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千米深井超长工作面采动应力旋转特征及应用
被引量：
35
1
作者
王家臣
王兆会
+3 位作者
杨杰
唐岳松
李冰冰
孟庆保
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期876-888,共13页
千米深井超长工作面采动应力环境更为复杂,围岩破坏程度和控制难度升高,威胁开采安全。为提高该类采场围岩控制效果,采用理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究手段,从采动应力旋转角度分析该现象对围岩稳定性的影响及其应用原则。结...
千米深井超长工作面采动应力环境更为复杂,围岩破坏程度和控制难度升高,威胁开采安全。为提高该类采场围岩控制效果,采用理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究手段,从采动应力旋转角度分析该现象对围岩稳定性的影响及其应用原则。结果表明:千米深井超长工作面围岩裂隙发育程度升高,稳定性受到采动应力大小和方向的双重影响,含裂隙围岩存在优势裂隙扩展角,采动应力旋转造成围岩承载能力降低,采动应力旋转角度愈大,围岩稳定性愈差;采动后,121304工作面采动应力发生旋转,旋转轨迹与采动影响程度、工作面推进方向密切相关,距采空区边界愈近,采动应力旋转速度和旋转角度愈大;煤层和低位岩层最大主应力在平行和垂直于工作面推进方向的竖直平面内旋转,倾角减小,最小主应力则首先向平行和垂直于工作面推进方向的竖直平面内旋转,然后在上述平面内与最大主应力同步旋转,倾角增大;岩层位态升高,采动应力旋转角度先增大后减小,高位岩层采动应力旋转轨迹受121303工作面采空区影响,采动应力旋转轨迹向临近工作面采空区偏转;根据工作面推进方向与采动应力旋转轨迹的关系,提出围岩中存在一组、多组优势裂隙及裂隙随机分布条件下工作面推进方向确定原则,并分析了采动应力旋转现象对覆岩“砌体梁”结构稳定性的影响。
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关键词
千米深井
超长工作面
采动应力旋转
原生裂隙
围岩稳定
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职称材料
深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征
被引量：
36
2
作者
王家臣
杨胜利
+4 位作者
杨宝贵
李杨
王兆会
杨毅
马焱遥
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期54-63,共10页
开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该...
开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该类采场基本顶破断类型和支架阻力分布特征。结果表明:开采深度增加提高了岩体中裂隙发育程度,裂隙尺寸服从对数正态分布,裂隙倾角和倾向服从正态分布;基于蒙特-卡罗模拟方法实现深井超长工作面基本顶三维重构,工作面长度增加导致基本顶中部存在裂隙的概率升高,增大了基本顶在工作面中部发生局部破断的可能性;建立深井超长工作面基本顶分区破断力学模型,采用上限定理推导出完整基本顶的整体承载能力以及基本顶中存在1条和2条原生裂隙时的局部承载能力,获得基本顶在裂隙影响区发生局部分区破断和迁移现象的力学判据;基本顶分区破断现象导致破断岩块在空间上呈非均匀分布,表现为工作面中部块度小、两端块度大的特征;分区破断模型预测结果同相似模拟实验结果吻合,解释了深井超长工作面开采实践中发现的顶板压力沿工作面方向的非均匀分布现象。
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关键词
深井超长工作面
基本顶
分区破断
支架阻力
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职称材料
超长工作面支架工作阻力分布及分区增阻特性研究
被引量：
2
3
作者
蔺星宇
徐刚
+2 位作者
高晓进
张震
刘前进
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期11-20,共10页
综采工作面倾向长度的增加,对顶板破断及应力演化产生的影响效应是复杂的,导致工作面支架支护特性存在分区差异。为深入理解超长工作面支架与围岩相互作用关系,以小保当煤矿450 m超长工作面为工程背景,构建弹性基础岩梁力学模型,运用数...
