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沿空留巷“卸压-锚固”双重主动控制机理与应用 被引量：33
1
作者 韩昌良 张农 +1 位作者 阚甲广 冉智 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期323-330,共8页
针对坚硬顶板下沿空留巷的维控难题,运用理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,阐述了"卸压-锚固"双重主动控制机理。坚硬顶板长期悬顶缓慢下沉和突然断裂剧烈来压是沿空留巷的扰动根源,通过主动致裂改变其断裂位置、时机和... 针对坚硬顶板下沿空留巷的维控难题,运用理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,阐述了"卸压-锚固"双重主动控制机理。坚硬顶板长期悬顶缓慢下沉和突然断裂剧烈来压是沿空留巷的扰动根源,通过主动致裂改变其断裂位置、时机和结构,可实现顶板"大结构"的主动控制。将顶板断裂位置由实体煤侧转移至采空区侧,减弱旋转块体对沿空留巷顶板的连带作用,加速顶板破断、缩短扰动周期,降低悬臂长度、减小附加载荷。沿空留巷围岩具有分区特征,采用长短结合的支护方式分别构建浅部"基础承载圈"和深部"强化承载圈",可实现巷道"小结构"的主动控制。提出的"卸压-锚固"双重主动控制方法能够为沿空留巷营造良好的应力环境、提高锚固效能、降低支护密度。根据凤凰山矿154307工作面10 m厚坚硬石灰岩顶板下沿空留巷的工程实践,卸压后锚杆支护设计为1.5 m×1.5 m大间排距,沿空留巷达到了良好的效果。 展开更多
关键词 坚硬顶板 沿空留巷 卸压 锚固 主动控制
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深部巷道钻孔卸压围岩弱化变形特征与蠕变控制 被引量：25
2
作者 王猛 郑冬杰 +3 位作者 王襄禹 肖同强 神文龙 宋子枫 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期437-445,共9页
采用数值模拟、理论分析及工业性试验等方法,分析了深部钻孔卸压巷道围岩蠕变规律,指出巷道卸压后蠕变随卸压程度的增加而加大,揭示了卸压巷道围岩弱化变形特征:卸压钻孔闭合后,失去了转移围岩应力及补偿变形的能力,巷道尤其是卸压部位... 采用数值模拟、理论分析及工业性试验等方法,分析了深部钻孔卸压巷道围岩蠕变规律,指出巷道卸压后蠕变随卸压程度的增加而加大,揭示了卸压巷道围岩弱化变形特征:卸压钻孔闭合后,失去了转移围岩应力及补偿变形的能力,巷道尤其是卸压部位围岩破碎程度的增加缩短了稳速蠕变时间,围岩加速蠕变将诱发巷道整体变形加剧,不利于巷道稳定。指出合理的二次支护是控制卸压巷道蠕变的有效手段,分析了二次支护时机、锚注强度及范围对卸压巷道的蠕变控制效果,提出了深部钻孔卸压巷道围岩蠕变控制对策,确定了二次支护时机、支护强度等关键参数,设计了巷道加固方案。现场试验结果表明,巷道蠕变控制效果显著。 展开更多
关键词 深部巷道 钻孔卸压 强度弱化 变形特征 蠕变控制
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深部高应力巷道卸压控制及支护技术研究 被引量：12
3
作者 谭香 伍伟敏 卢耀晖 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第1期106-112,共7页
通过理论推导、数值模拟、现场试验等方法,研究了深部冲击高应力巷道卸压及支护问题,卸压钻孔应力分布规律和高应力巷道卸压控制区域的解析结果表明,破碎软化区半径主要受卸压钻孔半径、高地应力等影响,卸压钻孔周围煤岩体的破碎软化起... 通过理论推导、数值模拟、现场试验等方法,研究了深部冲击高应力巷道卸压及支护问题,卸压钻孔应力分布规律和高应力巷道卸压控制区域的解析结果表明,破碎软化区半径主要受卸压钻孔半径、高地应力等影响,卸压钻孔周围煤岩体的破碎软化起到弱化高应力、转移高应力的作用,有利于保持巷道稳定。通过数值模拟研究并考虑钻孔效率和巷道支护,卸压钻孔直径宜为110~130 mm。针对高应力巷道提出的"卸压控制+让压支护"技术与卸压孔保护技术,提高了巷道支护体的完整性,新支护方式现场试验应用后,巷道帮部最大变形为300 mm,顶板最大变形为171 mm,巷道围岩裂隙范围明显减小,与原支护相比巷道未出现整体失稳现象,有效控制了高应力巷道的变形,维护了高应力巷道煤岩体的稳定性。研究成果为高应力巷道卸压控制和让压支护提供了理论指导。 展开更多
