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西部生态脆弱区煤炭减损开采地质保障科学问题及技术展望
被引量：
75
1
作者
王双明
申艳军
+1 位作者
孙强
侯恩科
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2020年第4期1-15,共15页
我国能源禀赋特点决定了煤炭主体能源地位短期难以改变,其中,西部煤炭资源担负着我国基础能源自主供给的核心角色。但西部煤炭多处于干旱-半干旱带沙漠-黄土覆盖生态脆弱区,易因开采扰动引起地下水及生态环境产生显著影响。因此,减损开...
我国能源禀赋特点决定了煤炭主体能源地位短期难以改变,其中,西部煤炭资源担负着我国基础能源自主供给的核心角色。但西部煤炭多处于干旱-半干旱带沙漠-黄土覆盖生态脆弱区,易因开采扰动引起地下水及生态环境产生显著影响。因此,减损开采成为西部生态脆弱区煤炭资源安全高效开发与环境保护协调发展的必然选择。立足西部煤炭资源开发现实情况,提出了西部生态脆弱区煤炭减损开采面临的四大关键科学问题,即:①煤-水空间发育组合特征;②采动过程地质条件变化规律;③保水开采分区及地质判据;④西部煤炭减损开采技术体系构建思路。同时,详细阐述了煤炭减损开采技术发展状况及存在的现实难题。在此基础上,尝试构建西部生态脆弱区煤炭减损开采技术体系,并展望了西部煤炭减损开采技术未来发展方向。相关研究以期为西部生态脆弱区煤炭绿色减损开采提供借鉴。
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关键词
西部生态脆弱区
减损开采
科学问题
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职称材料
基于采动空间守恒的西部矿区高强度开采损伤传导模型及应用
被引量：
15
2
作者
李全生
张村
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期1-8,共8页
从采矿源头出发,研究掌握高强度开采损伤传导机理,进而研发采动损伤控制与修复技术,是解决我国西部矿区生态损伤程度高与修复难等问题的关键。基于此,提出采动损伤能量指标及采动损伤场量化采动损伤程度和范围,给出了采动损伤场临界能...
从采矿源头出发,研究掌握高强度开采损伤传导机理,进而研发采动损伤控制与修复技术,是解决我国西部矿区生态损伤程度高与修复难等问题的关键。基于此,提出采动损伤能量指标及采动损伤场量化采动损伤程度和范围,给出了采动损伤场临界能量值的计算模型。结合采动覆岩"三带"分区特征,基于空间守恒建立了采动损伤分区耗散传导模型,研究得出了开采源头损伤在垮落带、裂隙带、弯曲下沉带传递过程中的耗散系数,提出了地表采动损伤量计算方法。依据采动损伤分区耗散模型提出了高强度开采覆岩"两带"结构转化为"三带"结构的垮落带与离层裂隙带注浆技术及注浆量的计算方法。最后通过上湾矿12401大采高工作面的应用与实测结果证实了本文模型的可靠性。
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关键词
西部矿区
采动损伤
传导特征
分区耗散
减损开采
原文传递
节地减损开采模式下边坡结构及应力发展规律
被引量：
15
3
作者
尚涛
韩流
+1 位作者
舒继森
陈树召
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期3644-3654,共11页
为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析...
为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析了边坡内部的应力类型,建立了降段或靠帮开采造成的不平衡应力分异模型及其诱发的边坡牵引式渐进破坏模型。以蒙东地区露天矿采场端帮的形成和发展过程为依据建立了三维模型,并设定模拟条件如下:采场深度从0降段至300 m,每次降段50 m;端帮角度从37°线性提高至45°,每次提高2°;内排土场从0回填至300 m,每次回填50 m。分析得到开挖降段和靠帮开采过程中自重应力和水平应力变化规律以及开挖降段和内排回填过程中的端帮边坡稳定系数变化规律。根据矿山的设备生产能力和采剥工程量,计算出开挖降段、靠帮开采所需的工程时间,通过回归分析得到自重和水平应力随时间的变化规律,以及时效稳定性的变化规律。研究结果表明:开挖降段过程中,自重和水平应力分别下降了1.6和5.6 MPa,端帮边坡稳定系数从2.23下降到0.83;靠帮开采过程中,自重和水平应力分别提高了0.5和9.4 MPa;内排回填过程中,端帮稳定系数从0.83提高到1.87。自重应力和水平应力均呈现以采场中心线为轴的对称结构,在采场范围内,自重应力呈拱形结构,水平应力呈“楔形”结构;随着开挖降段深度或端帮边坡角度的增大,自重应力拱顶曲率和水平应力楔形曲率均不断减小。自重和水平应力的峰值随开挖深度的增大呈二次函数下降,随开挖时间的增加均呈线性规律下降,随端帮边坡角度的增大呈二次函数规律增大。端帮稳定系数随开挖降段深度的增加呈负指数降低,随时间的增长呈二次函数规律下降;端帮的稳定系数随内排回填高度、时间均呈现指数
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关键词
节地减损
开采模式
边坡结构
稳定性
应力结构
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职称材料
题名
西部生态脆弱区煤炭减损开采地质保障科学问题及技术展望
被引量：
75
1
作者
王双明
申艳军
孙强
侯恩科
机构
西安科技大学地质与环境学院
西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院
西安科技大学陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2020年第4期1-15,共15页
基金
陕西省自然科学基金陕煤联合基金重点资助项目(2019JL-01)。
文摘
