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大采高双巷布置工作面巷间煤柱合理宽度研究 被引量：64
1
作者 余学义 王琦 +2 位作者 赵兵朝 薄其山 王洪涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期3328-3336,共9页
巷间煤柱合理宽度的确定是确保大采高双巷布置工作面安全回采的关键。以亭南矿二盘区204大采高工作面双巷掘进运输顺槽和瓦斯抽放巷之间的煤柱为工程背景,首先通过现场应力监测的方法对巷间煤柱受双巷掘进及2次采动过程中的破坏规律进... 巷间煤柱合理宽度的确定是确保大采高双巷布置工作面安全回采的关键。以亭南矿二盘区204大采高工作面双巷掘进运输顺槽和瓦斯抽放巷之间的煤柱为工程背景,首先通过现场应力监测的方法对巷间煤柱受双巷掘进及2次采动过程中的破坏规律进行了系统的研究,得出一次采动影响后靠近采空区侧煤柱的破坏区域宽度约为3 m;上位岩层低应力区域宽度约为18 m;一次采动后煤柱应力分布曲线呈不对称形态;二次采动影响后煤柱应力分布曲线呈不对称"马鞍状",巷间煤柱边缘累计破碎宽度略大于9 m;同时对2次采动影响后煤柱的破坏区域进行了划分,初步确定巷间煤柱优化范围在5.2~13.0 m之间。其次采用数值模拟的方法分别研究了2次采动影响下宽度为4,6,8,10,12 m的5种不同尺寸巷间煤柱的应力演化规律、弹塑性区域变化规律和巷道变形规律,同时综合考虑安全生产、资源回收率等因素,最终确定大采高双巷布置工作面巷间煤柱的合理尺寸为10 m。最后通过工程实践验证了巷间煤柱留设的合理性。该研究结果可以为类似开采条件下巷间煤柱的留设提供参考。 展开更多
关键词 采矿工程 大采高 双巷布置 巷间煤柱 应力监测 采动影响
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高位定向长钻孔瓦斯抽采技术及抽采效果分析 被引量：62
2
作者 许超 刘飞 方俊 《煤炭工程》 北大核心 2017年第6期78-81,共4页
针对寺河煤矿W1305工作面顶板覆岩地质特征和开采条件,建立煤层开采数值模拟模型,通过理论分析和数值模拟结合的方法,确定顶板高位定向长钻孔布置层位及钻孔结构,分析煤层采动对高位定向长钻孔瓦斯抽采效果的影响。在寺河煤矿的应用情... 针对寺河煤矿W1305工作面顶板覆岩地质特征和开采条件,建立煤层开采数值模拟模型,通过理论分析和数值模拟结合的方法,确定顶板高位定向长钻孔布置层位及钻孔结构,分析煤层采动对高位定向长钻孔瓦斯抽采效果的影响。在寺河煤矿的应用情况表明:高位定向长钻孔具有明显的优势,其延伸距离长、覆盖范围广,且能保证钻孔在煤层顶板裂隙带内有效延伸,可实现连续区域化抽采,其单孔最大瓦斯抽采流量超过30m^3/min,工作面回采期间,上隅角及回风巷中瓦斯浓度显著降低,达到了良好的瓦斯抽采和治理效果。 展开更多
关键词 高位定向孔 采动影响 瓦斯抽采 抽采效果
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沿空留巷顶板断裂位置分析及支护技术 被引量：57
3
作者 石建军 马念杰 白忠胜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第7期35-37,42,共4页
为得到沿空留巷基本顶断裂的形式和条件,采用理论分析和现场观测的方法,以葛泉矿1528工作面沿空留巷为研究对象,建立了反映岩层基本特征的力学模型。结果表明:当沿空留巷巷旁支护阻力不同时,基本顶的断裂位置不同,在巷旁位置切断直接顶... 为得到沿空留巷基本顶断裂的形式和条件,采用理论分析和现场观测的方法,以葛泉矿1528工作面沿空留巷为研究对象,建立了反映岩层基本特征的力学模型。结果表明:当沿空留巷巷旁支护阻力不同时,基本顶的断裂位置不同,在巷旁位置切断直接顶或者直接切断基本顶,可以减少顶板活动对巷道的影响。由工程监测和数据分析可知,沿空留巷受到采动影响时,采用合理的锚网支护措施可形成稳定结构,提供足够的切顶阻力,能有效控制顶板合理的悬露长度。 展开更多
