采动煤岩体瓦斯渗透率分布规律与演化过程 被引量：32

1

作者 薛东杰 周宏伟 +1 位作者 唐咸力 赵宇峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期930-935,共6页

基于潘一矿煤田地质背景,以保护层开采为代表,开展相似模拟试验,通过Matlab软件实时捕获标记点位置并通过像素点演算其坐标,得到采场体积应变分布,可有效地反映采场膨胀-压缩变形分布。同时进一步开展全应力应变渗透试验,建立体积应变... 基于潘一矿煤田地质背景,以保护层开采为代表,开展相似模拟试验,通过Matlab软件实时捕获标记点位置并通过像素点演算其坐标,得到采场体积应变分布,可有效地反映采场膨胀-压缩变形分布。同时进一步开展全应力应变渗透试验,建立体积应变与渗透率的耦合关系方程,绘制采场的渗透率分布。研究发现随着工作面向前推进,体积膨胀变形与渗透率演化分布是一致的,上保护层渗透特性演化滞后于保护层,并且随着垮落区的形成与再压密,渗透率也逐渐减小,形成类蝌蚪状分布。 展开更多

关键词 渗透率 保护层 相似模拟 体积膨胀

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贵州煤矿煤与瓦斯突出防治技术体系研究 被引量：15

2

作者 韩真理 张书金 +2 位作者 衡献伟 徐晓乾 李晓华 《煤矿安全》 北大核心 2017年第11期9-12,16,共5页

贵州煤层赋存条件复杂,中小型煤矿众多,防突技术体系中存在问题,针对其突出煤层群保护层难以选择、专用瓦斯抽采巷层位布置不科学、预测预报指标不敏感、防突装备合理配备等问题进行了研究。利用构建的煤层突出危险程度评价模型对贵州... 贵州煤层赋存条件复杂,中小型煤矿众多,防突技术体系中存在问题,针对其突出煤层群保护层难以选择、专用瓦斯抽采巷层位布置不科学、预测预报指标不敏感、防突装备合理配备等问题进行了研究。利用构建的煤层突出危险程度评价模型对贵州典型含煤构造单元的突出危险性进行排序,并利用构建的保护层选择方法对其合理保护层进行了推荐;建立贵州突出矿井专用瓦斯抽采巷层位布置原则,并对典型含煤构造单元的合理层位进行了推荐。根据"三率"分析和基于突出危险性的指标敏感性分析,安顺、黔西南和六盘水地区敏感指标为K1,遵义和毕节地区敏感指标为△h2;建议毕节地区增加软分层作为预测指标。结合矿井防突实际需求,对防突装备进行了推荐。 展开更多

关键词 突出危险性 保护层 瓦斯抽采 防突体系 敏感指标

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深部煤岩体卸荷损伤变形演化特征数值模拟及验证 被引量：9

3

作者 蔡永博 王凯 +3 位作者 袁亮 徐超 付强 孔德磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1527-1535,共9页