关键词 高应力巷道 卸压控制 让压支护 卸压孔保护
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基于爆破卸压的深部构造应力富水软岩巷道底鼓控制技术研究 被引量：11
4
作者 程敬义 魏泽捷 +7 位作者 白纪成 于智卓 邢轲轲 李庆明 王俊有 李晓 张超 张治军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期117-126,共10页
底鼓是深部高应力软岩巷道常见的底板破坏形式,也是影响矿井安全高效生产的制约因素,更是目前千米深井亟待解决的关键问题。为解决深部高应力软岩巷道底鼓制约煤矿安全高效开采的现场问题,以平煤某矿-950水平回风大巷为工程背景,采用井... 底鼓是深部高应力软岩巷道常见的底板破坏形式,也是影响矿井安全高效生产的制约因素,更是目前千米深井亟待解决的关键问题。为解决深部高应力软岩巷道底鼓制约煤矿安全高效开采的现场问题,以平煤某矿-950水平回风大巷为工程背景,采用井下试验、物化分析、室内试验相结合的方法,从岩石强度和应力特征视角分析了围岩结构、矿物成分、水理作用、支护强度、原岩应力对巷道底鼓的影响机制,发现了高构造应力和水理作用是影响巷道严重底鼓的主要因素,揭示了该巷道的挤压流动性底鼓和遇水膨胀性底鼓机理。根据深部高应力软岩巷道底鼓机理分析,提出了基于底板爆破卸压的注浆加固底鼓联合控制技术,利用松动爆破技术阻断底板高应力传播路径,改善巷道围岩应力环境,释放底板压力;同时,利用注浆加固技术强化巷道底板围岩的承载力,提高底板抗变形能力。基于上述研究成果,提出爆破卸压+注浆加固的布置方案与参数,并进行了工业试验和底鼓变形监测。现场工业应用监测结果表明:采用底板松动爆破+注浆加固的联合支护方案后,巷道底板围岩处于稳定状态,底板在300 d内最大位移不超过310 mm,巷道底鼓变形量较无支护状态下减少了36.7%~49.0%,巷道底板未发生明显变形破坏,底鼓控制效果明显。 展开更多
关键词 巷道底鼓 高地应力软岩 爆破卸压 注浆加固 围岩控制
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黄岩汇煤矿综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究 被引量：11
5
作者 范尚崇 杨宏民 +2 位作者 尹海 吕宝艳 吕晓来 《能源与环保》 2020年第5期1-6,13,共7页
黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜... 黄岩汇煤矿煤层透气性系数差,原始瓦斯含量低,在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量较大,上隅角瓦斯浓度容易超限。现场跟踪考察分析了15108综采工作面上隅角瓦斯来源,找到了采放煤和采空区瓦斯涌出的主要原因,并提出了以高抽巷和顶板低位斜向钻孔相结合的卸压瓦斯治理模式,对卸压瓦斯抽采效果进行评价。研究表明:高抽巷平均抽采纯量69.5 m^3/min,最大90.0 m^3/min,可达全部抽采量的92%;低位钻孔抽采措施起到较好的辅助作用,最大抽采纯量为12.4 m^3/min,平均为5.8 m^3/min。回采期间上隅角瓦斯浓度维持在0.08%~0.40%。 展开更多
关键词 绝对瓦斯涌出量 上隅角 卸压瓦斯 瓦斯治理 高抽巷 低位钻孔
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综放工作面沿空留巷“错动”变形破坏机制及其控制 被引量：6
6
作者 杨鸿智 鞠文君 +1 位作者 王东攀 苏超 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期224-231,共8页