关键词 沿空留巷 顶板断裂 巷旁支护 切顶效果 采动影响
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双巷布置工作面留巷塑性区演化规律及稳定控制 被引量：51
4
作者 刘洪涛 吴祥业 +2 位作者 镐振 赵希栋 郭晓菲 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期689-697,共9页
为了揭示双巷布置工作面留巷塑性区演化特征,以石圪台矿为研究背景,应用理论分析和数值模拟方法,针对主应力大小、角度和塑性区分布特征展开研究,获取了留巷主应力变化规律、塑性区扩展特征,阐明了留巷发生非对称变形的原因。结果表明:1... 为了揭示双巷布置工作面留巷塑性区演化特征,以石圪台矿为研究背景,应用理论分析和数值模拟方法,针对主应力大小、角度和塑性区分布特征展开研究,获取了留巷主应力变化规律、塑性区扩展特征,阐明了留巷发生非对称变形的原因。结果表明:1)得出了留巷轴向主应力分布特征,并沿走向将其划分为7个阶段,主应力特征曲线左右大致对称,中部高且平缓、左右两侧较低但变化幅度大,其中主应力大小及角度急剧变化过程位于滞后影响阶段;2)主应力大小与塑性区扩展范围正相关,主应力角度决定了塑性区扩展方位,二者共同作用下塑性区产生非对称扩展,从而引起留巷围岩非对称变形;3)得出了石圪台矿31203工作面留巷非对称变形破坏特征,确定了隐患部位,提出了留巷非对称补强支护方案,现场应用取得良好效果。 展开更多
关键词 双巷布置 采动影响 塑性区 数值模拟
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采动影响下底板暗斜井的破坏机理及其控制 被引量：44
5
作者 王卫军 袁越 +1 位作者 余伟健 陈旭 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1463-1472,共10页
针对采动影响下底板巷道围岩出现的大变形失稳及屡修屡坏的控制难题,综合现场调研、理论分析、数值计算及井下试验与实测等方法,对采动条件下底板应力的分布和传播规律及其与巷道围岩应力的关系、底板暗斜井受回采过程扰动的动态变形破... 针对采动影响下底板巷道围岩出现的大变形失稳及屡修屡坏的控制难题,综合现场调研、理论分析、数值计算及井下试验与实测等方法,对采动条件下底板应力的分布和传播规律及其与巷道围岩应力的关系、底板暗斜井受回采过程扰动的动态变形破坏特征、底板巷道的失稳机制及控制方法进行了系统研究。结果表明,围岩应力分布受超前支承压力在底板中传递的显著影响是底板巷道变形破坏的根本原因。在采动加卸载作用下,底板水平应力增量与垂直应力增量的异步变化引起围岩帮部的环向应力激增并破坏造成顶底板临空宽度的加大,进而导致顶板破断和严重底臌。采用高阻可让压锚索减小顶底板的临空宽度、抑制底臌大变形,提出了锚网索+注浆+底板锚索的控制方法。对江西高坑矿底板暗斜井进行了现场支护试验,围岩控制效果良好。 展开更多
关键词 采动影响 底板应力 底板巷道 动态变形破坏 围岩控制
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边坡和采场围岩变形破裂响应特征的相似模拟试验研究 被引量：38
6
作者 尹光志 李小双 +2 位作者 魏作安 李耀基 王清生 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期2913-2923,共11页
以云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层为研究对象,依据相似模拟原则,利用重庆大学资环学院矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿露天转地下开采的相似模拟模型试验。试验结... 以云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层为研究对象,依据相似模拟原则,利用重庆大学资环学院矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行晋宁磷矿6#坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿露天转地下开采的相似模拟模型试验。