厚硬顶板水力压裂技术研究及应用

1

作者 陈小磊 孙宁旭 常鹏帅 《山东煤炭科技》 2024年第10期143-147,153,共6页

针对煤层厚硬顶板回采期间大面积悬顶、垮落时动压显现强烈,造成邻空巷道维护困难等问题,进行了水力压裂切顶护巷技术研究。以红柳煤矿I040201(东)工作面为工程背景,采用理论分析、FLAC^(3D)数值模拟等方法,分析了厚硬顶板水力压裂关键... 针对煤层厚硬顶板回采期间大面积悬顶、垮落时动压显现强烈,造成邻空巷道维护困难等问题,进行了水力压裂切顶护巷技术研究。以红柳煤矿I040201(东)工作面为工程背景,采用理论分析、FLAC^(3D)数值模拟等方法,分析了厚硬顶板水力压裂关键参数对切顶卸压效果的影响,并在201工作面进行了工业性试验。结果表明,当切顶角度为60°且切断顶板以上三层岩体(粗粒砂岩、泥岩和中粒砂岩)时,邻空巷道及保护煤柱所承受集中应力显著减小,留巷应力状态得到改善,研究结果可为类似条件下顶板围岩控制提供借鉴。 展开更多

关键词 厚硬 顶板 水力 压裂

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厚硬基本顶切顶卸压成巷及围岩控制技术 被引量：42

2

作者 郭金刚 李耀晖 +4 位作者 石松豪 蒋再胜 陈冬冬 何富连 谢生荣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2853-2864,共12页

预裂切顶是无煤柱自成巷技术的关键,其效果直接关系到留巷的稳定性,而厚硬基本顶条件下切顶留巷的矿压现象、覆岩运移规律及控制技术又有其特殊性。以某矿切顶留巷为工程背景,综合运用UDEC数值模拟、物理相似模拟、理论分析计算及现场... 预裂切顶是无煤柱自成巷技术的关键,其效果直接关系到留巷的稳定性,而厚硬基本顶条件下切顶留巷的矿压现象、覆岩运移规律及控制技术又有其特殊性。以某矿切顶留巷为工程背景,综合运用UDEC数值模拟、物理相似模拟、理论分析计算及现场工业化试验等方法系统开展厚硬基本顶情况下切顶卸压成巷及围岩控制技术研究。首先,利用UDEC数值模拟软件,对比分析不同切顶高度下留巷围岩应力及位移分布规律,结果表明:切顶高度为7 m时,采空侧顶板无法沿切顶线断裂,导致留巷顶板出现下沉离层现象;切顶高度为9 m时,基本顶沿切缝线垮落,煤壁上方基本顶内应力由25~30 MPa降至20~25 MPa;再增加切顶高度对应力分布影响甚微。其次,通过物理相似模拟实验,对比分析不同切顶高度下留巷覆岩运移及矿压变化规律,结果表明:切顶高度为7 m时,基本顶断裂线位于实体煤帮侧,巷道围岩将受到断裂岩块的挤压破坏作用,从而导致巷道顶板破碎、离层、倾斜,甚至直接顶与基本顶大面积垮塌;切顶高度为9 m时,基本顶沿切缝线断裂,采空区顶板垮落时不会对巷道围岩产生挤压影响,卸压效果明显;随着切顶高度增加,切顶高度达到12 m时,基本顶沿着切缝线断裂,但是卸压幅度变化不大。再次,通过理论分析计算,确定现场工业化试验所需的预裂切缝关键参数。现场试验表明:对于厚硬顶板,孔底装药量对爆破效果影响十分显著,装药量在1.0 kg/m时可以克服孔底阻力,达到良好预裂效果;切顶高度为7 m时,巷道试验段中的单体柱出现上部被压弯变形,下部陷入底板的现象,巷道顶板向采空区侧倾斜,切缝侧顶板下沉量为450~500 mm;切顶高度为9和12 m时,巷道试验段中切缝侧顶板下沉量小,且未发现支柱损坏等现象,切顶效果良好。最后,基于上述研究,兼顾现场地质生产条件及技术经济综合考量,确定� 展开更多

关键词 切顶卸压 围岩控制 厚硬基本顶 沿空留巷 UDEC

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千米深井厚硬顶板直覆沿空留巷围岩结构优化 被引量：33

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作者 赵一鸣 张农 +1 位作者 郑西贵 李宝玉 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期714-720,共7页