为了解决厚煤层大断面沿空留巷矿压显现强烈、维护困难、复用前修巷工程量大等问题,以晋城矿区唐安煤矿沿空留巷为工程背景,通过井下观测、理论分析和工程试验,分析综放沿空留巷围岩变形破坏特征和整体变形模式,提出针对性的围岩变形控... 为了解决厚煤层大断面沿空留巷矿压显现强烈、维护困难、复用前修巷工程量大等问题,以晋城矿区唐安煤矿沿空留巷为工程背景,通过井下观测、理论分析和工程试验,分析综放沿空留巷围岩变形破坏特征和整体变形模式,提出针对性的围岩变形控制对策并在现场实施和验证。研究表明:综放沿空留巷变形主要表现为顶煤切顶下沉、巷旁支护劈裂歪斜、煤帮挤出和底鼓,不同位置围岩变形破坏呈现整体关联性;围岩变形整体呈现“错动”模式,对沿空留巷整体结构变形起控制作用的主要是回采空间顶板回转和向外侧移,以及底板在水平应力作用下向巷内挠曲,在顶、底、煤帮、巷旁支护综合作用下,形成趋向采空区的“错动”变形形态。基于留巷“错动”变形特征,提出沿空留巷围岩变形控制对策:巷旁混凝土墙支护采用薄墙体、高强度、预设迎山角的形式,巷内顶、帮补强支护,留巷“切顶控制”补强支护,超前工作面顶板区域水力预裂卸压。新技术方案现场试验和监测表明,回采后采空区顶板及时断裂,留巷应力环境明显改善,巷旁支护墙体完整,留巷围岩变形控制效果显著。 展开更多
关键词 综放沿空留巷 围岩破坏 支护卸压 变形控制
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唐山矿深部孤岛工作面冲击地压预控技术研究 被引量：10
7
作者 孙强 王琪 +1 位作者 姚腾飞 李辉亮 《矿业科学学报》 2019年第5期410-416,共7页
冲击地压是严重危害矿井安全生产的动力灾害之一。孤岛工作面及其巷道附近应力集中程度高、顶板运动剧烈,易发生冲击地压。本文针对唐山矿孤岛工作面的特性,首先运用综合指数法确定Y484工作面的危险等级,将该工作面划分为7个弱冲击强度... 冲击地压是严重危害矿井安全生产的动力灾害之一。孤岛工作面及其巷道附近应力集中程度高、顶板运动剧烈,易发生冲击地压。本文针对唐山矿孤岛工作面的特性,首先运用综合指数法确定Y484工作面的危险等级,将该工作面划分为7个弱冲击强度、2个中等冲击强度和3个强冲击强度区域;而后采用钻孔应力计和十字布点法确定了区域内的支撑压力峰值位置和影响范围,并根据不同的冲击地压危险等级分别采用钻孔卸压和爆破卸压技术对冲击地压进行预控。应用结果表明,该综合防治技术对Y484工作面的防控安全有效。 展开更多
关键词 孤岛 冲击地压 综合指数法 爆破卸压 综合预控防治
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下保护层开采卸压效应研究 被引量：10
8
作者 尹锡峰 严磊 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第8期55-59,共5页
为了研究高变质煤保护层开采对被保护层的卸压效应,针对煤层煤与瓦斯突出问题,基于保护层开采理论和数值模拟方法,采用FLAC3D数值模拟软件,研究了高变质保护层开采过程中被保护层的应力和应变情况,得出下保护层开采后高变质煤被保护层... 为了研究高变质煤保护层开采对被保护层的卸压效应,针对煤层煤与瓦斯突出问题,基于保护层开采理论和数值模拟方法,采用FLAC3D数值模拟软件,研究了高变质保护层开采过程中被保护层的应力和应变情况,得出下保护层开采后高变质煤被保护层应力分布呈现出了“W”形的分布特性,垂直方向煤厚变形量分布呈现出了“M”形的分布规律。之后经过现场实测,被保护层残余瓦斯含量和残余瓦斯压力最大值分别降低到临界值8 m^(3)/t和0.74 MPa以下。结果表明:经过下保护层开采,被保护层得到充分卸压,能有效消除其突出危险性,实现了区域防突的目的。研究结果可为矿井实现安全、高效开采,预防煤与瓦斯突出提供一定的参考和借鉴依据。 展开更多
关键词 下保护层 卸压效应 瓦斯防治
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基于应力场干预的巷道围岩控制技术 被引量：10
9
作者 柏建彪 王襄禹 +1 位作者 闫帅 吴文达 《矿业工程研究》 2019年第2期1-7,共7页