为研究保护层开采过程中下伏煤岩体卸荷损伤变形演化特征,运用FLAC3D数值模拟方法及现场实验测量手段,以山西保德煤矿实际情况为研究背景,对保护层开采过程中下伏煤岩体应力、变形、塑性演化规律进行了研究及验证。研究表明:保护层开采... 为研究保护层开采过程中下伏煤岩体卸荷损伤变形演化特征,运用FLAC3D数值模拟方法及现场实验测量手段,以山西保德煤矿实际情况为研究背景,对保护层开采过程中下伏煤岩体应力、变形、塑性演化规律进行了研究及验证。研究表明:保护层开采过程中,被保护层应力呈增大—减小—增大的变化规律,下伏煤岩体应力在空间上呈现出明显的“O”形应力分布规律;受保护层采动影响,下伏煤层测点经过原岩应力、应力集中、采动卸压、应力恢复4个阶段;最大应力集中系数与最小卸荷比为固定值,且出现时间相同,工作面前方应力集中系数与工作面后方卸荷比均呈往复性变化,变化周期与工作面来压周期相关;本文实例中,最大应力集中系数约为1.32,此时测点受到的z向应力值达到最大;最小卸压比约为4.4%,此时测点受到的z向应力值达到最小,卸压效果最好;受应力变化影响,被保护层呈压缩—恢复—膨胀—回缩的基本变化规律,最终状态保持一定的膨胀变形,与应力分区相对应,根据不同变形特征可将下伏煤层分为原岩状态区、压缩变形区、卸压膨胀区、变形恢复区;本文实例中11号煤层最大膨胀变形量约为0.6%,此时测点裂隙最为发育,增透效果最好,有利于瓦斯卸压抽采;受应力变化影响,下伏煤岩体塑形区域范围在空间上呈先xyz三向增大—x轴方向单向增大y轴z轴2个方向稳定的变化规律;随着工作面的回采,被保护层煤体塑性区范围在x轴方向不断增加;通过实测保德煤矿81307工作面回采过程中下伏11号煤地应力、膨胀变形量,对深部煤岩体卸荷损伤变形演化特征数值模拟结果进行了验证,下伏11号煤地应力、膨胀变形量变化规律与数值模拟规律较为吻合。 展开更多

关键词 保护层开采 下伏煤岩体 卸荷损伤 移动变形

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近距离煤层群上保护层开采防突优化设计 被引量：7

4

作者 徐东方 覃佐亚 +1 位作者 旷裕光 杨静 《煤炭技术》 CAS 2018年第11期183-185,共3页

为了对一平硐煤矿防突措施进行有效优化,通过矿井保护层开采实际效果考察对比,并结合数值模拟研究,分析了上部保护层开采后下部岩体的应力变化趋势。发现处于保护范围内的钻孔,瓦斯抽采浓度下降幅度变缓,流量总值提升到2.1倍,抽采影响... 为了对一平硐煤矿防突措施进行有效优化,通过矿井保护层开采实际效果考察对比,并结合数值模拟研究,分析了上部保护层开采后下部岩体的应力变化趋势。发现处于保护范围内的钻孔,瓦斯抽采浓度下降幅度变缓,流量总值提升到2.1倍,抽采影响半径由未开采保护层时的3.0 m增加到保护后的5.2 m。 展开更多

关键词 保护层 模拟 影响半径 优化

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高突煤层保护层瓦斯综合治理技术 被引量：5

5

作者 何勇 《煤炭技术》 CAS 2006年第11期68-70,共3页

高突煤层作为保护层开采时,其邻近层的瓦斯涌出量很大,上下邻近煤层的卸压瓦斯将大量涌入开采煤层及采空区,严重威胁保护层工作面的安全与生产。文章详细介绍了综合治理C15,B9b邻近煤层的卸压瓦斯技术。

关键词 高突煤层 保护层 瓦斯治理

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被保护层卸压瓦斯立体抽采技术 被引量：5

6

作者 谷丽朋 罗新荣 《矿业工程研究》 2011年第1期21-24,共4页

论述了保护层开采和瓦斯抽采对于煤矿安全生产的重要性及对环境保护的意义,并阐明了其理论依据.介绍了适合我国煤层赋存条件的立体化瓦斯抽采新技术,并举例说明了保护层开采和立体化抽采技术所取得的效果及其对遏制瓦斯灾害、充分利用... 论述了保护层开采和瓦斯抽采对于煤矿安全生产的重要性及对环境保护的意义,并阐明了其理论依据.介绍了适合我国煤层赋存条件的立体化瓦斯抽采新技术,并举例说明了保护层开采和立体化抽采技术所取得的效果及其对遏制瓦斯灾害、充分利用资源的重要性. 展开更多

