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顶板周期来压和底板突水的关系研究 被引量:63
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作者 张西民 王秀辉 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 1997年第A00期51-53,共3页
从矿山压力角度分析采煤工作面底板破坏带最大深度产生的时间和位置,进而探讨顶板来压和底板突水之间的关系,最后给出工作面来压和非来压期间,底板究水的可能性。
关键词 支承压力 承压开采 底板突水 顶板压力 煤矿
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大空间采场覆岩结构特征及其矿压作用机理 被引量:40
2
作者 于斌 杨敬轩 +1 位作者 刘长友 高瑞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期3295-3307,共13页
特厚煤层开采形成的采场空间大,覆岩扰动范围广,采场顶板来压具有明显的大小周期来压及强矿压显现特点。大空间采场覆岩扰动层位多、岩层间作用机制复杂,顶板破断块体间的作用力及方向多变,导致大空间采场覆岩结构理论分析存在较大难度... 特厚煤层开采形成的采场空间大,覆岩扰动范围广,采场顶板来压具有明显的大小周期来压及强矿压显现特点。大空间采场覆岩扰动层位多、岩层间作用机制复杂,顶板破断块体间的作用力及方向多变,导致大空间采场覆岩结构理论分析存在较大难度。为从理论上揭示特厚煤层大空间采场覆岩结构特征及其矿压作用机理,在实测分析得到大空间采场覆岩结构特征基础上,基于能量变分原理建立了大空间采场覆岩结构力学模型,揭示了大空间采场覆岩结构的矿压作用机制;建立了大空间采场覆岩结构条件下的"煤体-支架"协同承载模型,得到了采场支架围岩的相互作用关系。研究表明,特厚煤层开采形成的大空间采场覆岩具有显著的"低-中-高"层位结构特征,是采场复杂矿压显现的直接诱因,"中-低"位顶板结构失稳形成采场大小周期来压,高位顶板结构的失稳联动是诱发大空间采场强矿压显现的主要因素;覆岩结构的失稳运动还受到采空区矸石支撑、顶板有效位能作用及高位顶板悬长等的制约,是采场来压强弱的重要影响因素;大空间采场条件下"煤体-支架"协同承载,所得理论研究成果与基于实测反演分析得到的支架围岩关系研究结论具有较好的一致性,验证了大空间采场覆岩结构理论的正确性。 展开更多
关键词 特厚煤层 坚硬顶板 顶板来压 能量变分 支架围岩关系
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深孔预裂爆破在综放工作面坚硬顶板控制中的试验研究 被引量:26
3
作者 王金鑫 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第1期73-75,共3页
针对坚硬顶板工作面由于回采初期顶板垮落步距大而易引发矿井灾害的问题,选取了忻州窑煤矿8935工作面作为研究对象,提出了采用深孔预裂爆破弱化顶板的方法。依据相关爆破理论和力学理论,结合8935工作面的实际条件,通过分析深孔预裂爆破... 针对坚硬顶板工作面由于回采初期顶板垮落步距大而易引发矿井灾害的问题,选取了忻州窑煤矿8935工作面作为研究对象,提出了采用深孔预裂爆破弱化顶板的方法。依据相关爆破理论和力学理论,结合8935工作面的实际条件,通过分析深孔预裂爆破弱化顶板的机理,对深孔预裂爆破试验参数进行了优化,并实施了现场试验。试验结果显示,初次来压期间矿压显现不剧烈,直接顶初次垮落步距约为13 m,基本顶的初次来压步距约34 m;放炮后支架工作阻力稍微增大,瓦斯与CO浓度存在短时间的微增;顶煤垮落及时,可多回收33.2 m长的顶煤。深孔预裂爆破对顶板的弱化作用明显,可降低相关灾害的发生性,增加顶煤回收效益。 展开更多
关键词 坚硬顶板 深孔预裂爆破 弱化顶板 综放工作面 顶板压力
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大采高综采工作面矿压观测与顶板管理 被引量:22
4
作者 李建军 《华北科技学院学报》 2004年第2期10-12,共3页
通过对大采高工作面的矿压显现的监测和数据的分析处理 ,总结并掌握大采高工作面顶板的活动规律 ,在实际开采过程中应用到顶板管理上 ,为工作面的安全高效生产创造了有利的开采条件。