高应力巷道围岩破坏严重变形剧烈,在服务期间难以满足回采的要求,已经成为煤矿安全开采研究的重点和难点.本文从应力转移、应力阻隔和应变能释放3个角度,归纳总结了应力场干预的巷道围岩控制技术.针对坚硬顶板提出水力压裂断顶,高应力... 高应力巷道围岩破坏严重变形剧烈,在服务期间难以满足回采的要求,已经成为煤矿安全开采研究的重点和难点.本文从应力转移、应力阻隔和应变能释放3个角度,归纳总结了应力场干预的巷道围岩控制技术.针对坚硬顶板提出水力压裂断顶,高应力底鼓聚能爆破断底,大变形巷道钻孔卸压技术,分别探讨了每种手段的技术原理.水力压裂使岩层的承载层向高位移动,同时应力向煤体深部转移;聚能爆破在底板岩层中形成连续的结构面,阻断水平应力的传播途径和改变其传播方向;钻孔卸压可以释放高应力岩体的应变能为围岩变形提供补偿空间.工程实践表明,提出的应力场干预技术能够有效地控制围岩稳定,为高应力巷道维护提供技术保障. 展开更多
关键词 高应力巷道 应力场 水力压裂 聚能爆破 钻孔卸压 围岩控制
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坚硬顶板孤岛工作面巷道矿压显现机理及卸压孔技术实践 被引量：7
10
作者 郭靖 文明 +3 位作者 尉永邦 陈建如 朱晓庆 李建伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第8期15-19,共5页
基于晋能塔山矿8310厚层坚硬顶板孤岛工作面地质条件,采用理论研究、建模分析和工程实地测试结合的方法探究孤岛工作面矿压显现机理,分析卸压孔相关技术参数对巷道塑性区的影响。研究结果表明:孤岛工作面采场巷道受到一侧采空区影响,巷... 基于晋能塔山矿8310厚层坚硬顶板孤岛工作面地质条件,采用理论研究、建模分析和工程实地测试结合的方法探究孤岛工作面矿压显现机理,分析卸压孔相关技术参数对巷道塑性区的影响。研究结果表明:孤岛工作面采场巷道受到一侧采空区影响,巷道应力集中、巷道变形现象明显;基于上覆关键层理论及简支梁模型判定,结合8310工作面上层覆岩结构计算得到老顶初次垮落极限步距为85.3 m,空间顶板垮落高度达到148.9 m;通过FLAC^(3D)数值模拟,基于卸压孔长度4 000 mm,间距1 500 mm,孔径φ120 mm参数方案施工后,巷道上层围岩完整性较好,巷道围岩变形未受到较大的应力集中影响。 展开更多
关键词 孤岛工作面 矿压显现机理 卸压孔 围岩控制
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丁集矿下保护层开采卸压保护范围研究 被引量：8
11
作者 徐青云 杨明 +1 位作者 乔元栋 李永明 《煤炭工程》 北大核心 2016年第2期79-82,共4页
为了防治丁集煤矿主采13-1煤层发生煤与瓦斯突出,依据13-1煤层存在的高瓦斯、高应力条件,采用数值模拟、理论计算及现场测定等方法,分析了丁集煤矿下保护层开采卸压保护范围,并采用保护层开采和地面钻井抽采被保护13-1煤层卸压瓦斯技术... 为了防治丁集煤矿主采13-1煤层发生煤与瓦斯突出,依据13-1煤层存在的高瓦斯、高应力条件,采用数值模拟、理论计算及现场测定等方法,分析了丁集煤矿下保护层开采卸压保护范围,并采用保护层开采和地面钻井抽采被保护13-1煤层卸压瓦斯技术进行瓦斯治理,结果表明,在保护层工作面回采完毕并稳定之后,开切眼前方50m到工作面后方60m的范围内存在较为稳定的卸压效果,被保护层的卸压保护角沿走向为60°,沿倾向为78°和82°;经现场对煤层瓦斯基础参数测定、观测及抽采效果分析,测定的卸压保护范围与数值模拟的数据基本吻合。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 保护层开采 卸压 高应力 高瓦斯 瓦斯治理
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深部巷道围岩卸压协调控制技术 被引量：8
12
作者 王猛 司英涛 +1 位作者 胡景宝 邓华易 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期9-16,共8页
为解决深部高应力巷道围岩支护难维护问题,综合采用现场实测、数值计算、理论分析及工业性试验等方法,基于深部巷道钻孔卸压机理、钻孔参数确定方法及卸压钻孔与支护结构作用关系的分析,提出深部巷道围岩卸压协调控制技术,包括一次让压... 为解决深部高应力巷道围岩支护难维护问题,综合采用现场实测、数值计算、理论分析及工业性试验等方法,基于深部巷道钻孔卸压机理、钻孔参数确定方法及卸压钻孔与支护结构作用关系的分析,提出深部巷道围岩卸压协调控制技术,包括一次让压、钻孔卸压和二次高强锚注支护等3方面:一次让压支护使围岩产生恒阻变形,降低卸压引起的支护结构非协调受力;钻孔卸压的作用是转移巷道周边高应力,补偿围岩变形,减小巷道径向收敛;二次高强锚注支护为卸压协调控制技术的核心,目的是控制卸压后破碎岩体的后期蠕变。工程应用效果表明,该技术可有效控制深部巷道围岩大变形,具有一定的推广应用价值。 展开更多
