超高水充填开采覆岩运移控制效果研究 被引量：3

1

作者 任帅 余国锋 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第6期5-7,共3页

为探究不同参数下超高水充填开采覆岩运移控制效果,确定最佳的充填参数,以义能煤矿1302工作面为工程背景,结合现场监测和数值模拟等手段进行深入探究。通过UDEC模拟得出:当充填率一定时,水体积比越大,覆岩塑性区高度越高,应力集中程度越... 为探究不同参数下超高水充填开采覆岩运移控制效果,确定最佳的充填参数,以义能煤矿1302工作面为工程背景,结合现场监测和数值模拟等手段进行深入探究。通过UDEC模拟得出:当充填率一定时,水体积比越大,覆岩塑性区高度越高,应力集中程度越大,直接顶随着水体积比不断增大由弯曲向破断转变,在水体积比为95%时发生破断。通过现场实测发现开采过程中最大工作阻力为37.2 MPa,最大应力集中系数为1.81,回采巷道顶板最大下沉量为24.5 mm,围岩变形小,地表平均曲率为0.03 mm/m^(2),水平变形在-0.28~0.4 mm/m,地表变形程度小,地面建筑得到良好保护。 展开更多

关键词 超高水材料 充填参数 覆岩运移 地表变形

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超高水材料在百贯沟矿高冒区中的应用 被引量：2

2

作者 刘振杰 《煤炭科技》 2017年第4期85-87,共3页

多年来,关于高冒区的处理一直是煤矿安全生产中难以解决的问题。传统处理高冒区的方式不能有效改善煤岩体破碎情况且不能防止煤层氧化自燃。在分析高冒区的危害基础上,论证了超高水充填材料处理高冒区的可行性,并以百贯沟矿高冒区具体... 多年来,关于高冒区的处理一直是煤矿安全生产中难以解决的问题。传统处理高冒区的方式不能有效改善煤岩体破碎情况且不能防止煤层氧化自燃。在分析高冒区的危害基础上,论证了超高水充填材料处理高冒区的可行性,并以百贯沟矿高冒区具体情况确定了合适的充填工艺。根据现场效果论证,应用超高水材料充填高冒区工艺是一种安全、高效、经济的处理方法,相比于传统处理方法具有很大优势。 展开更多

关键词 高冒区 超高水材料 充填工艺

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矿山超高水充填材料制备及其性能研究 被引量：1

3

作者 任帅 鲁德超 +2 位作者 罗勇 肖殿才 任波 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2023年第12期90-94,共5页

煤矿充填开采是控制深部开采冲击地压和地表沉陷等采动损害的有效途径。但现有的膏体充填及矸石充填因材料环保性难以满足矿区环境可持续发展的要求。为此,介绍了一种新型矿山充填开采绿色化材料,并通过微观结构观察、矿物组分分析、力... 煤矿充填开采是控制深部开采冲击地压和地表沉陷等采动损害的有效途径。但现有的膏体充填及矸石充填因材料环保性难以满足矿区环境可持续发展的要求。为此,介绍了一种新型矿山充填开采绿色化材料,并通过微观结构观察、矿物组分分析、力学性能测试等方法得出:钙矾石是超高水固结体中的主要组成成分,其含量随着水体积比的增高而不断降低;微观结构下针状与棒状钙矾石相互交错形成致密多孔的内部结构,超高水固结体强度的提高正是这种结构不断致密化的结果。在相同的养护龄期下,随着水体积比的增大,固水能力不断减弱,力学性能不断降低。三轴抗压试验得到不同水体积比(92.5%、93%、94.7%和96%)超高水固结体的最大承载强度分别为1.369、1.166、0.717、0.351 MPa,相对于单轴承载实验得到的抗压强度,其强度分别增加了22.2%、10.5%、27.4%、28.94%;固结体在采空区内游离水不易流失,易于保存水分,超高水材料在封闭高湿环境中应用性强,能够发挥较好效果。 展开更多

关键词 深部能源开采 超高水材料 微观结构 组分分析 力学性能

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超高水充填材料基本性能试验研究 被引量：67

4

作者 丁玉 冯光明 王成真 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1087-1092,共6页

为克服常用充填材料在我国建筑物下压煤充填开采应用中存在的不足,分析并试验了不同水体积超高水材料的基本性能,包括抗压强度、体积应变、凝结时间、流变性、显微结构及其稳定性。结果表明:超高水材料具有早强快硬、两主料(A或B)单浆... 为克服常用充填材料在我国建筑物下压煤充填开采应用中存在的不足,分析并试验了不同水体积超高水材料的基本性能,包括抗压强度、体积应变、凝结时间、流变性、显微结构及其稳定性。结果表明:超高水材料具有早强快硬、两主料(A或B)单浆流动性好、初凝时间可调等特点,生成的固结体不收缩,体积应变小,在三向受力状态下有良好的不可压缩性,而在干燥的空气中以及高温环境下容易失稳。结合矿井煤层开采后采空区潮湿、低温、封闭的环境可知,超高水材料是一种性能良好的采空区充填材料。 展开更多