试验结果表明:(1)受地下采动影响后,露天矿边坡顶部、腰部和底部的应力分布进行重新调整,随着开挖范围的扩大,整体上呈受压—压缩应力增大—受拉伸的动态变化趋势。受境界顶柱的保护支承作用,开挖后其垂直下沉变形很小。(2)地下磷矿体开挖后,在采空场前后方顶板一定区域内形成顶板支承压力集中区,而在采空场上方靠近磷矿层的顶板区域形成卸压区,同时在采空场下方靠近磷矿层的底板区域则形成底板卸压区。随着采空场沿磷矿层倾斜延伸方向的推进,采空场顶板和底板卸压范围逐渐增大,顶板支承压力区动态前移。(3)受采动的影响,采空场附近顶底板围岩均有不同程度的变形,顶板岩层有不同程度的下沉,底板岩层有不同程度的隆起。顶板下沉和底板隆起最大点均位于采空场中点偏下部分,随着开挖的推进而动态前移,达到充分采动后岩层整体下沉和隆起曲线趋于稳定的碗状。以采空场为中心,随着距离其纵向和水平方向距离的增加,顶底板岩层位移变形量单调递减。(4)开挖推进至断层破碎带及其影响区域时,在采动应力的影响下,断层破碎带被"活化",沿断层接触面发生滑移和剪切破坏。该研究成果对云南磷化集团晋宁磷矿6#坑口东采区深部矿体及类似条件下矿山露天转地下开采现场工程实施有重要理论指导意义。 展开更多
关键词 采矿工程 露天转地下 采动影响 边坡和采场围岩 变形破裂 相似模拟
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采动影响对陷落柱活化导水机理数值模拟研究 被引量：36
7
作者 王家臣 杨胜利 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2009年第2期140-144,共5页
为研究采矿对陷落柱活化作用,利用数值计算软件FLAC3D对强充水陷落柱、不充水陷落柱和煤层底板中赋存陷落柱的破坏过程进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的应力、应变和塑性区的变化.研究表明,陷落柱在采动应力场和渗流场的相互作用下,... 为研究采矿对陷落柱活化作用,利用数值计算软件FLAC3D对强充水陷落柱、不充水陷落柱和煤层底板中赋存陷落柱的破坏过程进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的应力、应变和塑性区的变化.研究表明,陷落柱在采动应力场和渗流场的相互作用下,渗流压力引起陷落柱围岩产生应变,同时采掘工作形成的应变也同样会引起渗流系数的变化.随着承压水压力的增大,陷落柱泥化带、裂隙带和破碎带的宽度都相应增大.对底板中陷落柱突水进行模拟,采动影响先产生在底板进而影响陷落柱.减小回采空间可以减小顶底板以及围岩的变形、破断和移动,保证底板隔水岩层的隔水能力. 展开更多
关键词 采动影响 陷落柱 活化导水 数值模拟
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采动影响下回采巷道底鼓机理及实用性技术研究 被引量：32
8
作者 冯江兵 张科学 +1 位作者 路希伟 景续武 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2011年第3期68-70,共3页
通过对回采巷道底板与煤柱的破坏关系分析,得到两帮煤体首先变形破坏是采动影响下回采巷道底鼓的直接原因,认为该类巷道的底鼓类型以挤压流动性底鼓为主,并得出对其底鼓机理的新认识;研究了现有底鼓防止措施,提出了在没有更好、更直接... 通过对回采巷道底板与煤柱的破坏关系分析,得到两帮煤体首先变形破坏是采动影响下回采巷道底鼓的直接原因,认为该类巷道的底鼓类型以挤压流动性底鼓为主,并得出对其底鼓机理的新认识;研究了现有底鼓防止措施,提出了在没有更好、更直接办法控制该类巷道底鼓的情况下,巷道起底翻修不失为一种有效、经济的实用性技术。现场实践表明,采用巷道起底翻修能满足生产需要。 展开更多
关键词 采动影响 回采巷道 底鼓