综采工作面倾向长度的增加,对顶板破断及应力演化产生的影响效应是复杂的,导致工作面支架支护特性存在分区差异。为深入理解超长工作面支架与围岩相互作用关系,以小保当煤矿450 m超长工作面为工程背景,构建弹性基础岩梁力学模型,运用数理统计及均化循环分析方法,对工作面支架实测数据开展循环末阻力、工作阻力分布频率、支架增阻特性分析,明晰不同面长工作面倾向方向顶板运动及支架工作阻力分布特征,探究超长工作面支架倾向分区内支架增阻特性。研究结果表明:工作面倾向长度增加,导致两巷煤体对中部顶板的支承减弱,中部峰值区域向两巷移近,超长工作面支架工作阻力分布趋势呈M型三峰值分布;超长工作面上部、中部、下部三区域支架呈对数型增阻时,其均化曲线仍为对数函数,表现为先急增阻后趋于平缓,此种支架增阻情况反映了来压期间工作面顶板由快速下沉逐渐变为缓慢下沉;呈对数-指数型增阻时,中上部区域支架增阻均化曲线为对数函数,中部及中下部均化曲线为对数-指数型复合函数,表现出先急增阻然后趋于平缓最后急增阻的特征;当支架工作循环时间超过一定值,对数-指数复合增阻型支架会急速增阻,不利于顶板控制,通过优化工作面割煤速度,降低支架工作循环时间,可减小支架增阻量,避免高阻力状态下支架再次瞬时增阻,提升工作面支架支护效果。
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关键词
超长工作面
均化循环
支架工作阻力
支架增阻特性
分区特征
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职称材料
题名
千米深井超长工作面采动应力旋转特征及应用
被引量：
35
1
作者
王家臣
王兆会
杨杰
唐岳松
李冰冰
孟庆保
机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
放顶煤开采煤炭行业工程研究中心
中煤新集能源股份有限公司口孜东矿
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期876-888,共13页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0603002)
国家自然科学基金资助项目(51934008,51904304)。
文摘
千米深井超长工作面采动应力环境更为复杂,围岩破坏程度和控制难度升高,威胁开采安全。为提高该类采场围岩控制效果,采用理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究手段,从采动应力旋转角度分析该现象对围岩稳定性的影响及其应用原则。结果表明:千米深井超长工作面围岩裂隙发育程度升高,稳定性受到采动应力大小和方向的双重影响,含裂隙围岩存在优势裂隙扩展角,采动应力旋转造成围岩承载能力降低,采动应力旋转角度愈大,围岩稳定性愈差;采动后,121304工作面采动应力发生旋转,旋转轨迹与采动影响程度、工作面推进方向密切相关,距采空区边界愈近,采动应力旋转速度和旋转角度愈大;煤层和低位岩层最大主应力在平行和垂直于工作面推进方向的竖直平面内旋转,倾角减小,最小主应力则首先向平行和垂直于工作面推进方向的竖直平面内旋转,然后在上述平面内与最大主应力同步旋转,倾角增大;岩层位态升高,采动应力旋转角度先增大后减小,高位岩层采动应力旋转轨迹受121303工作面采空区影响,采动应力旋转轨迹向临近工作面采空区偏转;根据工作面推进方向与采动应力旋转轨迹的关系,提出围岩中存在一组、多组优势裂隙及裂隙随机分布条件下工作面推进方向确定原则,并分析了采动应力旋转现象对覆岩“砌体梁”结构稳定性的影响。
关键词
千米深井
超长工作面
采动应力旋转
原生裂隙
围岩稳定
Keywords
kilometer
deep
coal
mine
longwall
face
with
large
length
mining-induced
stress
rotation
pre-existing
fracture
surrounding
rock
stability
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
下载PDF
职称材料
题名
深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征
被引量：
36
2
作者
王家臣
杨胜利
杨宝贵
李杨
王兆会
杨毅
马焱遥
机构
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
放顶煤开采煤炭行业工程研究中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第1期54-63,共10页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0603002)