针对深部沿空留巷厚硬顶板大面积悬露及采空侧顶板长悬臂劣化围岩应力环境难题,分析了千米深井厚硬顶板直覆沿空留巷矿压显现特征,提出了该条件下沿空留巷超前工作面采场顶板深孔预裂爆破放顶优化与采空侧顶板结构破断卸压相结合的围岩... 针对深部沿空留巷厚硬顶板大面积悬露及采空侧顶板长悬臂劣化围岩应力环境难题,分析了千米深井厚硬顶板直覆沿空留巷矿压显现特征,提出了该条件下沿空留巷超前工作面采场顶板深孔预裂爆破放顶优化与采空侧顶板结构破断卸压相结合的围岩结构优化控制技术;同时基于理论模型与树脂模型结果,分析了厚硬顶板条件留巷充填墙体上方载荷与采空侧顶板悬臂长度的相互关系,指出利于留巷围岩长期稳定的采空侧顶板悬臂长度不大于12 m。相关研究成果成功应用于平煤集团12矿己14-31010工作面沿空留巷,为同等条件下的实施沿空留巷提供了借鉴。 展开更多

关键词 千米深井 厚硬顶板直覆 沿空留巷 结构优化 悬臂

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厚煤层一次采全高低位厚硬岩层垮落致冲机理与防治 被引量：20

4

作者 张俊文 董续凯 +8 位作者 柴海涛 宋治祥 范文兵 王黔 吕玉磊 郑波 白俊杰 刘志高 贾乐乐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期734-744,共11页

基于某矿31103工作面煤层及顶板的基本参数,结合该工作面已发生冲击事件,发现低位厚硬岩层垮落是该矿发生冲击地压的主要原因。为此,以防治低位厚硬岩层垮落诱发冲击地压为目的,选取该矿31103回采工作面顶板垮落控制为工程背景,采用现... 基于某矿31103工作面煤层及顶板的基本参数,结合该工作面已发生冲击事件,发现低位厚硬岩层垮落是该矿发生冲击地压的主要原因。为此,以防治低位厚硬岩层垮落诱发冲击地压为目的,选取该矿31103回采工作面顶板垮落控制为工程背景,采用现场调研、理论分析等方法,研究了厚煤层一次采全高低位顶板支托层与随动层的运动规律,建立了采空区侧向支承压力力学计算模型,揭示了低位厚硬岩层垮落诱冲机理。所获主要结论:(1)确定了工作面低位顶板岩层的基本参数,并计算得出了工作面低位岩层中较厚的协同垮落岩层。在工作面开采过程中,随动层随支托层运动发生同步变形,当工作面顶板发生大面积悬顶垮落时容易造成大能量动力现象;(2)建立了采空区侧向支承压力力学计算模型,得到了采空区侧向支承压力峰值位置距采空区边缘约为45 m,影响范围约为90 m,支承压力峰值约为55 MPa, 31103工作面回风巷处于采空区侧向高支承压力影响范围。在工作面开采过程中,回风巷围岩应力已达到发生冲击地压的应力水平;(3)揭示了低位厚硬岩层垮落致冲机理:采空区侧向支承压力形成的高应力静载是主要冲击力源,回采工作面厚硬支托层与其随动层同时垮落造成的扰动动载是主要诱发力源,两者叠加作用导致冲击地压事故;(4)提出了针对性的防治措施:在本工作面同时采用水力压裂技术与爆破切顶技术;在下一临侧工作面则采取小煤柱护巷布置方式,并在采空区侧进行爆破断顶;基于上述卸压措施,在工作面继续推采过程中微震事件总体呈现为频次降低、单次能量减小、总能量减小的特征。 展开更多

关键词 厚煤层 一次采全高 临空工作面 厚硬支托岩层 冲击地压

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厚硬基本顶综放沿空巷道受载变形机制研究 被引量：17

5

作者 蒋威 鞠文君 +1 位作者 汪占领 张镇 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期319-326,共8页