关键词 大采高 矿压 观测 实践
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采场坚硬顶板断裂步距的板极限分析 被引量:15
5
作者 谭云亮 蒋金泉 《山东矿业学院学报》 CAS 1989年第3期21-26,共6页
本文建立了顶板的屈服状态结构模型,利用板的刚塑性极限载荷上限解推导出弹塑性上限解,消除了因忽略弹塑性变形而造成断裂步距偏大的影响,得到比较符合实际的四边实体煤采场顶板断裂步距计算式,并用实测资料确定了其修正参量的取值范围。
关键词 采场 顶板压力 断裂步距 板极限
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顶板结构模型法计算确定综采面支架合理支护强度 被引量:14
6
作者 吴士良 刘思利 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第6期40-44,共5页
乌兰木伦煤矿31405综采工作面回采过程中,片帮、冒顶严重,经常出现支架台阶下沉甚至压死,支架工作阻力不足,顶板控制效果不佳。针对这些问题,采用理论推导的方法对新开31406综采工作面顶板运动参数进行计算,确定了31406综采工作面顶板... 乌兰木伦煤矿31405综采工作面回采过程中,片帮、冒顶严重,经常出现支架台阶下沉甚至压死,支架工作阻力不足,顶板控制效果不佳。针对这些问题,采用理论推导的方法对新开31406综采工作面顶板运动参数进行计算,确定了31406综采工作面顶板结构模型,利用顶板结构模型法计算31406综采工作面顶板压力和支架支护强度。研究结果表明:31406综采工作面顶板压力为1.23 MPa,支架合理支护强度为1.29 MPa。实际回采结果表明:工作面矿压显现正常,实现了安全高效回采。 展开更多
关键词 综采 大采高 顶板结构模型 顶板压力 支护强度
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煤矿顶板动态在线监测系统 被引量:13
7
作者 疏礼春 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2012年第10期92-93,96,共3页
针对煤矿顶板灾害多发及人工监测不及时问题,设计了一种煤矿顶板动态在线监测系统;详细介绍了该监测系统的技术原理、组成结构、功能模块及应用效益。实际应用表明,该系统实现了顶板压力、位移、应力监测数据之间的融合和可视化分析,可... 针对煤矿顶板灾害多发及人工监测不及时问题,设计了一种煤矿顶板动态在线监测系统;详细介绍了该监测系统的技术原理、组成结构、功能模块及应用效益。实际应用表明,该系统实现了顶板压力、位移、应力监测数据之间的融合和可视化分析,可对煤矿顶板安全隐患进行快速、准确的预警、预报。 展开更多
关键词 煤矿 顶板压力 在线监测
原文传递
大采高浅埋煤层工作面矿压显现特征模拟及试验分析 被引量:12
8
作者 杨登峰 张拥军 +2 位作者 徐文协 王观群 高祥壮 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第20期8099-8106,共8页
为研究浅埋煤层在大采高条件下顶板运移规律及矿压显现特征,通过构建数值模型研究了3~7 m采高条件下的顶板破断过程及来压规律,构建物理模型分析了顶板垮落及支架工作阻力变化特征。研究结果表明:随着采高的增大,顶板回转角度不断增大,... 为研究浅埋煤层在大采高条件下顶板运移规律及矿压显现特征,通过构建数值模型研究了3~7 m采高条件下的顶板破断过程及来压规律,构建物理模型分析了顶板垮落及支架工作阻力变化特征。研究结果表明:随着采高的增大,顶板回转角度不断增大,且出现了明显的台阶下沉现象,采高从3 m增大到7 m地表沉降量增加了3.5 m,顶板的初次来压及周期来压步距整体呈增大趋势;煤壁支承压力峰值随采高增大往工作面前方迁移,影响范围也不断增大,在采高5 m时达到了最大值10.53 MPa,之后回落并趋于稳定,证明支承压力并非随采高增大而持续增大;随着采高的增大顶板卸荷损伤区域迅速向上扩展,使上覆岩层裂隙充分发育,诱发顶板的大范围切落,大采高形成了"悬臂梁-砌体梁"结构,形成了工作面的剧烈来压。物理模拟结果表明,切顶发生时支架工作阻力提升到了9 614 kN,较周期来压时增大了16.1%,比普通采高时有了较大的提升。因此选取合理的采高对于保证采空区稳定减少顶板灾害事故至关重要。 展开更多
关键词 浅埋煤层 大采高 UDEC 切顶 顶板来压
