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浅埋采空区垮落岩体碎胀特性研究
被引量：
35
1
作者
梁冰
汪北方
+2 位作者
姜利国
李刚
李长玉
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期475-482,共8页
基于岩石碎胀特性对浅埋采空区垮落岩体空隙储水工程的重要意义,采用理论分析、数学建模与现场应用相结合的方法,对神东矿区某矿32302工作面采空区垮落岩体应力变化与碎胀系数分布规律进行研究.分析覆岩"两带"结构特征,划分...
基于岩石碎胀特性对浅埋采空区垮落岩体空隙储水工程的重要意义,采用理论分析、数学建模与现场应用相结合的方法,对神东矿区某矿32302工作面采空区垮落岩体应力变化与碎胀系数分布规律进行研究.分析覆岩"两带"结构特征,划分采空区垮落岩体应力和碎胀系数分区.根据悬臂梁及弹性地基梁理论,推导各分区垮落岩体应力变化公式,建立碎胀系数分布模型,并利用岩石压实实验进行验证.应用数学模型计算32302工作面采空区垮落岩体空隙储水体积为5 700 651.68m3,与岩移法估算结果较为接近,误差仅为7.14%.结果表明:针对浅埋煤层赋存条件,运用数学方法分析采空区垮落岩体碎胀特性是可行的,促进岩石碎胀特性研究方法多元化发展,为浅埋采空区垮落岩体空隙储水量预测提供新的途径.
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关键词
浅埋煤层
垮落岩体应力
碎胀系数
数学模型
采空区储水
原文传递
蓄水采空区区段煤柱采动水浸弱化机制与失稳特征
被引量：
4
2
作者
刘世奇
张村
+3 位作者
曾一凡
王磊
兰世勇
孙伟
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1084-1094,共11页
利用煤矿采空区作为临时水仓能够缓解富水顶板工作面开采排水压力,加快采掘衔接;但采空区残留煤柱在采动水浸影响下的失稳特征将影响工作面的安全回采。基于此,采用现场实测结合流固耦合数值模拟方法分析区段煤柱的采动水浸弱化机制与...
利用煤矿采空区作为临时水仓能够缓解富水顶板工作面开采排水压力,加快采掘衔接;但采空区残留煤柱在采动水浸影响下的失稳特征将影响工作面的安全回采。基于此,采用现场实测结合流固耦合数值模拟方法分析区段煤柱的采动水浸弱化机制与失稳特征。瞬变电磁法结合钻孔应力计与巷道表面位移监测结果表明:首采工作面(P122106)回采过程中,区段煤柱应力呈马鞍形分布,能够对巷道顶板形成有效支撑;但在邻近工作面(P122108)采动与采空区水浸耦合作用下,P122108巷道变形量大幅度增加,区段煤柱出现失稳。在此基础上,采用自行开发的流固耦合数值模拟结合损伤度量化指标分析获得煤柱采动水浸的渐进损伤特征,研究不同采空区水位对煤柱稳定性的影响。水浸弱化的存在使得宽度为35m的煤柱不足以隔离采空区蓄水池,存在工作面突水危险。在首采工作面开采过程中,煤柱损伤度为53.4%;而在采空区蓄水及邻近工作面采动影响下煤柱观测区域煤柱损伤度达到84.1%,超过了煤柱失稳临界损伤度65.7%。在采空区水位降至2m和4m时,煤柱损伤度虽然出现降低,分别为70.5%和76.8%,但仍然超过了极限损伤度。综合考虑现场实际条件和数值模拟结果,提出疏放P122106采空区蓄水池内的水并辅以加强支护的方式来减小巷道围岩的破坏和变形的解决措施。在研究矿井采用上述手段后,煤柱帮和顶板变形量均降低了39.6%和30.8%,确保了工作面安全生产。
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关键词
区段煤柱
水浸软化
采动作用
采空区蓄水
流固耦合
原文传递
采空区防水密闭墙稳定性监测与抗水压能力研究
被引量：
1
3
作者
杜明泽
孔繁龙
+1 位作者
费宇
王东昊
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期200-208,共9页
井下采空区储水是西部生态脆弱区保水开采的重要手段之一,防水密闭墙的稳定性关系到采空区储水的安全性。针对采空区防水密闭墙稳定性难以监测、抗水压能力难以预测这一关键问题,以察哈素煤矿井下采空区防水密闭墙为背景,采用理论分析...