针对厚硬基本顶综放沿空巷道回采期间两帮变形剧烈的问题,以柳巷煤矿为工程背景,通过室内试验、现场实测、理论分析和数值模拟等手段,对巷道受载变形机制进行研究。结果表明:1)综放窄煤柱巷道围岩完整度排序由高到低为顶板、实体煤帮及... 针对厚硬基本顶综放沿空巷道回采期间两帮变形剧烈的问题,以柳巷煤矿为工程背景,通过室内试验、现场实测、理论分析和数值模拟等手段,对巷道受载变形机制进行研究。结果表明:1)综放窄煤柱巷道围岩完整度排序由高到低为顶板、实体煤帮及窄煤柱帮,采动影响下煤帮破碎直接导致两帮锚杆工况下降;2)厚硬基本顶整体破断,断裂线位于实体煤上方距采空区14~15 m,关键块回转下沉过程中与上覆岩层之间出现变形不协同,继而导致断裂线附近煤体受载加大,这是采动影响下实体煤帮出现大变形的主要原因;3)随工作面推进窄煤柱发生压剪破坏,压剪断裂线附近煤体破坏严重直接导致窄煤柱帮大变形。 展开更多

关键词 沿空掘巷 厚硬基本顶 窄煤柱 围岩变形 数值模拟

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厚硬火成岩下突出煤层动力灾害致因研究 被引量：15

6

作者 王亮 程远平 +3 位作者 翟清伟 葛春贵 陈家祥 姜海纳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1368-1375,共8页

针对海孜煤矿主采煤层顶板上部厚层坚硬火成岩造成的突水、瓦斯突出、冲击地压和地表沉陷等煤岩动力灾害,采用煤样SEM(扫描电镜)分析、组分和反射率测定等方法,研究了厚硬火成岩下突出煤层物性参数特征,采用板应力拱平衡理论研究了采动... 针对海孜煤矿主采煤层顶板上部厚层坚硬火成岩造成的突水、瓦斯突出、冲击地压和地表沉陷等煤岩动力灾害,采用煤样SEM(扫描电镜)分析、组分和反射率测定等方法,研究了厚硬火成岩下突出煤层物性参数特征,采用板应力拱平衡理论研究了采动离层裂隙发育规律,采用梁结构破断弹性理论研究了厚硬火成岩对冲击地压和突水的影响,以揭示厚硬火成岩下突出煤层动力灾害的致因。研究结果表明,巨厚火成岩的热演化和圈闭作用,导致下伏各煤层孔隙发育,吸附瓦斯能力增强,各煤层突出危险性增加;厚硬火成岩为矿井主关键层,受采动影响能长期保持不断裂,其下伏煤岩层的裂隙与离层能长期不闭合,能为卸压瓦斯抽采创造条件;但随着煤层的持续和大面积开采,厚硬火成岩突然破断滑落,破断过程中释放出大量能量并向周围传播,容易引起冲击地压、矿井水灾、瓦斯突出及地表沉陷等复合型动力灾害。 展开更多

关键词 厚硬火成岩 突出煤层 动力灾害 离层裂隙

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复合顶板动压巷道变形响应特征与失稳机理研究 被引量：12

7

作者 娄金福 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第10期112-119,共8页

为了阐释复合顶板巷道底鼓严重、支护体失效等矿压现象的产生机理,综合采用围岩离层监测、数值模拟等方法,研究了巷道离层变形及支护体失稳特征,并对比了不同状态下煤柱核区内的弹性应变能,来揭示动压巷道变形失稳机理。研究表明,动压... 为了阐释复合顶板巷道底鼓严重、支护体失效等矿压现象的产生机理,综合采用围岩离层监测、数值模拟等方法,研究了巷道离层变形及支护体失稳特征,并对比了不同状态下煤柱核区内的弹性应变能,来揭示动压巷道变形失稳机理。研究表明,动压影响下顶板之上围岩2—5 m出现了较大离层现象,最大离层量109 mm,平均62 mm;煤柱侧巷帮离层量最大为130 mm,平均82 mm。煤柱弹性核区的应变能远高于非动压巷道,在所监测的各个断面的能量集中系数分别为18.6、16.9、12.6、8.0和5.1。经实测与模拟分析从巷道变形响应和煤柱能量积聚等方面揭示了试验巷道的失稳机理,即在超前支承压力和采空区厚硬基本顶破断的双重影响下,加剧了巷道离层与煤柱弹性能集中程度,致使工字钢棚的顶梁、棚腿等构件难以满足护巷要求,从而引发动压现象。 展开更多