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留小煤柱沿空掘巷受采动影响围岩变形规律与支护技术研究 被引量：28
9
作者 王欢 杨春鹤 檀小胜 《煤炭工程》 北大核心 2020年第S01期53-57,共5页
为减少煤炭资源浪费,色连二矿12404工作面回风巷首次采用小煤柱沿空掘巷布置,通过数值模拟以及回采期间巷道围岩变形量和围岩应力监测,判断受工作面采动影响时巷道围岩变形规律以及超前动压影响范围,同时与12403工作面回风巷受采动影响... 为减少煤炭资源浪费,色连二矿12404工作面回风巷首次采用小煤柱沿空掘巷布置,通过数值模拟以及回采期间巷道围岩变形量和围岩应力监测,判断受工作面采动影响时巷道围岩变形规律以及超前动压影响范围,同时与12403工作面回风巷受采动影响变形情况进行技术比较。验证了小煤柱沿空掘巷及支护参数在色连二矿可行性及适用性,并且为同等地质条件下小煤柱沿空掘巷的使用提供理论依据及技术支撑。 展开更多
关键词 沿空掘巷 采动影响 围岩控制 矿压观测
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采动垮冒型顶板煤巷强力锚索桁架支护系统试验 被引量：25
10
作者 何富连 殷东平 +2 位作者 严红 李擎 杨洪增 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2011年第2期1-5,共5页
阳泉煤业集团新元煤矿大跨度垮冒型顶板的运输巷受剧烈采动压力作用,其锚杆锚索支护效果差,基于现场调研和锚索测试资料分析,提出了强力锚索桁架与小孔径高预应力锚索联合支护的新型支护系统。通过研究得出该巷道顶板部分岩层在这种支... 阳泉煤业集团新元煤矿大跨度垮冒型顶板的运输巷受剧烈采动压力作用,其锚杆锚索支护效果差,基于现场调研和锚索测试资料分析,提出了强力锚索桁架与小孔径高预应力锚索联合支护的新型支护系统。通过研究得出该巷道顶板部分岩层在这种支护作用下形成双拱形强应力区,并分析双拱耦合支护机理。选取东四运输巷一段试验,采用KZL-300型顶板离层值自动记录仪,记录下该巷道顶板离层值。试验结果表明:采用强力锚索桁架与短锚索联合支护系统后,试验段巷道顶板离层量平均仅6.12 mm;巷道服务期间,顶板及两帮位移量分别较其他运输巷减少71.90%和57.45%,受二次或多次剧烈采动影响巷道得到稳定,保证了井下施工作业安全。 展开更多
关键词 锚索桁架 动压影响 垮冒煤巷 顶板离层
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采动过程中煤层底板破坏特征及破坏深度分析 被引量：23
11
作者 段宏飞 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第5期17-20,共4页
为得到采动过程中煤层底板破坏特征及深度,采用现场应变实测法对开采过程中煤层底板进行监测,获得底板不同深度的轴向应变和径向应变变化曲线,分析应变变化得出煤层底板破坏范围及深度。通过在山西某煤矿5304-2工作面底板布置7个应变传... 为得到采动过程中煤层底板破坏特征及深度,采用现场应变实测法对开采过程中煤层底板进行监测,获得底板不同深度的轴向应变和径向应变变化曲线,分析应变变化得出煤层底板破坏范围及深度。通过在山西某煤矿5304-2工作面底板布置7个应变传感器进行现场应变实测,测试结果表明:该工作面底板破坏深度为14 m,其中采动扰动破坏深度约为12 m;采动过程中,底板所受矿压显现影响具有超前和延后的特点,影响范围随底板深度的增加而减小。 展开更多
关键词 底板破坏 采动影响 轴向应变 径向应变 底板突水
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二次采动影响下回采巷道矿压显现及控制技术研究 被引量：22
12
作者 任建慧 《煤炭工程》 北大核心 2021年第3期16-21,共6页