关键词 保护层 瓦斯 立体抽采

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近距离煤层开采冲击地压防治技术研究 被引量：3

7

作者 刘鹏 曲延伦 刘宝亮 《中国煤炭》 北大核心 2015年第12期40-43,共4页

南屯煤矿的3_上、3_下煤层间距2～13 m,3上煤层开采中受巨厚红层初次断裂影响引发强矿震,并诱发采场形成冲击灾害,且在3_下煤层开采中仍发生强矿震。分析了开采3_下煤层上覆岩层的冒落和移动规律,得出3_下煤层采动引发矿震的机理。依据... 南屯煤矿的3_上、3_下煤层间距2～13 m,3上煤层开采中受巨厚红层初次断裂影响引发强矿震,并诱发采场形成冲击灾害,且在3_下煤层开采中仍发生强矿震。分析了开采3_下煤层上覆岩层的冒落和移动规律,得出3_下煤层采动引发矿震的机理。依据矿震诱发冲击机理,通过采取优化采面开采布局、减小采动对冲击危险区扰动和优化巷道支护体参数等措施,有效地保证了被解放层采场的作业安全,实现了安全开采。 展开更多

关键词 近距离煤层开采 被解放层 巨厚岩层 矿震 冲击地压

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保护层开采穿层钻孔抽采最大化技术研究 被引量：2

8

作者 曹学军 马权 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2009年第10期52-54,共3页

保护层开采时,对被保护层的瓦斯治理是一项非常重要的工作。通过合理的钻孔布置,既减少了钻孔的工程量,又能提高钻孔的利用率,真正做到了瓦斯治理工作最大化、科学化。

关键词 保护层 被保护层 瓦斯治理

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近距离突出煤层群保护层选择技术研究 被引量：2

9

作者 解庆雪 邓素华 +1 位作者 韩真理 公衍伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第7期15-18,共4页

近距离突出煤层群条件下,保护层选择问题尚缺乏系统的研究,也没有成熟的技术及经验,西南地区近距离突出煤层群矿井众多,急需相关技术,以提高矿井的安全高效生产。为此对近距离突出煤层保护层选择进行了系统研究,通过实践取得了良好的效果。

关键词 近距离 煤层群 保护层 选择

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下峪口矿工作面瓦斯分布规律研究 被引量：2

10

作者 李慧鹏 刘志华 《中国煤炭》 北大核心 2011年第9期97-100,共4页

针对在保护层开采过程中,保护层与被保护层中的瓦斯同时涌到开采工作面导致瓦斯超限的问题,以韩城矿务局下峪口矿为例,通过实测得到风量、瓦斯沿工作面方向的分布规律,结果表明,工作面靠近采空区侧瓦斯浓度最高,工作面中部位置瓦斯浓度... 针对在保护层开采过程中,保护层与被保护层中的瓦斯同时涌到开采工作面导致瓦斯超限的问题,以韩城矿务局下峪口矿为例,通过实测得到风量、瓦斯沿工作面方向的分布规律,结果表明,工作面靠近采空区侧瓦斯浓度最高,工作面中部位置瓦斯浓度最低,距离回风巷道越近瓦斯浓度越高;受尾巷影响,在工作面靠近回风巷道一侧,采空区瓦斯浓度呈现了平缓趋势。 展开更多

关键词 保护层 卸压瓦斯 单元法 瓦斯分布规律

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多煤层保护层开采防治瓦斯技术试验研究 被引量：2

11

作者 徐东方 覃佐亚 +1 位作者 旷裕光 杨静 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2017年第3期185-186,共2页

通过对金竹山矿业公司某矿23采区将2煤作为5煤保护层开采后的范围与效果考察研究,得出了保护范围卸压角。保护区域内的钻孔瓦斯流量衰减系数由开采前的0.016、0.015 d-1下降到0.008、0.011 d-1,钻孔7 d平均瓦斯抽采量提高了2~3倍。

关键词 保护层 卸压角 衰减系数 瓦斯流量

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潘三矿11-2煤层小构造发育规律研究 被引量：1

12

作者 何少立 曹思华 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2009年第1期89-91,共3页