关键词 复合顶板 厚硬基本顶 动压巷道 变形机理 弹性应变能

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基于厚硬关键层破断的地面震动损害边界研究 被引量：10

8

作者 张明 姜福兴 +2 位作者 李克庆 孙春东 翟明华 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期514-520,536,共8页

在对近地表厚硬关键层运动引起地面震动案例分析的基础上,综合厚硬关键层破断及能量传播规律,提出了"震动损害边界"的观点,并以质点震动速度作为震动损害的主要评价指标,初步建立了矿震诱发地面震动损害的评估方法.根据厚硬... 在对近地表厚硬关键层运动引起地面震动案例分析的基础上,综合厚硬关键层破断及能量传播规律,提出了"震动损害边界"的观点,并以质点震动速度作为震动损害的主要评价指标,初步建立了矿震诱发地面震动损害的评估方法.根据厚硬关键层破断诱发强矿震的基本条件,提出了矿震引起地面震动损害的防控思路:1)改变矿震孕育的条件;2)减小一次矿震释放的能量.通过某矿16101工作面开采实践,取得了良好的效果. 展开更多

关键词 采矿工程 厚硬关键层 强矿震 震动损害边界 质点震动速度 灾害防控

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采场厚硬覆岩沿空巷旁充填体动静载荷分析 被引量：8

9

作者 林继凯 成云海 +3 位作者 姜福兴 付宝杰 张东 冯飞胜 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期461-466,共6页

为了解决厚硬覆岩下沿空留巷侧向爆破断顶施工难度大、工艺复杂的问题,研究充填体在动静载荷下适应性,拟采用巷旁充填柔性材料(矸石)实现留巷.通过刚、柔性约束矸石体试验,分析了不同粒径及横向支护应力对其承载力的影响,掌握了袋装矸... 为了解决厚硬覆岩下沿空留巷侧向爆破断顶施工难度大、工艺复杂的问题,研究充填体在动静载荷下适应性,拟采用巷旁充填柔性材料(矸石)实现留巷.通过刚、柔性约束矸石体试验,分析了不同粒径及横向支护应力对其承载力的影响,掌握了袋装矸石单轴压缩应力应变关系;基于建立的沿空巷旁侧向覆岩结构模型,得到了充填体动静载荷计算方法.研究结果表明:巷旁充填矸石能适应侧向悬顶旋转断裂产生的动静载荷,且施工简单,对厚硬及其类似覆岩下沿空留巷支护设计的确定提供了科学依据. 展开更多

关键词 厚硬覆岩 沿空留巷 悬顶 矸石充填 侧向覆岩运动 动静载荷 侧向覆岩结构模型 试验

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厚硬基本顶岩层切顶留巷参数优化设计方法研究 被引量：7

10

作者 李昊城 宋选民 +1 位作者 朱德福 曹健洁 《煤炭工程》 北大核心 2021年第1期94-99,共6页

针对薄直接顶工作面开采时垮落顶板不能有效充填采空区,进而引起厚硬基本顶形成较长悬臂结构并挤压巷道的现象。以黑龙煤业1103工作面薄直接顶、厚基本顶条件为背景,建立了下位切缝基本顶悬臂梁断裂力学模型,推导出基本顶沿切缝面扩展... 针对薄直接顶工作面开采时垮落顶板不能有效充填采空区,进而引起厚硬基本顶形成较长悬臂结构并挤压巷道的现象。以黑龙煤业1103工作面薄直接顶、厚基本顶条件为背景,建立了下位切缝基本顶悬臂梁断裂力学模型,推导出基本顶沿切缝面扩展断裂时所需的巷旁切顶阻力计算方法,利用数值模拟确定出合理的切顶参数。研究结果表明:当顶板侧向悬臂长度及岩层载荷等参数一定时,巷旁切顶阻力随着切顶高度的增大先增加后减小;为使得上覆厚基本顶沿切缝面断裂并失稳滑落,合理的切顶参数应为切顶高度4m、切缝角度10°,此时巷旁提供的切顶阻力至少为3350kN。研究成果在现场实际工程中成功实施,可为类似条件的切顶留巷工程提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 厚硬基本顶 切顶留巷 参数优化 顶板断裂

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切顶沿空留巷卸压机理及支护技术研究 被引量：3

11

作者 孙利辉 纪权财 +5 位作者 王中海 张海洋 王宗泽 何勇 范宇 杨江华 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期105-113,共9页