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采场全生命周期及其应力的时空演化特征分析 被引量:12
9
作者 郑建伟 鞠文君 +4 位作者 赵曦 吴建星 任硕 赵朋朋 王帅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期995-1002,共8页
井工开采过程中采场应力的分布及演化规律对于回采巷道及工作面围岩的稳定性控制至关重要。本文将开切眼到停采的全部过程称之为采场全生命周期,且将采场应力分为工作面超前支承应力和工作面顶板应力两部分,基于材料力学建立了采场全生... 井工开采过程中采场应力的分布及演化规律对于回采巷道及工作面围岩的稳定性控制至关重要。本文将开切眼到停采的全部过程称之为采场全生命周期,且将采场应力分为工作面超前支承应力和工作面顶板应力两部分,基于材料力学建立了采场全生命周期内覆岩结构模型得到了不同阶段超前支承应力的力学函数;借助UDEC软件来分析采动过程中覆岩结构的时空演化过程和超前支承应力的动态演化特征,得到了工作面超前支承应力和工作面顶板应力的协调非同步演化特征,认为单个周期来压内超前支承应力峰值会在空间和时间上超前于工作面顶板应力峰值出现,且二者均表现出周期来压前大于来压后的规律,在采场全生命周期内在采动达到非充分采动和充分采动交界点阶段先后达到极值,因此依据采场应力的演变规律将采场全生命周期分为发生期(Ⅰ)、发育期(Ⅱ)、稳定期(Ⅲ)3个阶段:发生期(Ⅰ)对应的是开切眼至基本顶初次来压,采场应力保持稳定的缓慢增长;发育期(Ⅱ)对应的是周期来压至非充分采动与充分采动阶段的交界点,采场应力保持不同的增长速率;稳定期(Ⅲ)对应的是充分采动直到停采阶段,采场应力保持着较为稳定的波动;通过对采场全生命周期及其应力的演化特征分析及划区可以预先对回采过程中的高位应力区进行判定,及早采取相应的措施,为采场的安全提供保障。 展开更多
关键词 采场全生命周期 超前支承应力 工作面顶板应力 覆岩结构 力学分析
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破碎顶板切顶留巷采空区顶板垮落特征试验研究 被引量:10
10
作者 何满潮 郭鹏飞 王炯 《煤炭科技》 2017年第3期1-7,共7页
垮落带内含有的坚硬厚砂岩冒落性差,易在沿空留巷实体煤帮的支撑下形成三角板结构,随着上覆岩层的断裂和应力传递,造成沿空巷道采动压力影响剧烈。基于禾草沟二号煤矿1105工作面厚砂岩顶板设计10种不同间距切顶钻孔试验方案进行现场试验... 垮落带内含有的坚硬厚砂岩冒落性差,易在沿空留巷实体煤帮的支撑下形成三角板结构,随着上覆岩层的断裂和应力传递,造成沿空巷道采动压力影响剧烈。基于禾草沟二号煤矿1105工作面厚砂岩顶板设计10种不同间距切顶钻孔试验方案进行现场试验,并在相应区域对沿空侧采空区岩层垮落特征进行监测。试验表明,在未爆破区域和爆破区域,采空区顶板岩石垮落时间随炮孔间距的增大而增大,爆破区域沿空侧采空区垮落矸石充填满巷帮时间为非爆破区域的0.4倍,沿空巷道稳定速度更快。在未爆破区域和爆破区域中,沿空侧巷帮垮落矸石块度随切顶钻孔间距的增大而增大,未爆破区域垮落矸石块度最大为1.33 m,爆破区域垮落矸石块度最大仅为0.36 m。在设计方案中,巷道顶板压力与巷道顶底板位移均随切顶钻孔间距的增大而增大,相同间距钻孔,爆破区域巷道顶板压力与巷道顶底板位移均明显小于非爆破区域。根据试验结果,在设计方案中,钻孔间距400 mm、间隔爆破时,切顶效果较好,沿空侧采空区顶板冒落性好、接顶速度快、沿空巷道动压显现较弱。 展开更多
关键词 破碎顶板 双向聚能拉张爆破 钻孔间距 切顶卸压 沿空留巷 矸石块度 顶板压力 巷道变形
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单体支柱工作面顶板压力计算的探讨 被引量:9
11
作者 孙广义 潘启新 黄占龙 《黑龙江矿业学院学报》 1998年第1期6-9,29,共5页
根据现场实测,采用统计回归与理论分析方法,对鸡西矿务局单体支柱工作面顶板压力计算方法进行了分析和研究,利用来高与直接顶厚度的比值确定老顶岩层作用在直接顶的压力,最后推导出较实用的顶板压力计算方法,并在鸡西进行了应用。
关键词 顶板压力 直接顶厚度 采高 单体支柱 顶板岩层
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基于ZigBee的无线顶板压力监测系统设计 被引量:10