关键词 深部巷道 钻孔卸压 应力转移 二次支护 协调控制
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近距离突出煤层群瓦斯治理技术优化的研究 被引量：8
13
作者 刘雪莉 游继军 《武汉工程大学学报》 CAS 2021年第1期86-90,共5页
近距离突出煤层群工作面受上下邻近煤层卸压瓦斯的影响,致使回采工作面瓦斯涌出量大、工作面回风隅角及回风巷中的甲烷传感器频繁报警,瓦斯治理消耗大量的人力、物力和时间,严重制约了矿井的安全生产。通过对几种瓦斯治理方案进行分析论... 近距离突出煤层群工作面受上下邻近煤层卸压瓦斯的影响,致使回采工作面瓦斯涌出量大、工作面回风隅角及回风巷中的甲烷传感器频繁报警,瓦斯治理消耗大量的人力、物力和时间,严重制约了矿井的安全生产。通过对几种瓦斯治理方案进行分析论证,得出将整个煤层群作为一个治理单元,统筹考虑,将煤层厚度、瓦斯含量相对较小的弱突出煤层作为关键保护层,配合打钻进行立体式抽采,实现上下递进保护,最大限度地抽采邻近煤层的卸压瓦斯的方案。现场实践结果表明,保护层工作面在回采期间瓦斯抽采率高达90%以上,回风隅角瓦斯浓度降至0.6%以下,回风巷风流中瓦斯浓度降至0.2%以下,工作面月平均回采长度由原来的120 m提高至200 m。同时,从根本上解决了被保护层工作面回采期间瓦斯带来的安全威胁。 展开更多
关键词 近距离突出煤层群 保护层 穿层钻孔 立体式抽采 卸压瓦斯 瓦斯治理
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综放大断面回采巷道底鼓诱因分析及控制技术 被引量：7
14
作者 赵启峰 高文蛟 +2 位作者 牛国星 雍涛 刘媛媛 《煤炭工程》 北大核心 2014年第6期39-42,共4页
针对中煤平朔井工一矿4107等综放面回采巷道剧烈底鼓现象，分析了综放大断面回采巷道围岩条件及底鼓发生机理，提出了“卸压与加固联合”的底鼓控制措施，即开凿卸压槽与优化帮角锚网支护参数相结合，通过现场实测巷道底板破坏深度，确... 针对中煤平朔井工一矿4107等综放面回采巷道剧烈底鼓现象，分析了综放大断面回采巷道围岩条件及底鼓发生机理，提出了“卸压与加固联合”的底鼓控制措施，即开凿卸压槽与优化帮角锚网支护参数相结合，通过现场实测巷道底板破坏深度，确定卸压槽开凿深度为0．6—0．8m。工程实践表明：巷道最大底鼓量为227mm，最大底鼓速率为38．5mm／d，底鼓量及变形速率均在可控范围之内，确保了大断面回采巷道围岩的稳定。 展开更多
关键词 大断面煤巷 底鼓诱因 底角锚杆 卸压槽 底鼓控制
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割缝卸压致裂技术在碎软低渗煤层煤巷掘进中的应用 被引量：7
15
作者 周建斌 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第7期191-194,共4页
为解决碎软低渗煤层掘进工作面瓦斯治理难题,采用数值模拟和现场工业性试验的方法对割缝卸压致裂技术的作用原理以及在碎软低渗煤层的适用性进行了研究。数值模拟表明:水力割缝使缝槽周围的煤岩体卸压,应力转移,消除了应力集中区,有利... 为解决碎软低渗煤层掘进工作面瓦斯治理难题,采用数值模拟和现场工业性试验的方法对割缝卸压致裂技术的作用原理以及在碎软低渗煤层的适用性进行了研究。数值模拟表明:水力割缝使缝槽周围的煤岩体卸压,应力转移,消除了应力集中区,有利于煤层卸压增透;现场试验结果表明:割缝深度、宽度分别可达850、43 mm,割缝卸压钻孔的抽采浓度、纯量分别提高至普通钻孔的6.7、10.1倍,割缝卸压致裂后煤体的突出危险性大幅降低约52.71%,水平割缝钻孔与垂直割缝钻孔相间布置的方式能够保证主裂缝的稳定保持。 展开更多
关键词 割缝 卸压致裂 碎软低渗煤层 煤巷掘进 瓦斯治理
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有限空间新建设施基坑开挖沉降特征及小变形控制 被引量：1