云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比... 云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比了沿空留巷在厚硬直接顶条件下切顶与不切顶时围岩变形及应力、塑性区的分布规律,结果表明:切顶后采空区顶板更容易垮落,留巷顶板稳定时下沉量仅为同期不切顶时的28.2%,切顶后留巷侧顶板垂直应力变小、水平应力增大且围岩塑性区向顶底板深部转移,揭示了预裂切顶卸压的机理为阻断工作面动压的传递以及诱导采空区顶板提前冒落接顶承压,水平应力增大的原因为切缝两侧形成的长、短“悬臂梁”变形的结果。提出了针对厚硬直接顶切顶留巷的顶板控制理念为集中支护切缝端、适当让压和形成“组合悬臂梁”,采用了“长、短锚索+单体液压支柱+可缩性U钢梁”的综合支护技术及挂网喷浆的密闭措施。现场工业性试验效果良好,切顶后留巷顶板锚索受力峰值在350 kN左右,围岩稳定后巷道规格满足二次复用的条件。 展开更多

关键词 沿空留巷 预切顶 厚硬直接顶 卸压机理 长“悬臂梁”

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邻空侧不规则遗留煤柱区巷道掘进冲击地压防治技术 被引量：5

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作者 董敬源 薛成春 +3 位作者 曹安业 白贤栖 谷雨 周长峰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第9期89-93,共5页

针对徐庄煤矿7313材料道邻空侧不规则遗留煤柱区巷道掘进期间强矿震频发,冲击危险性高的现象,基于微震现场实测及理论分析确定了强矿震事件发生时间、能量大小及空间位置,得出不规则遗留煤柱区、厚硬覆岩层、采掘扰动、掘进速度等因素... 针对徐庄煤矿7313材料道邻空侧不规则遗留煤柱区巷道掘进期间强矿震频发,冲击危险性高的现象,基于微震现场实测及理论分析确定了强矿震事件发生时间、能量大小及空间位置,得出不规则遗留煤柱区、厚硬覆岩层、采掘扰动、掘进速度等因素是诱发掘进期间强矿震频发的主导因素。结合7313材料道地质赋存条件、掘进技术条件,针对性制定巷道迎头顶板深孔爆破、巷帮加密钻孔卸压及控制掘进速度的掘进巷道冲击地压综合性防治措施。微震实测结果表明防治措施有效降低了邻空侧不规则煤柱区掘进巷道强矿震的产生。 展开更多

关键词 遗留煤柱区 厚硬覆岩层 掘进巷道 深孔爆破 掘进速度

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坚硬K2灰岩顶板水压致裂强制放顶设计与应用

13

作者 陈小云 《河南科技》 2024年第19期34-38,共5页

【目的】铁新煤业9226工作面回采后端头区域坚硬K2灰岩顶板难以正常垮落,在工作面后方悬露较大空顶区域,威胁工作面作业安全,需要对其进行水压致裂强制放顶处理。【方法】针对9226工作面端头长距离悬顶带来的安全隐患,根据9226工作面坚... 【目的】铁新煤业9226工作面回采后端头区域坚硬K2灰岩顶板难以正常垮落,在工作面后方悬露较大空顶区域,威胁工作面作业安全,需要对其进行水压致裂强制放顶处理。【方法】针对9226工作面端头长距离悬顶带来的安全隐患,根据9226工作面坚硬K2灰岩顶板工程地质条件,通过理论计算方法设计9226工作面超前水压预裂参数,确定超前水压预裂实施流程,开展现场试验和观测。【结果】结果表明,水压致裂放顶技术解决了9226工作面后方厚硬石灰岩顶板难以及时垮落的问题,保证了工作面推进速度。【结论】本研究为水压致裂技术在类似条件煤炭开采中的推广应用奠定了基础。 展开更多

关键词 厚硬悬顶 超前预裂 水压致裂 参数设计 现场应用

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厚硬关键层下工作面采动超前支承应力分布规律研究 被引量：4