针对布尔台煤矿42107工作面辅运巷受采动影响矿压显现剧烈等问题,通过现场工程试验、理论分析,研究了42107辅运巷围岩的表面位移、深部位移及锚索受力等参数变化规律,得到了采动影响下回采巷道矿压显现规律,构建了采动影响下巷道围岩受... 针对布尔台煤矿42107工作面辅运巷受采动影响矿压显现剧烈等问题,通过现场工程试验、理论分析,研究了42107辅运巷围岩的表面位移、深部位移及锚索受力等参数变化规律,得到了采动影响下回采巷道矿压显现规律,构建了采动影响下巷道围岩受力力学模型,并揭示了采动影响下回采巷道围岩应力影响因素及作用机制,计算了采动影响下回采巷道围岩塑性破坏区大小及煤柱内等效稳定承载范围,揭示了采动影响下回采巷道围岩塑性破坏呈非对称状态分布。根据巷道围岩受采动影响的特点,提出采取水力压裂及注高分子材料来改善巷道围岩应力,现场应用工业性试验表明,对42107辅运巷正、副帮注高分子材料施工加固后,巷道围岩收敛变形明显降低,来压步距明显减小,可满足安全生产要求,为采动影响下回采巷道围岩控制提供了实践和理论依据。 展开更多
关键词 采动影响 回采巷道 矿压显现 水力压裂 注浆加固
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多次动压影响巷道支护技术及护巷煤柱留设 被引量：19
13
作者 颜立新 赵军 《煤矿开采》 北大核心 2009年第1期60-63,共4页
为了缓解采掘衔接紧张,工作面布置变跳采为顺采,相邻工作面复用巷道多次受采动影响。通过理论研究,采用高强度、高刚度强力锚杆支护系统能有效地解决受动压影响巷道支护技术难题,减小锚杆支护密度,提高掘进速度,减轻工人劳动强度,并能... 为了缓解采掘衔接紧张,工作面布置变跳采为顺采,相邻工作面复用巷道多次受采动影响。通过理论研究,采用高强度、高刚度强力锚杆支护系统能有效地解决受动压影响巷道支护技术难题,减小锚杆支护密度,提高掘进速度,减轻工人劳动强度,并能优化护巷煤柱尺寸,最大限度地开采不可再生资源。 展开更多
关键词 采动影响 顺序开采 支护密度 强力锚杆 采出率
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采动影响巷道弱胶结层状底板稳定性分析与控制对策 被引量：21
14
作者 杨仁树 朱晔 +2 位作者 李永亮 李炜煜 肖博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2667-2680,共14页
针对弱胶结层状底板巷道在强烈采动影响下的非对称性变形失稳问题,以梅花井矿工作面辅助运输巷为工程背景,综合采用现场调研、理论计算、数值分析和工程试验的方法,对巷道围岩变形破坏机制和控制对策展开研究。结果表明:井田内含煤岩系... 针对弱胶结层状底板巷道在强烈采动影响下的非对称性变形失稳问题,以梅花井矿工作面辅助运输巷为工程背景,综合采用现场调研、理论计算、数值分析和工程试验的方法,对巷道围岩变形破坏机制和控制对策展开研究。结果表明:井田内含煤岩系成岩程度低,胶结程度差,顶底板岩层层理发育,巷道围岩具有产生大变形的倾向。在采动影响下,巷道呈显著的非对称性变形破坏,实体煤侧肩角、煤柱侧底角和底板是大变形频发区域,巷道收敛以底臌为主;由于工作面位置的动态性和弱胶结软岩的蠕变性,巷道底臌具有典型的时空特性。基于弹性理论,建立采动影响下横观各向同性底板力学分析模型,推导获得层状底板任一点的真实应力状态,准确反映了层状底板非对称应力分布特征。根据摩尔-库伦准则,获得层状底板破坏判据,采用Matlab计算得到底板非对称马鞍形破坏形态。上覆岩层关键岩块回转变形所产生的偏载效应使围岩主应力方向发生偏转,主应力偏角越大,塑性区非对称性扩展越显著,围岩破坏具有显著的方向性,垂直于最大主应力方向围岩破坏程度更大。针对强采动弱胶结层状底板非对称破坏特征,提出基于破碎区修复、塑性区加固、弹性区承载的底板分区差异化支护技术。工程实践表明,支护系统很好的适应了围岩非对称应力环境,围岩变形得到有效控制。 展开更多
关键词 弱胶结 层状底板 采动影响 非对称 差异化支护
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特厚煤层综放工作面回采巷道支护技术研究 被引量：21
15