16
作者 仇安兵 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期735-743,共9页
针对有限空间新建基坑变形控制难题,采用理论分析、数值推演和工程实践相结合的研究方法,建立了考虑应力释放的有限空间夹持力学模型,推导了夹持应力与地层损伤因子的函数关系,研究了应力释压孔对有限空间地层应力的影响特征,提出了变... 针对有限空间新建基坑变形控制难题,采用理论分析、数值推演和工程实践相结合的研究方法,建立了考虑应力释放的有限空间夹持力学模型,推导了夹持应力与地层损伤因子的函数关系,研究了应力释压孔对有限空间地层应力的影响特征,提出了变形支挡–应力阻隔一体结构控制方法,并通过北京科技大学工程实践基地(二期)验证该方法的有效性.结果表明,地层损伤因子与夹持应力呈线性负相关关系,随开挖深度逐渐增大,布设释压孔可有效降低有限空间夹持应力,释压孔有利于调整地层夹持应力和控制地层变形,变形控制率为33.48%~58.72%,且变形支挡–应力阻隔一体结构控制方法的水平变形控制率为28.57%~37.91%,地层沉降变形控制率为36.86%~54.26%,与数值模型计算结果趋势相同,论证了理论分析和数值推演结果有效性,为有限空间基坑稳定性控制提供数据支撑. 展开更多
关键词 有限空间 建筑基坑 释压孔 小变形控制 智能动态监测
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底板动压巷道压裂弱结构体应力转移控制技术 被引量：1
17
作者 陈绍杰 刘江伟 +1 位作者 李亚康 吕华 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期106-116,共11页
为了满足煤矿安全生产的需要,许多巷道都会布置在煤层底板中,如部分运输大巷、排水巷道、瓦斯抽采巷道等。采动应力容易造成底板巷道围岩应力升高,加剧底板巷道围岩变形,造成支护永久失效、顶板下沉、巷道底鼓、两帮收敛等破坏。针对此... 为了满足煤矿安全生产的需要,许多巷道都会布置在煤层底板中,如部分运输大巷、排水巷道、瓦斯抽采巷道等。采动应力容易造成底板巷道围岩应力升高,加剧底板巷道围岩变形,造成支护永久失效、顶板下沉、巷道底鼓、两帮收敛等破坏。针对此,提出了在应力传递路径上实施水力压裂,在指定的区域制造出一定空间形态的水压裂缝网,形成压裂弱结构体,实现区域范围内的应力转移,从而降低巷道区域范围内的应力,控制巷道的围岩稳定性的控制技术,并通过理论分析及现场工程验证等方式,揭示了底板动压巷道压裂弱结构体应力转移的力学机制,建立了相应的力学模型,对压裂弱结构体的合理位置、范围等影响因素进行了求解。得出:(1)压裂弱结构体使局部应力场发生明显变化,出现应力升高区和应力降低区,应力降低区主要分布在弱结构体与采动应力连线的方向上,主要集中在一个拱形的范围内;由于膨胀效应,在与应力来源垂直的方向上产生应力集中,出现应力升高区。(2)最大主应力变化幅度与压裂弱结构体的长轴长L、短轴长H、到巷道的距离P、与巷道连线的水平夹角β、压裂层的强度C及内摩擦角α、压裂的损伤变量D等有关。其中到巷道的距离P对卸压效果影响最大,损伤变量D对卸压效果影响最小。(3)采用提出的计算方法设计了淮北矿业集团袁店一矿的103运输集中巷的卸压方案,工程应用结果表明,底板动压巷道变形速率明显减缓,验证了底板强动压巷道压裂弱结构体应力转移模型的合理性。 展开更多
关键词 采动应力 弱结构体 水力压裂 卸压 切顶 围岩控制
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综放开采工作面初采瓦斯治理研究
18
作者 黄楠楠 赵震 《能源与节能》 2024年第5期288-291,共4页
针对3311综放工作面初采期间采空区悬空面积大、采空区瓦斯及邻近层卸压瓦斯涌出量大问题,为确保工作面安全生产,提出综合优化通风、顶板超前弱化、强化瓦斯抽采等方式进行瓦斯综合治理。具体措施包括:1)采面通风方式由“一进一回”的U... 针对3311综放工作面初采期间采空区悬空面积大、采空区瓦斯及邻近层卸压瓦斯涌出量大问题,为确保工作面安全生产,提出综合优化通风、顶板超前弱化、强化瓦斯抽采等方式进行瓦斯综合治理。具体措施包括:1)采面通风方式由“一进一回”的U型改为“两进一回”的W型;2)采用水力压裂技术对工作面顶板进行超前弱化,缩小初采期间采空区顶板悬空面积;3)在33112巷与33113巷的联络巷施工高位定向长钻孔,尾巷内施工高位钻孔+中位钻孔+本煤层穿透钻孔+底板钻孔方式提高采空区瓦斯及邻近层卸压瓦斯抽放。工程应用后,3311综放工作面初采期间回风隅角、回风留瓦斯体积分数分别控制在0.42%、0.35%,瓦斯治理效果显著。 展开更多