分析、总结了潘三矿11-2煤层小构造发育规律,并据此在采掘过程中采取针对性的过断层及瓦斯治理措施,提高了11-2煤采掘进度,加快了11-2煤保护层开采力度,保障了被保护层13-1煤层工作面安全、快速施工,确保了高产、高效矿井安全生产和可... 分析、总结了潘三矿11-2煤层小构造发育规律,并据此在采掘过程中采取针对性的过断层及瓦斯治理措施,提高了11-2煤采掘进度,加快了11-2煤保护层开采力度,保障了被保护层13-1煤层工作面安全、快速施工,确保了高产、高效矿井安全生产和可持续发展。 展开更多

关键词 煤层 小构造发育 保护层

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保护层工作面瓦斯综合治理技术及效果探讨

13

作者 赵绍杰 《安徽冶金科技职业学院学报》 2016年第2期35-38,共4页

开采保护层是对高突煤层进行区域消突最佳措施,已经得到广泛使用。为了更好的治理保护层工作面回采期间的瓦斯,同时最大可能抽采被保护层卸压瓦斯,一般采用综合瓦斯治理措施。本文以1561(1)工作面为例,分析了不同瓦斯治理措施的抽采效果... 开采保护层是对高突煤层进行区域消突最佳措施,已经得到广泛使用。为了更好的治理保护层工作面回采期间的瓦斯,同时最大可能抽采被保护层卸压瓦斯,一般采用综合瓦斯治理措施。本文以1561(1)工作面为例,分析了不同瓦斯治理措施的抽采效果,为其他矿井提供参考。 展开更多

关键词 保护层 底板巷 地面钻井 穿层钻孔

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孟津煤矿二_2-11031工作面顺槽支护方案优化设计初探

14

作者 苏本胜 《科技创新导报》 2014年第14期62-63,共2页

孟津煤矿属煤与瓦斯突出矿井,采用开采解放层结合底板抽放巷进行回采,二2煤层是解放层,本煤层11031工作面顺槽属半煤岩巷道,支护主体采用锚网索+双工字钢棚联合支护,锚网索作为补强支护,钢材消耗量大,操作工序多,成本高,进度慢,支护方... 孟津煤矿属煤与瓦斯突出矿井,采用开采解放层结合底板抽放巷进行回采,二2煤层是解放层,本煤层11031工作面顺槽属半煤岩巷道,支护主体采用锚网索+双工字钢棚联合支护,锚网索作为补强支护,钢材消耗量大,操作工序多,成本高,进度慢,支护方案优化就显得尤为重要。 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 解放层 锚网索 方案优化

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层间有完整厚岩层的保护层作用研究

15

作者 张恩强 刘仓 +3 位作者 王飞龙 曹宇翔 李军 姜俊博 《煤炭工程》 北大核心 2015年第1期81-84,共4页

为实现煤与瓦斯突出煤层的安全高效开采,运用现场实测、力学分析与数值模拟的方法,研究了保护层与被保护层间有完整厚"屏障"岩层时,该完整厚岩层对瓦斯释放作用的影响。分析了上保护层开采过程中,完整厚"屏障"岩层... 为实现煤与瓦斯突出煤层的安全高效开采,运用现场实测、力学分析与数值模拟的方法,研究了保护层与被保护层间有完整厚"屏障"岩层时,该完整厚岩层对瓦斯释放作用的影响。分析了上保护层开采过程中,完整厚"屏障"岩层的应力变化规律和破坏规律。研究结果表明:保护层开采后,该岩层中应力减小到原岩应力的43%,岩层通透性增大;底板塑性区穿过完整厚"屏障"岩层,深度超过20m,岩层出现的新裂隙与旧裂隙贯通形成"瓦斯通道",一般破坏发生在煤壁后方5m左右的底板中;说明了保护层作用不受该完整厚岩层控制,被保护层在开采过程中,采空区残留的解析瓦斯可能造成工作面上隅角瓦斯积聚,生产过程中要加强瓦斯监控。 展开更多