关键词 超高水材料 力学特性 流变性 稳定性 充填开采

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超高水材料开放式充填开采覆岩控制研究 被引量：32

5

作者 冯光明 贾凯军 +2 位作者 李风凯 殷术明 王洪海 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期841-845,共5页

以陶一矿超高水材料开放式充填开采为背景,介绍了超高水材料开放式充填开采效果的评价方法,并对其覆岩控制效果进行了分析和评价.结果表明:超高水材料的渗透效果与存在裂隙的多少及其导通性有关.采用该方法进行充填开采后,充填率可接近9... 以陶一矿超高水材料开放式充填开采为背景,介绍了超高水材料开放式充填开采效果的评价方法,并对其覆岩控制效果进行了分析和评价.结果表明:超高水材料的渗透效果与存在裂隙的多少及其导通性有关.采用该方法进行充填开采后,充填率可接近90%,覆岩控制效果良好,地表未发生明显变化,采空区及其顶底板岩层中几乎所有导通的缝隙和部分离层空间都被超高水材料充填密实,工作面瓦斯含量也有明显降低. 展开更多

关键词 超高水材料 开放式 覆岩控制 渗透 固结

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超高水材料长壁工作面充填开采顶板控制技术 被引量：17

6

作者 许猛堂 张东升 +2 位作者 马立强 王旭锋 张炜 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期410-416,共7页

为研究充填工作面长度对岩层控制效果的影响，指导长壁工作面充填开采实践和为围岩变形控制提供依据，基于超高水材料的基本性能试验，利用差分法薄板理论建立了超高水材料长壁工作面充填开采顶板活动力学模型，得到关键层的预计变形量... 为研究充填工作面长度对岩层控制效果的影响，指导长壁工作面充填开采实践和为围岩变形控制提供依据，基于超高水材料的基本性能试验，利用差分法薄板理论建立了超高水材料长壁工作面充填开采顶板活动力学模型，得到关键层的预计变形量，分析充填工作面长度对关键层变形及破坏的影响，提出了长壁工作面充填开采顸板控制理念。研究结果表明：采空区顶板下沉最大挠度值随着工作面长度的增加而增加；要维持关键层不发生断裂，必须保证工作面长度和控顶长度在一定范围内。对比冀中能源陶一煤矿充1～5工作面（工作面长度50～60m）和充6工作面（工作面长度120m）充填开采实际情况，提出并应用地面充填系统构建、充填液面提高、隔离带设置、工作面锚网索支护4种长壁工作面顶板控制技术，有效地抑制了顶板变形，同时保证了良好的充填效果。 展开更多

关键词 超高水材料 长壁工作面 顶板控制 地面充填系统 薄板理论

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薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究 被引量：15

7

作者 贾凯军 冯光明 +1 位作者 李华健 李杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期267-271,共5页

以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比C l=1/150、时间比C t=1/150、强度比C R=1.43×10-3进行了薄煤层(厚度1.2 m)超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超高水... 以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比C l=1/150、时间比C t=1/150、强度比C R=1.43×10-3进行了薄煤层(厚度1.2 m)超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超高水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明:与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。 展开更多

关键词 超高水材料 充填开采 相似模拟试验 薄煤层 覆岩 地表

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大采高综采面超高水材料充填开采技术 被引量：14

8

作者 谢国强 杨军辉 +3 位作者 谢生荣 张广超 肖殿才 张兴娜 《中国矿业》 北大核心 2013年第3期70-72,112,共4页

为了解决邢东矿村庄压滞煤炭资源开采的问题,提出了适用于大埋深、大采高等复杂地质条件下的综合机械化超高水材料充填开采技术,阐明其技术特点,并介绍了研制的分体式充填液压支架、超高水材料充填系统和采煤与充填工艺。现场监测结果表... 为了解决邢东矿村庄压滞煤炭资源开采的问题,提出了适用于大埋深、大采高等复杂地质条件下的综合机械化超高水材料充填开采技术,阐明其技术特点,并介绍了研制的分体式充填液压支架、超高水材料充填系统和采煤与充填工艺。现场监测结果表明:1126大采高综采工作面开采过程中,支架后柱工作阻力高于前柱工作阻力,顶板无明显来压现象;地表变形量较小,最大变形量未超过2cm,地表变形控制在I级形变以内。该技术有效解决了邢东矿可采资源紧张、村庄下压煤回采的技术难题。 展开更多