作者 张宏伟 刘长江 +3 位作者 李云鹏 刘昆轮 赵象卓 荣海 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期185-193,共9页
为解决神新公司宽沟煤矿巷道支护问题,综合利用理论分析、数值模拟和现场实测方法,对巷道锚杆支护方案进行优化。工作面开采过程中,运输巷受到超前垂直应力升高影响的范围约为55m,回风巷受到超前垂直应力升高影响的范围约为70 m,邻近工... 为解决神新公司宽沟煤矿巷道支护问题,综合利用理论分析、数值模拟和现场实测方法,对巷道锚杆支护方案进行优化。工作面开采过程中,运输巷受到超前垂直应力升高影响的范围约为55m,回风巷受到超前垂直应力升高影响的范围约为70 m,邻近工作面回采造成运输巷应力升高明显,回风巷围岩应力较低;针对2条巷道的应力状态及塑性区分布,分别设计了支护方案;优化支护方案较原支护方案,回风巷与运输巷顶板下沉量减小了20%和27%,工作面帮位移减小了44%和37%,煤柱侧位移减小了3%和15%。优化方案提高了巷道支护效果,且支护材料总成本降低10.1%,为神新能源公司宽沟煤矿的安全高效生产提供技术支撑和安全保障。 展开更多
关键词 巷道变形 开采影响 锚杆支护 围岩稳定性
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上覆岩层冒落带和裂隙带高度的确定 被引量：19
16
作者 王春光 《露天采矿技术》 CAS 2013年第3期30-32,35,共4页
通过观测枣庄、淮南、开滦、峰峰、大屯、大同等矿区,开展了覆岩破坏特征的研究,得出了煤层覆岩的破坏范围形态,以及冒落带和裂隙带高度的计算公式,准确确定冒落带和裂隙带范围,为煤层开采、顶板管理奠定基础。
关键词 冒落带 裂隙带 采动影响
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巷道断面空间岩层变形与破坏演化特征光纤监测研究 被引量：19
17
作者 张平松 张丹 +2 位作者 孙斌杨 施斌 许时昂 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期260-266,共7页
煤层开采过程中巷道围岩会发生变形、移动与破坏,其动态变化特征对巷道设计、支护等技术参数的选择具有重要的参考意义。论文结合淮南矿区某工作面回采进程,在煤巷中布设测试断面,通过钻孔布置分布式光纤传感器,对煤岩层变形与破坏过程... 煤层开采过程中巷道围岩会发生变形、移动与破坏,其动态变化特征对巷道设计、支护等技术参数的选择具有重要的参考意义。论文结合淮南矿区某工作面回采进程,在煤巷中布设测试断面,通过钻孔布置分布式光纤传感器,对煤岩层变形与破坏过程中产生的应变参数进行实测与分析,讨论断面空间岩层变形发育规律及其采动影响特征。井下2个监测钻孔的16组监测数据分析结果表明:工作面回采过程中,底板岩层受采动影响发生变形产生位移特征明显,且受岩层界面控制,变形位置多自层面开始逐渐发育,探查区底板岩层破坏的最大深度达14.1 m,与电阻率CT结果基本一致,且超前应力显现明显,整体监测效果良好。认为分布式光纤测试技术可精确分辨采动作用下岩层的变形演化过程,有利于研究不同条件下岩层受力后发生变形及破裂的规律。 展开更多
关键词 岩层变形发育 光纤监测 采动影响 煤巷断面
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不稳定厚煤层回采巷道极软顶板破坏规律及分级控制 被引量：17
18
作者 贾后省 张文彪 +4 位作者 刘少伟 郭志强 宋伟鹏 王银伟 贺德印 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S02期3306-3316,共11页