14

作者 刘炳权 《煤炭技术》 CAS 2018年第10期58-61,共4页

以工作面上覆岩层中存在坚硬厚层岩层为研究背景,通过理论分析推导出了工作面超前支承应力带内塑性区和弹性区宽度的具体表达式。并对工作面开采致使厚硬关键层破断前后分别建立了相应的力学模型。通过理论计算和实际工程验证对比表明,... 以工作面上覆岩层中存在坚硬厚层岩层为研究背景,通过理论分析推导出了工作面超前支承应力带内塑性区和弹性区宽度的具体表达式。并对工作面开采致使厚硬关键层破断前后分别建立了相应的力学模型。通过理论计算和实际工程验证对比表明,厚硬主关键层破断后较破断前相比,其工作面超前支承应力的影响范围和峰值应力大小均减小。 展开更多

关键词 超前支承应力 厚硬关键层 峰值应力

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厚硬覆岩下巨厚煤层开采转角塔塔线体稳定性演化特征研究

15

作者 顾伟 王允卿 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期730-740,共11页

巨厚煤层开采地表塔体稳定性难以保证,明确合理的开采方案已成为巨厚煤层高效开采与塔体稳定问题亟待解决的关键。以崔家沟煤矿转角塔下压煤开采2311工作面为工程背景,研究了厚硬覆岩条件下巨厚煤层开采对地表特殊结构转角塔塔线体稳定... 巨厚煤层开采地表塔体稳定性难以保证,明确合理的开采方案已成为巨厚煤层高效开采与塔体稳定问题亟待解决的关键。以崔家沟煤矿转角塔下压煤开采2311工作面为工程背景,研究了厚硬覆岩条件下巨厚煤层开采对地表特殊结构转角塔塔线体稳定性的影响。研究结果表明:对于转角塔塔线体结构,水平移动和倾斜对各项力学性能影响最大。覆岩中硬覆岩占比过大导致沉陷系数取值存在特殊性。利用实测数据训练后的沉陷参数反演预测模型预测值准确度高。通过开采方案中限厚开采段长度及位置因素阐明了塔线体稳定性演化特征。其中限厚开采段长度及位置存在阈值,小于阈值均不能满足塔线体稳定性要求。不同采深下塔线体稳定性演化特征相似,但取值范围呈现非线性关系。研究对于相似塔下压煤开采、煤炭采出率提高以及沉陷控制具有指导意义。 展开更多

关键词 “三下”采煤 塔线体 厚硬覆岩 沉陷预计 地表变形监测

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辛置煤矿厚硬基本顶大巷煤柱回收工作面运输巷支护设计

16

作者 徐文贵 《当代化工研究》 CAS 2024年第6期156-158,共3页

针对霍州煤电集团辛置煤矿厚硬基本顶大巷煤柱回收工作面运输顺槽支护难的问题,本文采用FLAC3D数值模拟研究方法,对运输顺槽进行分析设计。模拟结果显示:工作面回采稳定后,运输顺槽顶板塑性区最大发育深度为4.5 m,两帮塑性区最大发育深... 针对霍州煤电集团辛置煤矿厚硬基本顶大巷煤柱回收工作面运输顺槽支护难的问题,本文采用FLAC3D数值模拟研究方法,对运输顺槽进行分析设计。模拟结果显示:工作面回采稳定后,运输顺槽顶板塑性区最大发育深度为4.5 m,两帮塑性区最大发育深度为2 m,最终确定,工作面运输顺槽巷帮采用锚杆、网支护,顶板采用锚杆、锚索、锚网混合支护。现场实测结果表明,测点段巷道围岩顶板围岩变形稳定在350 mm,顶板变形量稳定在240 mm。 展开更多

关键词 厚硬基本顶 回收工作面 数值模拟 塑性区

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祁东矿30m厚硬基本顶水力压裂控制技术研究与应用

17

作者 薛玉峰 单振兴 《现代职业安全》 2024年第3期87-89,共3页

本文根据祁东煤矿8235 工作面实际情况,阐明采用水力压裂技术切顶的必要性与意义;结合水力压裂技术的工程原理,确定了水力钻孔与注液压裂技术参数;利用Flac3D数值模拟软件验证了切顶卸压的有效性,数据显示:切顶后较未切顶工作面前方煤... 本文根据祁东煤矿8235 工作面实际情况,阐明采用水力压裂技术切顶的必要性与意义;结合水力压裂技术的工程原理,确定了水力钻孔与注液压裂技术参数;利用Flac3D数值模拟软件验证了切顶卸压的有效性,数据显示:切顶后较未切顶工作面前方煤体集中应力下降了7.95 MPa,极大改善了采场围岩应力环境.同时本文结合现场工程实践,分析了水力压裂钻孔窥视结果,结果显示水力压裂取得了良好的切顶效果,有效改善了围岩应力环境,提高了采场的安全性. 展开更多

