利用大直径钻孔卸压和爆破卸压等综合措施进行了防冲治理,并采用钻... 研究了唐山矿业公司T2051西孤岛工作面的地质条件,认为该工作面在掘进期间具有强冲击倾向性,且危险性较大。在分析了冲击地压危险性的基础上,划分了掘进期间的危险区域,利用大直径钻孔卸压和爆破卸压等综合措施进行了防冲治理,并采用钻孔应力计、钻屑法和电磁辐射法等多种手段对巷道应力进行实时监测,最终实现了孤岛工作面的安全掘进。 展开更多
关键词 孤岛工作面 高应力区 冲击地压 巷道掘进 巷道卸压 应力监测
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超前支架在孤岛工作面回采巷道超前支护中的应用 被引量:7
14
作者 杜文君 《机械管理开发》 2021年第11期169-170,共2页
孤岛工作面由于采面两侧均为采空区,工作面回采范围内围岩应力集中,从而给回采巷道围岩控制以及煤炭回采带来一定制约,特别是回采巷道超前支护段,在采动压力、采空区侧向压力等巷道围岩变形量较大,采用传统的单体支护、工字钢支护方式... 孤岛工作面由于采面两侧均为采空区,工作面回采范围内围岩应力集中,从而给回采巷道围岩控制以及煤炭回采带来一定制约,特别是回采巷道超前支护段,在采动压力、采空区侧向压力等巷道围岩变形量较大,采用传统的单体支护、工字钢支护方式存在超前支护段围岩变形量大的问题。为此,提出将超前支架应用到回采巷道围岩控制中,并对现场应用效果进行考察。结果表明,使用超前支架后工作面超前支护段围岩控制效果得以显著提升,同时作业人员劳动强度有所降低,取得较为显著应用成果。 展开更多
关键词 孤岛工作面 超前支架 回采巷道 超前支护 围岩变形
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坚硬顶板孤岛工作面巷道矿压显现机理及卸压孔技术实践 被引量:7
15
作者 郭靖 文明 +3 位作者 尉永邦 陈建如 朱晓庆 李建伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第8期15-19,共5页
基于晋能塔山矿8310厚层坚硬顶板孤岛工作面地质条件,采用理论研究、建模分析和工程实地测试结合的方法探究孤岛工作面矿压显现机理,分析卸压孔相关技术参数对巷道塑性区的影响。研究结果表明:孤岛工作面采场巷道受到一侧采空区影响,巷... 基于晋能塔山矿8310厚层坚硬顶板孤岛工作面地质条件,采用理论研究、建模分析和工程实地测试结合的方法探究孤岛工作面矿压显现机理,分析卸压孔相关技术参数对巷道塑性区的影响。研究结果表明:孤岛工作面采场巷道受到一侧采空区影响,巷道应力集中、巷道变形现象明显;基于上覆关键层理论及简支梁模型判定,结合8310工作面上层覆岩结构计算得到老顶初次垮落极限步距为85.3 m,空间顶板垮落高度达到148.9 m;通过FLAC^(3D)数值模拟,基于卸压孔长度4 000 mm,间距1 500 mm,孔径φ120 mm参数方案施工后,巷道上层围岩完整性较好,巷道围岩变形未受到较大的应力集中影响。 展开更多
关键词 孤岛工作面 矿压显现机理 卸压孔 围岩控制
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孤岛工作面顶底板应力传递规律数值模拟研究 被引量:7
16
作者 王志强 徐春虎 +3 位作者 王鹏 罗健侨 石磊 孙中文 《矿业科学学报》 2020年第1期67-75,共9页
针对下伏运输大巷长期受孤岛工作面应力集中影响破坏严重现状,对孤岛工作面进行回收处理,从而减小其对巷道围岩应力集中的影响。采用数值模拟方法,对比分析孤岛工作面回采前后顶底板应力传递规律,探讨孤岛工作面顶板支承压力规律、下伏... 针对下伏运输大巷长期受孤岛工作面应力集中影响破坏严重现状,对孤岛工作面进行回收处理,从而减小其对巷道围岩应力集中的影响。采用数值模拟方法,对比分析孤岛工作面回采前后顶底板应力传递规律,探讨孤岛工作面顶板支承压力规律、下伏运输大巷与孤岛工作面底板垂直距离不同时底板应力变化规律。研究发现:随着下伏巷道距离底板距离的增大,巷道围岩应力集中程度呈现减小的趋势;工作面回采后底板应力明显得以释放,底板巷道围岩应力集中系数减小52%~60%;底板巷道围岩剪切破坏呈现X形破坏。研究结果为后续巷道围岩支护优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 孤岛工作面 顶底板应力 传递规律 数值模拟 X形破坏
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孤岛工作面自燃“三带”区域指标气体分析研究 被引量:5
17
作者 李建军 郝维栋 《煤炭与化工》 CAS 2018年第9期109-112,共4页