关键词 保护层 瓦斯运移 FLAC^3D 裂隙发育 屏障岩层

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近距离突出煤层群上保护层瓦斯综合治理技术 被引量：31

16

作者 马国强 陈如忠 +2 位作者 崔刚 刘宁宁 李磊 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第3期52-55,共4页

针对打通一矿近距离突出煤层群上保护层开采面临的快速消突与瓦斯超限的难题,采用本煤层水力压裂增透,顺层平行钻孔下套管预抽,邻近被保护层底板穿层网格钻孔预抽、卸压抽、残抽,高位钻孔抽采,"U型+尾排"通风方式等瓦斯综合... 针对打通一矿近距离突出煤层群上保护层开采面临的快速消突与瓦斯超限的难题,采用本煤层水力压裂增透,顺层平行钻孔下套管预抽,邻近被保护层底板穿层网格钻孔预抽、卸压抽、残抽,高位钻孔抽采,"U型+尾排"通风方式等瓦斯综合治理技术措施,实现了保护层工作面的快速消突,抽采达标时间缩短了90 d,突出预测指标K1、S从未超标,工作面瓦斯抽采率达到72.07%,彻底解决了回风隅角瓦斯频繁超限难题,保障了矿井采掘接替及工作面安全高效回采。 展开更多

关键词 近距离煤层 上保护层 突出煤层群 瓦斯治理 采掘接替 抽采达标

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极薄保护层钻采上覆煤层透气性变化及分布规律 被引量：12

17

作者 刘海波 程远平 +1 位作者 宋建成 尚政杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期411-416,共6页

为了分析极薄保护层钻采的卸压保护效果,采用相似模拟和现场试验相结合的研究方法,系统研究了被保护层卸压前后煤层透气性变化及分布规律。相似模拟试验研究表明,极薄保护层钻采后,被保护层产生卸压膨胀变形,煤层透气性增大,煤层透气性... 为了分析极薄保护层钻采的卸压保护效果,采用相似模拟和现场试验相结合的研究方法,系统研究了被保护层卸压前后煤层透气性变化及分布规律。相似模拟试验研究表明,极薄保护层钻采后,被保护层产生卸压膨胀变形,煤层透气性增大,煤层透气性系数由3.80 m2/(MPa2.d)增大到7.11 m2/(MPa2.d)。上覆煤岩体移动稳定后,由于煤岩体应力逐渐恢复,煤层透气性系数降至5.61 m2/(MPa2.d),在保护层始采线前方和停采线后方的一定范围内上覆被保护层透气性比采空区中部大。随着被保护煤层逐渐被压实,煤层透气性有所降低,为了达到最佳的瓦斯抽采效果,必须在保护层钻采的同时进行卸压瓦斯抽采。现场实测极薄保护层钻采后被保护层透气性系数由0.047 m2/(MPa2.d)增加到18.928 m2/(MPa2.d),提高了403倍。 展开更多

关键词 极薄保护层 被保护层 煤层透气性 相似模拟 卸压

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远距离下保护层开采卸压特性及钻井抽采消突研究 被引量：13