12
作者 张磊 王晓荣 +1 位作者 王希林 陈燕 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第4期54-57,共4页
针对目前矿井下有线顶板压力监测系统存在布线复杂、维护不便等缺点,提出了一套基于Zig Bee平台,采用Cortex-M3为内核的STM32W模块设计开发的矿井压力监测系统。该系统通过CAN总线将测量点数据送到监测PC机,实现对矿井顶板压力数据的实... 针对目前矿井下有线顶板压力监测系统存在布线复杂、维护不便等缺点,提出了一套基于Zig Bee平台,采用Cortex-M3为内核的STM32W模块设计开发的矿井压力监测系统。该系统通过CAN总线将测量点数据送到监测PC机,实现对矿井顶板压力数据的实时监控,同时记录历史数据从而能够研究顶板来压规律,为顶板管理提供参考依据。经过大量的实验验证,系统的硬件和软件程序工作可靠,操作方便,具有推广应用价值。 展开更多
关键词 ZigBee平台 压力监测 STM32W 顶板压力
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顶板压力计算的盲数辨识研究 被引量:8
13
作者 孙广义 马云东 李东 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2003年第B08期7-8,共2页
影响矿山压力计算的因素有很多,且多为不确定性因素。在其预测过程中,计算结果不是一个固定值,而是某一区间。本文利用现有多种顶板压力计算模型,充分发挥每种模型的优势。根据不同模型的计算结果,采用未确定性数学理论的盲数原理对各... 影响矿山压力计算的因素有很多,且多为不确定性因素。在其预测过程中,计算结果不是一个固定值,而是某一区间。本文利用现有多种顶板压力计算模型,充分发挥每种模型的优势。根据不同模型的计算结果,采用未确定性数学理论的盲数原理对各种模型计算的荷载进行辨识,提高准确性。 展开更多
关键词 矿山压力 顶板压力 计算模型 未确定性数学理论 盲数原理
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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
14
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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顶板来压规律对高位钻孔瓦斯抽采浓度的影响及抽采钻孔参数优化 被引量:8
15
作者 李晓疆 王震 +1 位作者 娄芳 贾永勇 《中国矿业》 北大核心 2019年第5期131-135,共5页
通过现场实测、理论分析及Fluent数值模拟等方法,研究了新疆某矿12B801综放工作面支架工作阻力及高位钻孔瓦斯抽采浓度变化。结果表明:顶板来压呈现大、小周期变化规律,大周期平均来压步距约60.0m,小周期平均来压步距约15.5m,大、小周... 通过现场实测、理论分析及Fluent数值模拟等方法,研究了新疆某矿12B801综放工作面支架工作阻力及高位钻孔瓦斯抽采浓度变化。结果表明:顶板来压呈现大、小周期变化规律,大周期平均来压步距约60.0m,小周期平均来压步距约15.5m,大、小周期来压直接影响着高位钻孔瓦斯抽采浓度;利用大、小周期来压规律,对原设计抽采钻孔参数进行了优化,Fluent模拟表明钻孔优化后可将工作面上隅角瓦斯浓度比原始钻孔降低45%以上。现场实测优化后钻孔瓦斯抽采浓度比原方案提高近1倍,工作面上隅角瓦斯最大浓度降低了60%,证明了抽采钻孔优化的合理性。 展开更多
关键词 综放工作面 瓦斯治理 顶板来压 高抽钻孔
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ZigBee无线技术在顶板压力监控系统中的应用 被引量:7
16
作者 张美金 孟祥宁 +1 位作者 王长彬 肖响 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第12期1665-1669,共5页