为保证南庄矿井孤岛工作面采空区自然发火防治工作做到安全、科学、有效,采用沿进风和回风顺槽埋管监测的方法,对采空区气体进行取样分析,定期监测采空区O_2、CO、CO_2、CH_4指标气体浓度,利用O_2浓度确定采空区自燃"三带"分... 为保证南庄矿井孤岛工作面采空区自然发火防治工作做到安全、科学、有效,采用沿进风和回风顺槽埋管监测的方法,对采空区气体进行取样分析,定期监测采空区O_2、CO、CO_2、CH_4指标气体浓度,利用O_2浓度确定采空区自燃"三带"分布范围,并结合采空区遗煤自燃理论,分析采空区"三带"分布特征及指标气体浓度变化规律。结果表明,CO和(CO/CO_2)这两种指标分析能较准确地反映采空区自燃危险区域,通过监测其浓度能预测采空区自燃危险程度,对采空区自然发火作趋势预判,为孤岛工作面防灭火方案的制订提供科学依据。 展开更多
关键词 孤岛工作面 自燃“三带” 自然发火 指标气体 防灭火
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孤岛工作面动力灾害预防控制方法研究 被引量:5
18
作者 郝建 徐明伟 +3 位作者 吴文兵 张志敏 程洪良 胡克峰 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期976-980,共5页
为研究孤岛工作面安全开采方法,理论分析其动力灾害多发的岩层运动及应力条件,并提出其安全开采的准则。认为只要合理设计开采参数,就可以避免孤岛工作面动力灾害的发生。分析表明:孤岛工作面长度大于相邻工作面支承压力影响范围之和时... 为研究孤岛工作面安全开采方法,理论分析其动力灾害多发的岩层运动及应力条件,并提出其安全开采的准则。认为只要合理设计开采参数,就可以避免孤岛工作面动力灾害的发生。分析表明:孤岛工作面长度大于相邻工作面支承压力影响范围之和时,孤岛工作面支承压力无法叠加,工作面较安全;相邻工作面长度大于关键层断裂步距时,覆岩关键层可充分塌垮,孤岛工作面无动压冲击危险;在稳定的内应力场开掘回采巷道时,回采巷道无冲击危险。 展开更多
关键词 孤岛工作面 动力灾害 支承压力 关键层 内应力场
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孤岛工作面长水平深孔全长水力压裂卸压机理及多参量效果分析 被引量:1
19
作者 杨旭 王涛 李明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第2期147-158,共12页
为了解决深井孤岛工作面回采巷道面临的强动压问题,分析了孤岛工作面存在的工作面侧向采空区顶板悬顶、后方采空区侧顶板悬顶以及上部高位岩层结构悬顶3种类型,对深孔压裂类型进行了分析,提出了基于长水平孔的全长水力压裂布置方式,在某... 为了解决深井孤岛工作面回采巷道面临的强动压问题,分析了孤岛工作面存在的工作面侧向采空区顶板悬顶、后方采空区侧顶板悬顶以及上部高位岩层结构悬顶3种类型,对深孔压裂类型进行了分析,提出了基于长水平孔的全长水力压裂布置方式,在某矿3203孤岛工作面进行了应用;通过在不同层位的目标岩层施工长水平孔压裂,实现了对于孤岛工作面强动压巷道卸压的全长处理。分别在采场和巷道进行矿压观测并选取评价指标,通过多参量、分阶段的分析,可以发现:这种卸压方式能在顶板构筑弱化条带,达到改善本工作面端头和采空区上方顶板空间结构形态、缩短工作面周期来压步距、降低工作面超前支承应力峰值的作用,从时间和空间上优化工作面超前区域应力场的分布状态,转移煤柱与巷道围岩的高应力,减小采动应力的影响,显著降低回采期间的巷道变形量,实现孤岛工作面的安全高效回采。 展开更多
关键词 孤岛工作面 悬顶 长水平孔 全长水力压裂 卸压效果
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综放孤岛工作面顺槽超前支护选型研究 被引量:4
20
作者 赵建敏 《中国西部科技》 2011年第3期7-8,6,共3页
针对东山煤矿煤层赋存和开采条件,介绍了15号煤层51519综放孤岛工作面顺槽超前支护选型研究,确定采用传统的超前支护方式:即采用单体液压支柱加金属顶梁(或工字钢)进行超前支护,论述了不采用超前液压支架的原因,为孤岛工作面综放开采超... 针对东山煤矿煤层赋存和开采条件,介绍了15号煤层51519综放孤岛工作面顺槽超前支护选型研究,确定采用传统的超前支护方式:即采用单体液压支柱加金属顶梁(或工字钢)进行超前支护,论述了不采用超前液压支架的原因,为孤岛工作面综放开采超前支护提出一些有益的建议。 展开更多
关键词 孤岛工作面 综放开采 超前支护
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