18

作者 刘应科 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1067-1068,共2页

摘要：我国西部部分矿区地质构造复杂，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出十分严重，威胁了矿井的安全生产，制约了煤炭资源的开发。针对这些矿区构造复杂、煤层渗透性差及煤层群开采的特点，以消除煤与瓦斯突出危险性、降低煤层瓦斯含量为切... 摘要：我国西部部分矿区地质构造复杂，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出十分严重，威胁了矿井的安全生产，制约了煤炭资源的开发。针对这些矿区构造复杂、煤层渗透性差及煤层群开采的特点，以消除煤与瓦斯突出危险性、降低煤层瓦斯含量为切入点，对远距离下保护层开采及钻井抽采缷压瓦斯、消除煤与瓦斯突出危险性进行了系统研究。构建了采场相似模型和数值分析模型，研究了远距离下保护层开采的卸压特性：①下保护层开采期间，被保护层可实现充分卸压，其透气性系数大幅度提高，为抽采卸压瓦斯提供了条件；②针对双保护层开采条件，揭示了工作面风巷、机巷内错40～50m区域的被保护层均为膨胀区，是布置钻井的合理位置；③提出了远距离双保护层开采的重复卸压模型，首采保护层回采后形成的采空区具有“缓冲效应”，减弱了次采保护层开采期间上覆煤层的卸压程度。建立了地面钻井稳定性分析的力学模型，研究得出：①邻近岩层的强度相差越大，对钻井的挤压、剪切作用越大；②在套管和井壁之间留设间距后，套管上的最大剪切应力平均降低50．8％，减小了套管剪切破坏的概率；③生产套管长度越大，其挠度值越大，抗弯曲变形能力越强。对此，设计了防剪切破断的钻井井身结构：生产套管采用贯穿井身的整管，与固井套管或井壁之间留设“缓冲容移间距”，筛管段采用了“套管强化技术”，有效提高了钻井稳定性。揭示了地面钻井抽采卸压瓦斯规律：①阐明了工作面回采距离（表征上覆煤层和裂隙带的透气性）是影响钻井产气率的关键参数；②得出了保护层工作面回采期间地面钻井产气率“快增慢减”的变化机制，并确定了钻井的最佳布井参数；③建立了卸压煤层及采空区的瓦斯流量计算模型，为钻井抽 展开更多

关键词 煤与瓦斯突出 下保护层 地面钻井 缓冲效应 井身结构

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保护层开采被保护层体积应变与渗透特性相似模拟研究 被引量：13

19

作者 霍丙杰 范张磊 +3 位作者 路洋波 段志华 荆雪冬 解振华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期19-25,80,共8页

保护效果分析是保护层开采的关键技术之一,体积变形与渗透特性是评价保护效果的核心指标。以长平矿3号煤层下保护层开采防治瓦斯灾害为工程背景,基于实验室相似模拟研究平台,根据体积应变特征研究被保护层渗透特性演化规律,提出了"... 保护效果分析是保护层开采的关键技术之一,体积变形与渗透特性是评价保护效果的核心指标。以长平矿3号煤层下保护层开采防治瓦斯灾害为工程背景,基于实验室相似模拟研究平台,根据体积应变特征研究被保护层渗透特性演化规律,提出了"四定点围域面积"分析方法,应用其研究被保护层在采动应力变化条件下体积应变特征;建立了体积应变与渗透率相关性数学模型,揭示了被保护层卸压煤岩体渗透特性演化规律。研究成果表明:下保护层工作面推进过程中,被保护层煤体体积应变在空间上依次呈∧型、π型和马鞍型分布;在保护层开采过程中被保护层最大压缩变形率为0.723%,最大膨胀变形率为0.77%。下保护层开采过程中,被保护层煤体渗透性演化规律总体呈马鞍型发展趋势,被保护层在拉伸蠕变阶段渗透率最大增加129%,在采空区覆岩压缩密实阶段渗透率平均增加82%,在压缩稳定后渗透率平均增加43%。研究成果揭示了长平矿下保护层开采过程中被保护层渗透特征演化规律,为被保护层卸压效果评价、卸压瓦斯治理方案确定提供了理论依据。 展开更多

关键词 保护层开采 相似材料模拟 体积应变 渗透特性 瓦斯防治

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远程保护层开采上覆煤岩层移动规律 被引量：11

20

作者 熊祖强 王文 李化敏 《中国煤炭》 北大核心 2009年第7期44-46,共3页

采用UDEC离散元数值模拟研究方法,对平顶山矿区远程下保护层开采条件下上覆煤岩层卸压特征、膨胀变形特征进行了分析。结果表明,在采动或重复采动作用下,上覆煤层卸压特征明显,透气性增加显著。

关键词 远程保护层 岩层移动 数值模拟

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