关键词 综放开采 卸压瓦斯 瓦斯治理 初采
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工业广场保护煤柱开采井筒破损致因及防治技术
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作者 程桦 喻宏 +4 位作者 宋海清 成浪 荣传新 姚直书 彭世龙 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期42-50,共9页
针对工业广场保护煤柱开采导致井筒破损的问题,以大社煤矿为工程背景,分析工广煤柱开采井筒围岩移动变形特征,揭示井筒破损致因;提出工广内后续工作面开采防治井筒破坏方案,形成相应的施工技术,并成功应用工程实践。研究表明:该矿工广内... 针对工业广场保护煤柱开采导致井筒破损的问题,以大社煤矿为工程背景,分析工广煤柱开采井筒围岩移动变形特征,揭示井筒破损致因;提出工广内后续工作面开采防治井筒破坏方案,形成相应的施工技术,并成功应用工程实践。研究表明:该矿工广内92606工作面邻近副井,开采引发的井筒竖向附加力是井筒破坏的致因;如不提前采取防治措施,后续92606外工作面开采,将导致副井井筒发生二次破坏;研究提出的不停产单卸压槽防治方案,具有不影响矿井生产、卸压率高、施工简单、成本低等优点。采用壁后注浆、开切卸压槽、架设密集井圈等技术,顺利完成了该矿不停产防治副井井筒破损工程。监测表明,该井筒竖向和环向应力,均小于井壁极限.承载力,处于安全状态,运行良好,达到了预期效果。 展开更多
关键词 工业广场 保护煤柱 地层沉降 井壁破损 卸压槽 围岩控制
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构造煤层顶板爆破跨界面致裂增透机制研究及应用
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作者 高魁 王有为 +2 位作者 乔国栋 田宇 傅师贵 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期35-46,共12页
深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层... 深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层顶板爆破相似模拟试验和数值分析,监测跨界面应力波传播和宏观三维裂隙演化形态,再现了爆破应力波传播和煤岩体内部损伤破坏过程。研究表明:(1)构造煤层爆破损伤范围主要集中在爆破孔和煤层上下煤岩交界面附近煤体;构造煤顶板爆破产生跨界面致裂卸压裂纹,爆破损伤沿爆破孔向四周岩体扩展,最后蔓延到煤层底板,爆破孔位置和上部煤岩交界面以及煤层内部的损伤较为严重。(2)爆破应力波从构造煤层顶板传播到煤岩交界面时发生波的透射和反射,透射的压缩应力波破坏煤体;反射的拉伸应力波反作用于煤岩交界面区域岩体。(3)爆破累积损伤产生的跨界面交叉裂纹卸压,使顶板岩层裂隙和构造煤层裂隙贯通,有利于构造煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。现场应用表明,煤层顶板爆破瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,瓦斯抽采纯量从爆破前的0.07 m^(3)/min提高到1.73 m^(3)/min,体积分数从10.46%上升到68.50%,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部构造煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。 展开更多
关键词 构造煤 模拟试验 爆破卸压 煤层增透 瓦斯治理
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