我国能源禀赋特点决定了煤炭主体能源地位短期难以改变,其中,西部煤炭资源担负着我国基础能源自主供给的核心角色。但西部煤炭多处于干旱-半干旱带沙漠-黄土覆盖生态脆弱区,易因开采扰动引起地下水及生态环境产生显著影响。因此,减损开采成为西部生态脆弱区煤炭资源安全高效开发与环境保护协调发展的必然选择。立足西部煤炭资源开发现实情况,提出了西部生态脆弱区煤炭减损开采面临的四大关键科学问题,即:①煤-水空间发育组合特征;②采动过程地质条件变化规律;③保水开采分区及地质判据;④西部煤炭减损开采技术体系构建思路。同时,详细阐述了煤炭减损开采技术发展状况及存在的现实难题。在此基础上,尝试构建西部生态脆弱区煤炭减损开采技术体系,并展望了西部煤炭减损开采技术未来发展方向。相关研究以期为西部生态脆弱区煤炭绿色减损开采提供借鉴。
关键词
西部生态脆弱区
减损开采
科学问题
Keywords
ecologically
fragile
mining
area
of
Western
China
detraction
mining
key
scientific
issues
分类号
TD82 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
基于采动空间守恒的西部矿区高强度开采损伤传导模型及应用
被引量：
15
2
作者
李全生
张村
机构
煤炭开采水资源保护利用国家重点实验室
国家能源集团有限责任公司
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第1期1-8,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51874312)
北京市自然科学基金项目(8212032)
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室自主研发项目(WPUKFJJ2019-15)。
文摘
从采矿源头出发,研究掌握高强度开采损伤传导机理,进而研发采动损伤控制与修复技术,是解决我国西部矿区生态损伤程度高与修复难等问题的关键。基于此,提出采动损伤能量指标及采动损伤场量化采动损伤程度和范围,给出了采动损伤场临界能量值的计算模型。结合采动覆岩"三带"分区特征,基于空间守恒建立了采动损伤分区耗散传导模型,研究得出了开采源头损伤在垮落带、裂隙带、弯曲下沉带传递过程中的耗散系数,提出了地表采动损伤量计算方法。依据采动损伤分区耗散模型提出了高强度开采覆岩"两带"结构转化为"三带"结构的垮落带与离层裂隙带注浆技术及注浆量的计算方法。最后通过上湾矿12401大采高工作面的应用与实测结果证实了本文模型的可靠性。
关键词
西部矿区
采动损伤
传导特征
分区耗散
减损开采
Keywords
western
mining
area
mining
damage
conduction
characteristics
zonal
dissipation
detraction
mining
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
节地减损开采模式下边坡结构及应力发展规律
被引量：
15
3
作者
尚涛
韩流
舒继森
陈树召
机构
中国矿业大学矿业工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第12期3644-3654,共11页
基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0501103)
国家自然科学基金青年基金资助项目(51804298)
国家自然科学基金面上资助项目(51774271)
文摘
为了实现节地减损开采技术在露天矿的安全应用,对开采过程中的边坡结构、岩体应力状态和稳定性进行分析,揭示开采程序和参数与边坡应力分布和稳定性的耦合规律。采用剖面法阐述了适用于扩建和新建露天矿的2种节地减损开采技术方案;分析了边坡内部的应力类型,建立了降段或靠帮开采造成的不平衡应力分异模型及其诱发的边坡牵引式渐进破坏模型。以蒙东地区露天矿采场端帮的形成和发展过程为依据建立了三维模型,并设定模拟条件如下:采场深度从0降段至300 m,每次降段50 m;端帮角度从37°线性提高至45°,每次提高2°;内排土场从0回填至300 m,每次回填50 m。分析得到开挖降段和靠帮开采过程中自重应力和水平应力变化规律以及开挖降段和内排回填过程中的端帮边坡稳定系数变化规律。根据矿山的设备生产能力和采剥工程量,计算出开挖降段、靠帮开采所需的工程时间,通过回归分析得到自重和水平应力随时间的变化规律,以及时效稳定性的变化规律。研究结果表明:开挖降段过程中,自重和水平应力分别下降了1.6和5.6 MPa,端帮边坡稳定系数从2.23下降到0.83;靠帮开采过程中,自重和水平应力分别提高了0.5和9.4 MPa;内排回填过程中,端帮稳定系数从0.83提高到1.87。自重应力和水平应力均呈现以采场中心线为轴的对称结构,在采场范围内,自重应力呈拱形结构,水平应力呈“楔形”结构;随着开挖降段深度或端帮边坡角度的增大,自重应力拱顶曲率和水平应力楔形曲率均不断减小。自重和水平应力的峰值随开挖深度的增大呈二次函数下降,随开挖时间的增加均呈线性规律下降,随端帮边坡角度的增大呈二次函数规律增大。端帮稳定系数随开挖降段深度的增加呈负指数降低,随时间的增长呈二次函数规律下降;端帮的稳定系数随内排回填高度、时间均呈现指数
关键词
节地减损
开采模式
边坡结构
稳定性
应力结构
Keywords
land
saving
and
ecological
detraction
mining
mode
slope
structure
stability
stress
structure
分类号
TD824.7 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
西部生态脆弱区煤炭减损开采地质保障科学问题及技术展望
王双明
申艳军
孙强
侯恩科
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2020
75
下载PDF
职称材料
2
基于采动空间守恒的西部矿区高强度开采损伤传导模型及应用
李全生
张村
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021
15
原文传递
3
节地减损开采模式下边坡结构及应力发展规律
尚涛
韩流
舒继森
陈树召
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
15
下载PDF
职称材料
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