国家自然科学基金面上资助项目(51974264)
文摘
开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该类采场基本顶破断类型和支架阻力分布特征。结果表明:开采深度增加提高了岩体中裂隙发育程度,裂隙尺寸服从对数正态分布,裂隙倾角和倾向服从正态分布;基于蒙特-卡罗模拟方法实现深井超长工作面基本顶三维重构,工作面长度增加导致基本顶中部存在裂隙的概率升高,增大了基本顶在工作面中部发生局部破断的可能性;建立深井超长工作面基本顶分区破断力学模型,采用上限定理推导出完整基本顶的整体承载能力以及基本顶中存在1条和2条原生裂隙时的局部承载能力,获得基本顶在裂隙影响区发生局部分区破断和迁移现象的力学判据;基本顶分区破断现象导致破断岩块在空间上呈非均匀分布,表现为工作面中部块度小、两端块度大的特征;分区破断模型预测结果同相似模拟实验结果吻合,解释了深井超长工作面开采实践中发现的顶板压力沿工作面方向的非均匀分布现象。
关键词
深井超长工作面
基本顶
分区破断
支架阻力
Keywords
deep
longwall
face
with
ultra-
large
length
main
roof
sub-regional
rupture
support
resistance
分类号
TD323 [矿业工程—矿井建设]
下载PDF
职称材料
题名
超长工作面支架工作阻力分布及分区增阻特性研究
被引量：
2
3
作者
蔺星宇
徐刚
高晓进
张震
刘前进
机构
煤炭科学研究总院开采研究分院
天地科技股份有限公司开采设计事业部
中煤科工开采研究院有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期11-20,共10页
基金
天地科技股份有限公司科技创新基金重点资助项目(KJ-2019-TDKCZD-01)。
文摘
综采工作面倾向长度的增加,对顶板破断及应力演化产生的影响效应是复杂的,导致工作面支架支护特性存在分区差异。为深入理解超长工作面支架与围岩相互作用关系,以小保当煤矿450 m超长工作面为工程背景,构建弹性基础岩梁力学模型,运用数理统计及均化循环分析方法,对工作面支架实测数据开展循环末阻力、工作阻力分布频率、支架增阻特性分析,明晰不同面长工作面倾向方向顶板运动及支架工作阻力分布特征,探究超长工作面支架倾向分区内支架增阻特性。研究结果表明:工作面倾向长度增加,导致两巷煤体对中部顶板的支承减弱,中部峰值区域向两巷移近,超长工作面支架工作阻力分布趋势呈M型三峰值分布;超长工作面上部、中部、下部三区域支架呈对数型增阻时,其均化曲线仍为对数函数,表现为先急增阻后趋于平缓,此种支架增阻情况反映了来压期间工作面顶板由快速下沉逐渐变为缓慢下沉;呈对数-指数型增阻时,中上部区域支架增阻均化曲线为对数函数,中部及中下部均化曲线为对数-指数型复合函数,表现出先急增阻然后趋于平缓最后急增阻的特征;当支架工作循环时间超过一定值,对数-指数复合增阻型支架会急速增阻,不利于顶板控制,通过优化工作面割煤速度,降低支架工作循环时间,可减小支架增阻量,避免高阻力状态下支架再次瞬时增阻,提升工作面支架支护效果。
关键词
超长工作面
均化循环
支架工作阻力
支架增阻特性
分区特征
Keywords
longwall
face
with
ultra-
large
length
homogenization
cycles
working
resistance
of
support
resistance
increasing
character-istic
of
support
zoning
feature
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
千米深井超长工作面采动应力旋转特征及应用
王家臣
王兆会
杨杰
唐岳松
李冰冰
孟庆保
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
35
下载PDF
职称材料
2
深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征
王家臣
杨胜利
杨宝贵
李杨
王兆会
杨毅
马焱遥
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
36
下载PDF
职称材料
3
超长工作面支架工作阻力分布及分区增阻特性研究
蔺星宇
徐刚
高晓进
张震
刘前进
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
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