井下采空区储水是西部生态脆弱区保水开采的重要手段之一,防水密闭墙的稳定性关系到采空区储水的安全性。针对采空区防水密闭墙稳定性难以监测、抗水压能力难以预测这一关键问题,以察哈素煤矿井下采空区防水密闭墙为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,测试了煤层及顶底板力学性能,获得了煤体及顶底板最小抗压强度;考虑密闭墙结构的受力特点,计算推导了不受采动影响情况下防水密闭墙的最大承压能力;建立了防水密闭墙数值模型,分析了超前采动影响和不同水头高度(6、9、12、15 m)下密闭的受力状态、变形及破坏情况;研发了井下采空区防水密闭墙应力、位移监测系统,并基于理论分析,合理布设监测点,且在现场进行了应用。在此基础上,结合理论分析与数值模拟结果,确定了防水密闭墙的最大安全水头高度和警戒水位线的水头高度。结果表明:超前采动对防水密闭墙损伤有一定的影响,且水压作用加大了密闭墙与煤柱接触面间裂隙滑移范围;采终防水密闭墙承受的最大水头高度为12 m,防水密闭墙的警戒水位线的水头高度为9.6 m;防水密闭墙在墙体与煤柱的接触面以及密闭墙体顶底角位置为结构弱面,易发生破坏,应注意加强密闭墙相嵌与煤岩体位置以及密闭墙体顶底角位置处的监测或观测,必要时可采用注浆封堵手段对结构弱面或渗漏部位进行加固处理。研究结果可为类似矿井防水密闭墙的稳定性监测与抗水压能力评估提供理论基础与应用参考。
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关键词
防水密闭墙
采空区储水
承压能力
保水开采
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职称材料
采空区低温蓄水降温技术
被引量：
4
4
作者
辛嵩
高浩政
+1 位作者
王连涛
陶维国
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2016年第8期82-85,共4页
针对济宁二号煤矿热害较为严重的问题,提出利用十一采采空区低温冷水,结合空冷器对矿井进行降温的方法,以此实现冷却水的井下循环,同时避免了矿井供水、排水的紧张局面。运行局部降温系统之后,测试和对比分析了降温前后工作面风流热力...
针对济宁二号煤矿热害较为严重的问题,提出利用十一采采空区低温冷水,结合空冷器对矿井进行降温的方法,以此实现冷却水的井下循环,同时避免了矿井供水、排水的紧张局面。运行局部降温系统之后,测试和对比分析了降温前后工作面风流热力参数。结果表明,降温后工作面平均干球温度降低了2.2℃,平均湿球温度降低了2.6℃,取得了较好的应用效果。
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关键词
矿井热害
局部降温系统
采空区蓄水
工作面
降温效果
原文传递
哈拉沟煤矿3^(-1)煤开采井下排水系统设计
被引量：
1
5
作者
杜秀明
《陕西煤炭》
2018年第5期78-81,共4页
煤矿井下排水系统的优劣直接影响着矿井的安全。为了不影响矿井新水平正常接续生产,需要提前就井下排水系统进行设计。以哈拉沟煤矿为例,分析了3^(-1)煤水平延深开采时排水系统的设备选型、管路敷设及采空区储水工程的设计规划。
关键词
煤矿
排水系统
设备选型
采空区储水
下载PDF
职称材料
我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展
被引量：
188
6
作者
顾大钊
张勇
曹志国
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2016年第1期1-7,共7页
水资源短缺是全球性问题,我国是全球最缺水的国家之一。煤炭资源与水资源的逆向分布使得我国煤炭开采水资源保护利用成为煤炭绿色开发的重大技术难题。我国西部已成为煤炭的主产区,但该地区生态环境脆弱,水资源蒸发量大,矿井水外排后蒸...