煤层厚度不稳定且其顶板强度远低于煤层本身的条件下,巷道围岩普遍出现围岩大变形、顶板破裂深度大、顶板稳定性区域差异明显等难题。针对此类问题,以敏东一矿16-3煤层回采巷道极软顶板为工程背景,采用理论分析、现场实测、数值模拟等... 煤层厚度不稳定且其顶板强度远低于煤层本身的条件下,巷道围岩普遍出现围岩大变形、顶板破裂深度大、顶板稳定性区域差异明显等难题。针对此类问题,以敏东一矿16-3煤层回采巷道极软顶板为工程背景,采用理论分析、现场实测、数值模拟等综合研究方法,实测分析不同顶煤厚度条件下回采巷道的矿压显现特点,揭示采动作用下不同顶煤厚度巷道极软顶板的破坏规律。结果表明:采动影响下,顶板的塑性破坏会越过中位坚硬煤层在顶板深部形成隔层扩展破坏区,顶煤厚度越大,隔层破坏范围越小,顶煤厚度超过5.0m,隔层破坏现象趋于消失。大范围隔层破坏区产生伴随剧烈的变形压力,对其下位坚硬煤体产生巨大挤压作用,导致其顶板整体大变形甚至彻底失稳,是薄顶煤区域巷道顶板普遍剧烈变形破坏的内在原因。据此,以隔层破坏隐患区面积为基准,以顶煤厚度为分级指标,将16-3煤层回采巷道顶板分为3级,给出了以注浆锚索、锚索增效锚固为主导的不同级别顶板控制对策,工程应用效果良好。 展开更多
关键词 采矿工程 不稳定厚煤层 极软顶板 采动 注浆锚索
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深部采动底板突水模拟试验系统的研制与应用 被引量：18
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作者 孙文斌 张士川 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期3274-3280,共7页
针对深部采动岩体"三高一扰动"地质围岩特殊问题,为研究岩体固流耦合条件下破坏演变规律、监测矿井底板突水灾变通道演变过程中的多场信息,自行研制深部采动高水压底板突水相似模拟试验系统。该系统主要包括试验台系统、伺服... 针对深部采动岩体"三高一扰动"地质围岩特殊问题,为研究岩体固流耦合条件下破坏演变规律、监测矿井底板突水灾变通道演变过程中的多场信息,自行研制深部采动高水压底板突水相似模拟试验系统。该系统主要包括试验台系统、伺服加载系统、水压控制系统和电脑信息采集系统,最大模型铺设尺寸为1 200 mm×800 mm×1 600 mm(长×宽×高)。试验系统中,水平压力和竖直压力由伺服加载装置实现,侧向和竖向加载单元最大荷载可达300 k N,作动器2个最大行程分别为200和400 mm,位移传感器量程达30 mm;最大水压力达1.5 MPa,由伺服稳压系统实现;水箱上出水孔处均匀安置96个光纤传感器,用以检测水压力和流量变化。该系统克服以往试验台可视度低、保压性弱、自动化程度低的问题,具有多样性、可靠性、全过程等特点,系统体积小、精度高、操作简便,适用于深部开采突水物理模拟及相关岩体固流耦合等问题。 展开更多
关键词 采矿工程 采动影响 底板突水 相似模拟 试验系统 伺服控制
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采动影响沿空掘巷小煤柱合理宽度与围岩控制技术 被引量：18
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作者 郭相平 《煤矿开采》 北大核心 2014年第6期54-59,16,共7页
以成庄矿4310综放面4220沿空掘巷为研究对象,采用理论计算和数值模拟分析方法对沿空掘巷小煤柱宽度的合理留设进行深入研究,分析了不同煤柱宽度的塑性破坏区范围和煤柱区域的应力分布特征,进而结合现场实际地质生产条件,综合确定煤柱宽... 以成庄矿4310综放面4220沿空掘巷为研究对象,采用理论计算和数值模拟分析方法对沿空掘巷小煤柱宽度的合理留设进行深入研究,分析了不同煤柱宽度的塑性破坏区范围和煤柱区域的应力分布特征,进而结合现场实际地质生产条件,综合确定煤柱宽度为10m。根据现有巷道支护理论,确定了4220副巷围岩变形控制技术,并数值模拟分析采动影响沿空掘巷围岩变形特征,进而制定了高预应力高强度锚杆索支护方案与支护参数。4220副巷支护试验结果表明:高预应力高强度锚杆索支护技术对沿空掘巷服务期间围岩变形控制效果显著,提高了成庄矿煤炭资源采出率,为矿井后续沿空掘巷的使用提供技术依据。 展开更多
关键词 采动影响 沿空掘巷 煤柱宽度 塑性破坏区 应力分布
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