针对目前顶板压力监测系统中组网方式存在的不足,采用Zig Bee无线技术设计了智能顶板压力监控系统,该系统由网关节点、终端节点和路由节点组成,通过在工作面安装压力传感器检测顶板压力,在环境复杂的煤矿井下经Zig Bee无线传感器网络传... 针对目前顶板压力监测系统中组网方式存在的不足,采用Zig Bee无线技术设计了智能顶板压力监控系统,该系统由网关节点、终端节点和路由节点组成,通过在工作面安装压力传感器检测顶板压力,在环境复杂的煤矿井下经Zig Bee无线传感器网络传输至上位机进行数据分析.研究结果表明:该设备具备测量精度高、通信便捷、操作方便、价格低廉等优势.该成果对于有效预防冒顶事件的发生,确保煤矿安全生产起到重要作用. 展开更多
关键词 监测系统 组网 顶板压力 上位机 安全生产
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沙曲矿北翼大采高综采面的支架合理工作阻力确定 被引量:5
17
作者 江小军 宋选民 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第3期365-367,共3页
根据沙曲矿3~4号合并层的顶板岩层结构与矿压观测实际结果,应用两种综采工作面支架合理工作阻力的确定方法:实测数据;矿山压力基础理论的'砌体梁结构力学'模型.确定了合理的支架工作阻力参数.
关键词 综采工作面 支架工作阻力 矿山压力
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锚杆、锚索联合支护技术的应用 被引量:7
18
作者 张凯江 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2011年第2期77-79,共3页
巷道支护是煤炭开采中一项关键技术,合理、安全、可靠的巷道支护技术是实现矿井高产高效的必备条件。锚杆、锚索支护巷道质量高、复修率小、支护成本低,而且可以加快掘进速度,提高巷道的安全性。
关键词 锚杆锚索联合支护 顶板压力 巷道维护
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沿空留巷卸压钻孔间距优化试验研究 被引量:6
19
作者 张晓虎 郭鹏飞 +1 位作者 王炯 王浩 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第6期6-8,共3页
针对不同间距卸压钻孔设计5种试验方案,在禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场试验。沿空巷道内,随着卸压钻孔间距的增大,巷道顶板压力与巷道顶、底板位移差异较大,间距150 mm与间距400 mm卸压钻孔对应区域的顶、底板位移量分别为... 针对不同间距卸压钻孔设计5种试验方案,在禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场试验。沿空巷道内,随着卸压钻孔间距的增大,巷道顶板压力与巷道顶、底板位移差异较大,间距150 mm与间距400 mm卸压钻孔对应区域的顶、底板位移量分别为138 mm与193 mm。综合考虑卸压效果、施工难度等因素,确定200 mm为卸压钻孔的最优间距。 展开更多
关键词 沿空留巷 卸压钻孔 顶板压力
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综放采空区遗煤厚度的分布规律及模拟研究 被引量:6
20
作者 张春 题正义 +1 位作者 李宗翔 王树丰 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期203-207,共5页
鉴于采空区遗煤厚度对其自燃规律影响的重要性,对综放采空区遗煤厚度的分布规律进行了研究。应用松散介质理论、放煤椭球体理论及三维数值模拟方法对综放采空区遗煤的空间分布形态、采空区顶板压力及空隙率分布进行分析,得到采空区遗煤... 鉴于采空区遗煤厚度对其自燃规律影响的重要性,对综放采空区遗煤厚度的分布规律进行了研究。应用松散介质理论、放煤椭球体理论及三维数值模拟方法对综放采空区遗煤的空间分布形态、采空区顶板压力及空隙率分布进行分析,得到采空区遗煤厚度的计算公式及三维分布示意图,采空区顶板压力与遗煤空隙率、遗煤厚度的函数关系及在算例条件下三者的三维分布状态。结果表明:综放采空区遗煤的空间形态受工作面的放煤步距、放煤口间距及顶煤破裂角、采空区顶板压力、遗煤空隙率等因素的影响,采空区遗煤厚度分布的确定应是非连续、非均匀的。 展开更多
关键词 矿山安全 遗煤厚度 采空区 数值模拟 顶板压力 遗煤空隙率
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