水资源短缺是全球性问题,我国是全球最缺水的国家之一。煤炭资源与水资源的逆向分布使得我国煤炭开采水资源保护利用成为煤炭绿色开发的重大技术难题。我国西部已成为煤炭的主产区,但该地区生态环境脆弱,水资源蒸发量大,矿井水外排后蒸发损失是我国目前煤炭开采年损失60亿t矿井水的主要原因。系统分析了煤炭开采水资源保护利用的技术进展及工程应用特点;介绍了神华集团经过近20年的技术探索和工程实践,突破传统理念,首次提出采空区储用矿井水的技术构想,攻克了水源预测、水库选址、库容计算、坝体构筑、安全控制和水质保障等技术难题,构建了煤矿地下水库技术体系。该技术已在神东矿区全面实施,并将在西部其他矿区推广应用,为煤炭开采水资源保护利用开辟了有效的技术途径。
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关键词
煤炭开采
水资源保护利用
采空区储用矿井水
煤矿地下水库
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职称材料
东部矿井淹没式充水储水空间计算研究
被引量：
1
7
作者
刘焕新
《煤炭科技》
2022年第2期5-9,14,共6页
由于缺少实际案例,对如何准确计算关闭矿井淹没式充水储水空间在国内外研究相对较少。结合徐州东部矿区权台煤矿关闭过程,通过超前计算常规储水空间,分步关停排水系统,加强充水过程水位监测,系统开展了关闭矿井淹没式充水储水空间计算研...
由于缺少实际案例,对如何准确计算关闭矿井淹没式充水储水空间在国内外研究相对较少。结合徐州东部矿区权台煤矿关闭过程,通过超前计算常规储水空间,分步关停排水系统,加强充水过程水位监测,系统开展了关闭矿井淹没式充水储水空间计算研究,发现高承压条件下淹没式矿井充水实际储水空间较常规计算采空区储水空间存在较大差异,创新性提出了淹没式矿井充水比例系数的概念,并经过计算得出1.3的经验值,丰富了煤矿关井后防治水实践研究,对类似条件下关闭矿井储水空间计算具有借鉴意义。
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关键词
关闭煤矿
淹没式充水
储水空间
采空区积水充水系数
淹没式矿井充水比例系数
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职称材料
题名
浅埋采空区垮落岩体碎胀特性研究
被引量：
35
1
作者
梁冰
汪北方
姜利国
李刚
李长玉
机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
辽宁工程技术大学矿业学院
出处
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第3期475-482,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51374124)
国家青年科学基金项目(51204086
51304113)
文摘
基于岩石碎胀特性对浅埋采空区垮落岩体空隙储水工程的重要意义,采用理论分析、数学建模与现场应用相结合的方法,对神东矿区某矿32302工作面采空区垮落岩体应力变化与碎胀系数分布规律进行研究.分析覆岩"两带"结构特征,划分采空区垮落岩体应力和碎胀系数分区.根据悬臂梁及弹性地基梁理论,推导各分区垮落岩体应力变化公式,建立碎胀系数分布模型,并利用岩石压实实验进行验证.应用数学模型计算32302工作面采空区垮落岩体空隙储水体积为5 700 651.68m3,与岩移法估算结果较为接近,误差仅为7.14%.结果表明:针对浅埋煤层赋存条件,运用数学方法分析采空区垮落岩体碎胀特性是可行的,促进岩石碎胀特性研究方法多元化发展,为浅埋采空区垮落岩体空隙储水量预测提供新的途径.
关键词
浅埋煤层
垮落岩体应力
碎胀系数
数学模型
采空区储水
Keywords
shallow
buried
coal
seam
stress
of
caving
rock
broken
expand
coefficient
mathematieal
model
water
storage
in
goaf
分类号
TD32 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
蓄水采空区区段煤柱采动水浸弱化机制与失稳特征
被引量：
4
2
作者
刘世奇
张村
曾一凡
王磊
兰世勇
孙伟
机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业工程学院
国家煤矿水害防治工程技术研究中心
冀中能源集团有限责任公司
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室
出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1084-1094,共11页
基金
国家自然科学基金项目(52104155)
河北省重点研发计划项目(22375422D)
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室开放基金项目(WPUKFJJ2019-15)。
文摘