关键词 厚硬基本顶 开切眼 数值模拟 水力压裂 卸压

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厚硬火成岩的关键层复合效应及致灾机理分析 被引量：3

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作者 舒龙勇 邓志刚 +1 位作者 常未斌 孔胜利 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第7期37-41,共5页

以杨柳煤矿发生的2号地面钻井喷水-瓦斯事故为实例,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了2层厚硬火成岩的相互组合关系,研究了厚硬火成岩下保护层开采覆岩裂隙演化特征和地面钻井发生喷水-瓦斯事故的原因。结果发现:火成岩附近的... 以杨柳煤矿发生的2号地面钻井喷水-瓦斯事故为实例,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了2层厚硬火成岩的相互组合关系,研究了厚硬火成岩下保护层开采覆岩裂隙演化特征和地面钻井发生喷水-瓦斯事故的原因。结果发现:火成岩附近的煤体存在着大量的热解气孔,煤层吸附瓦斯能力增强,因厚硬火成岩的存在,控制了其上覆岩层的运动,弯曲带内存在裂隙与离层长期不闭合的区域,成为水和瓦斯的富集区和运移通道;当厚硬火成岩突然发生强度失稳时,瞬间释放大量弹性应变能,诱导了地面钻井喷水-瓦斯事故的发生。基于此研究结果,提出了厚硬火成岩下复合动力灾害的防治对策。 展开更多

关键词 厚硬火成岩 突出煤层 关键层 致灾机理 动力灾害

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厚硬火成岩下回采工作面的冲击矿压防治研究 被引量：3

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作者 钱坤 《中国煤炭》 北大核心 2017年第5期60-65,共6页

针对杨柳矿10~#煤层10416工作面在回采过程中发生冲击矿压、支架大面积损坏的工程现象,结合实际地质资料,通过建立力学模型,对工作面上方厚硬火成岩破断运移规律及能量释放量进行预测,并运用FLAC3D进行模拟验证,最终得出火成岩断裂时工... 针对杨柳矿10~#煤层10416工作面在回采过程中发生冲击矿压、支架大面积损坏的工程现象,结合实际地质资料,通过建立力学模型,对工作面上方厚硬火成岩破断运移规律及能量释放量进行预测,并运用FLAC3D进行模拟验证,最终得出火成岩断裂时工作面的推进距离及冲击矿压发生时的能量临界值。分析结果表明,在工作面回采过程中,火成岩的破断所释放出的巨大能量造成冲击矿压的发生。当工作面推进至250~260m时,104采区发生冲击矿压的可能性较大;当工作面及两巷位置附近的能量值达到8.28kJ时,应加强监测,同时采取有效防治措施,并根据矿井的具体情况提出了钻孔卸压、煤层注水及卸压爆破三种治理冲击矿压的措施。 展开更多

关键词 厚硬火成岩 冲击矿压 数值模拟 回采工作面

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厚硬基本顶综放沿空巷道应力分布特征及煤柱宽度确定 被引量：3

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作者 李绪萍 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第1期71-73,共3页

厚硬基本顶综放工作面开采强度高、基本顶厚度大,区段煤柱的稳定性直接影响着巷道的安全稳定,针对这一影响因素,采用理论分析、数值模拟的方法计算分析沿空巷道的覆岩结构特征及应力位移变化情况,确定合理煤柱宽度。结果表明:厚硬基本... 厚硬基本顶综放工作面开采强度高、基本顶厚度大,区段煤柱的稳定性直接影响着巷道的安全稳定,针对这一影响因素,采用理论分析、数值模拟的方法计算分析沿空巷道的覆岩结构特征及应力位移变化情况,确定合理煤柱宽度。结果表明:厚硬基本顶主要破断方式为两端拉断作用下破坏,计算得到巷道煤柱的留设宽度为7.5 m以上,分析了不同宽度煤柱下的垂直应力及形变量,最终确定煤柱合理留设宽度应为8 m。 展开更多

关键词 厚硬基本顶 综放开采 沿空巷道 煤柱宽度

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