利用煤矿采空区作为临时水仓能够缓解富水顶板工作面开采排水压力,加快采掘衔接;但采空区残留煤柱在采动水浸影响下的失稳特征将影响工作面的安全回采。基于此,采用现场实测结合流固耦合数值模拟方法分析区段煤柱的采动水浸弱化机制与失稳特征。瞬变电磁法结合钻孔应力计与巷道表面位移监测结果表明:首采工作面(P122106)回采过程中,区段煤柱应力呈马鞍形分布,能够对巷道顶板形成有效支撑;但在邻近工作面(P122108)采动与采空区水浸耦合作用下,P122108巷道变形量大幅度增加,区段煤柱出现失稳。在此基础上,采用自行开发的流固耦合数值模拟结合损伤度量化指标分析获得煤柱采动水浸的渐进损伤特征,研究不同采空区水位对煤柱稳定性的影响。水浸弱化的存在使得宽度为35m的煤柱不足以隔离采空区蓄水池,存在工作面突水危险。在首采工作面开采过程中,煤柱损伤度为53.4%;而在采空区蓄水及邻近工作面采动影响下煤柱观测区域煤柱损伤度达到84.1%,超过了煤柱失稳临界损伤度65.7%。在采空区水位降至2m和4m时,煤柱损伤度虽然出现降低,分别为70.5%和76.8%,但仍然超过了极限损伤度。综合考虑现场实际条件和数值模拟结果,提出疏放P122106采空区蓄水池内的水并辅以加强支护的方式来减小巷道围岩的破坏和变形的解决措施。在研究矿井采用上述手段后,煤柱帮和顶板变形量均降低了39.6%和30.8%,确保了工作面安全生产。
关键词
区段煤柱
水浸软化
采动作用
采空区蓄水
流固耦合
Keywords
section
pillar
water
immersion
softening
mining
disturbance
water
storage
in
goaf
fluid
solid
coupling
分类号
TD327 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
采空区防水密闭墙稳定性监测与抗水压能力研究
被引量：
1
3
作者
杜明泽
孔繁龙
费宇
王东昊
机构
煤炭科学技术研究院有限公司
煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室
国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期200-208,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52104196)
中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2019-ZD004)
煤科院科技发展基金资助项目(2021CX-I-06)。
文摘
井下采空区储水是西部生态脆弱区保水开采的重要手段之一,防水密闭墙的稳定性关系到采空区储水的安全性。针对采空区防水密闭墙稳定性难以监测、抗水压能力难以预测这一关键问题,以察哈素煤矿井下采空区防水密闭墙为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,测试了煤层及顶底板力学性能,获得了煤体及顶底板最小抗压强度;考虑密闭墙结构的受力特点,计算推导了不受采动影响情况下防水密闭墙的最大承压能力;建立了防水密闭墙数值模型,分析了超前采动影响和不同水头高度(6、9、12、15 m)下密闭的受力状态、变形及破坏情况;研发了井下采空区防水密闭墙应力、位移监测系统,并基于理论分析,合理布设监测点,且在现场进行了应用。在此基础上,结合理论分析与数值模拟结果,确定了防水密闭墙的最大安全水头高度和警戒水位线的水头高度。结果表明:超前采动对防水密闭墙损伤有一定的影响,且水压作用加大了密闭墙与煤柱接触面间裂隙滑移范围;采终防水密闭墙承受的最大水头高度为12 m,防水密闭墙的警戒水位线的水头高度为9.6 m;防水密闭墙在墙体与煤柱的接触面以及密闭墙体顶底角位置为结构弱面,易发生破坏,应注意加强密闭墙相嵌与煤岩体位置以及密闭墙体顶底角位置处的监测或观测,必要时可采用注浆封堵手段对结构弱面或渗漏部位进行加固处理。研究结果可为类似矿井防水密闭墙的稳定性监测与抗水压能力评估提供理论基础与应用参考。
关键词
防水密闭墙
采空区储水
承压能力
保水开采
Keywords
water
proof
sealing
wall
water
storage
in
goaf
pressure
bearing
capacity
water
-preserved
mining
分类号
TD745 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
采空区低温蓄水降温技术
被引量：
4
4
作者
辛嵩
高浩政
王连涛
陶维国
机构
山东科技大学矿业与安全工程学院
兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿
出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2016年第8期82-85,共4页
文摘
针对济宁二号煤矿热害较为严重的问题,提出利用十一采采空区低温冷水,结合空冷器对矿井进行降温的方法,以此实现冷却水的井下循环,同时避免了矿井供水、排水的紧张局面。运行局部降温系统之后,测试和对比分析了降温前后工作面风流热力参数。结果表明,降温后工作面平均干球温度降低了2.2℃,平均湿球温度降低了2.6℃,取得了较好的应用效果。
关键词
矿井热害
局部降温系统
采空区蓄水
工作面
降温效果
Keywords
underground
thermal
hazard
local
air-cooling
system
water
storage
of
goaf
working
face
cooling
effect
分类号
TD727.2 [矿业工程—矿井通风与安全]
原文传递
题名
哈拉沟煤矿3^(-1)煤开采井下排水系统设计
被引量：
1
5
作者
杜秀明
机构
鄂尔多斯市神东工程设计有限公司
出处
《陕西煤炭》
2018年第5期78-81,共4页
文摘
煤矿井下排水系统的优劣直接影响着矿井的安全。为了不影响矿井新水平正常接续生产,需要提前就井下排水系统进行设计。以哈拉沟煤矿为例,分析了3^(-1)煤水平延深开采时排水系统的设备选型、管路敷设及采空区储水工程的设计规划。
关键词
煤矿
排水系统
设备选型
采空区储水
Keywords
coal
mine
drainage
system
equipment
selection
water
storage
in
goaf
分类号
TD744 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展
被引量：
188
6
作者
顾大钊
张勇
曹志国
机构
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室
神华集团有限责任公司科技发展部
出处
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2016年第1期1-7,共7页
基金
"十二五"国家科技支撑计划资助项目(2012BAC10B03)
文摘
水资源短缺是全球性问题,我国是全球最缺水的国家之一。煤炭资源与水资源的逆向分布使得我国煤炭开采水资源保护利用成为煤炭绿色开发的重大技术难题。我国西部已成为煤炭的主产区,但该地区生态环境脆弱,水资源蒸发量大,矿井水外排后蒸发损失是我国目前煤炭开采年损失60亿t矿井水的主要原因。系统分析了煤炭开采水资源保护利用的技术进展及工程应用特点;介绍了神华集团经过近20年的技术探索和工程实践,突破传统理念,首次提出采空区储用矿井水的技术构想,攻克了水源预测、水库选址、库容计算、坝体构筑、安全控制和水质保障等技术难题,构建了煤矿地下水库技术体系。该技术已在神东矿区全面实施,并将在西部其他矿区推广应用,为煤炭开采水资源保护利用开辟了有效的技术途径。
关键词
煤炭开采
水资源保护利用
采空区储用矿井水
煤矿地下水库
Keywords
coal
mining
protection
and
utilization
of
water
resource
mine
water
storage
and
utilization
in
goaf
coal
mine
underground
reservoir
分类号
TV623 [水利工程—水利水电工程]
TD74 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
东部矿井淹没式充水储水空间计算研究
被引量：
1
7
作者
刘焕新
机构
江苏徐矿能源股份有限公司生产技术部
出处
《煤炭科技》
2022年第2期5-9,14,共6页
文摘
由于缺少实际案例,对如何准确计算关闭矿井淹没式充水储水空间在国内外研究相对较少。结合徐州东部矿区权台煤矿关闭过程,通过超前计算常规储水空间,分步关停排水系统,加强充水过程水位监测,系统开展了关闭矿井淹没式充水储水空间计算研究,发现高承压条件下淹没式矿井充水实际储水空间较常规计算采空区储水空间存在较大差异,创新性提出了淹没式矿井充水比例系数的概念,并经过计算得出1.3的经验值,丰富了煤矿关井后防治水实践研究,对类似条件下关闭矿井储水空间计算具有借鉴意义。
关键词
关闭煤矿
淹没式充水
储水空间
采空区积水充水系数
淹没式矿井充水比例系数
Keywords
close
the
coal
mine
submerged
water
-filled
water
water
storage
space
water
filling
coefficient
of
ponding
in
goaf
water
filling
proportion
coefficient
of
submerged
mine
分类号
TD742 [矿业工程—矿井通风与安全]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
浅埋采空区垮落岩体碎胀特性研究
梁冰
汪北方
姜利国
李刚
李长玉
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
35
原文传递
2
蓄水采空区区段煤柱采动水浸弱化机制与失稳特征
刘世奇
张村
曾一凡
王磊
兰世勇
孙伟
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2022
4
原文传递
3
采空区防水密闭墙稳定性监测与抗水压能力研究
杜明泽
孔繁龙
费宇
王东昊
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
4
采空区低温蓄水降温技术
辛嵩
高浩政
王连涛
陶维国
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2016
4
原文传递
5
哈拉沟煤矿3^(-1)煤开采井下排水系统设计
杜秀明
《陕西煤炭》
2018
1
下载PDF
职称材料
6
我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展
顾大钊
张勇
曹志国
《煤炭科学技术》
CAS
北大核心
2016
188
下载PDF
职称材料
7
东部矿井淹没式充水储水空间计算研究
刘焕新
《煤炭科技》
2022
1
下载PDF
职称材料
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