关键词 大采高充填开采 分体式液压支架 超高水材料 充填系统

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超高水材料充填空巷研究与工业性试验 被引量：10

9

作者 肖龙正 贾凯军 +1 位作者 郭楠楠 戚洋 《山西焦煤科技》 2012年第1期21-24,32,共5页

长期以来,工作面过空巷是煤矿开采中难以解决的问题。传统的空巷支护方式不能有效地对顶板和煤壁提供足够的阻力或阻止围岩破坏范围的扩大。本文在分析工作面空巷围岩活动规律和超高水材料性能的基础上,论证了超高水材料充填空巷的可行... 长期以来,工作面过空巷是煤矿开采中难以解决的问题。传统的空巷支护方式不能有效地对顶板和煤壁提供足够的阻力或阻止围岩破坏范围的扩大。本文在分析工作面空巷围岩活动规律和超高水材料性能的基础上,论证了超高水材料充填空巷的可行性,并确定了充填体的力学参数和充填工艺。现场试验证明,采用超高水材料充填空巷是一种安全、经济、高效的方法,较传统空巷支护方法具有较大的优势。 展开更多

关键词 超高水材料 空巷 充填

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深部煤层智能化充填开采覆岩运移控制技术 被引量：10

10

作者 任帅 王方田 +2 位作者 李少涛 余国锋 赵得福 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2022年第3期163-167,共5页

深部煤层安全高效开采与生态环境保护协调发展是当前煤炭绿色开采的重要主题。以义能煤矿深部煤层地质生产条件为工程背景,对充填开采设备进行了智能化升级,在回采巷道设置了远程控制中心,实现了智能化充填开采;探究了充填与开采的工作... 深部煤层安全高效开采与生态环境保护协调发展是当前煤炭绿色开采的重要主题。以义能煤矿深部煤层地质生产条件为工程背景,对充填开采设备进行了智能化升级,在回采巷道设置了远程控制中心,实现了智能化充填开采;探究了充填与开采的工作匹配方案,得到了合理的充填与开采参数,按照CG1304工作面生产能力计算,理论所需的单料浆制浆能力为104 m^(3)/h。为提高充填与开采协调的覆岩运移控制效果,提出了管道堵塞防治、二次充填等采充协调的覆岩运移控制技术;构建了深部充填工作面智能监测预警系统、充填开采效果评价体系,为实现深部煤层智能化充填开采及覆岩运移有效控制提供了科学依据。 展开更多

关键词 智能开采 充填开采 超高水材料 覆岩运移 协调控制技术

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超高水充填材料侧限压缩应力应变本构关系研究 被引量：10

11

作者 赵家巍 苏腾 +4 位作者 荣腾龙 钟江城 刘泽霖 王英 王毅颖 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期394-400,共7页

开展超高水充填材料应力应变关系研究对准确了解充填体与围岩相互作用关系,选取合理的采煤工作面采空区充填体强度和材料配比具有重要意义。根据不同经典理论模型的本构关系特征,结合常用的3种水灰比超高水充填材料在侧限压缩条件下的... 开展超高水充填材料应力应变关系研究对准确了解充填体与围岩相互作用关系,选取合理的采煤工作面采空区充填体强度和材料配比具有重要意义。根据不同经典理论模型的本构关系特征,结合常用的3种水灰比超高水充填材料在侧限压缩条件下的应力应变曲线,获得了材料变形过程信息。基于Poyting-Thomson模型,引入损伤变量,构建出可描述超高水充填材料应力应变关系的M|D|H理论模型,并给出了理论模型的解析解,对试验全过程曲线进行辨识,确定了模型中的相关参数,实现了对超高水充填材料变形过程的理论描述。结果表明:改进的Poyting-Thomson模型(M|D|H模型)理论值与试验结果吻合较好,能够有效描述侧限压缩条件下超高水充填材料从弹性变形到应变软化再到应变硬化的整体变形特征。 展开更多

关键词 超高水充填材料 侧限压缩 本构模型 应力应变关系 应变软化

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超高水充填沿空留巷矿压显现规律研究 被引量：6

12

作者 赵庆民 《煤炭工程》 北大核心 2016年第7期86-88,92,共4页

结合充填开采留巷的实际情况,对超高水材料充填开采留巷围岩运动及控制机理进行了分析。采用数值模拟采空区充填率为70%、80%、90%的留巷围岩活动规律,得出随着采空区充填率的提高,充填开采留巷围岩应力逐渐降低、围岩变形逐渐减小。针... 结合充填开采留巷的实际情况,对超高水材料充填开采留巷围岩运动及控制机理进行了分析。采用数值模拟采空区充填率为70%、80%、90%的留巷围岩活动规律,得出随着采空区充填率的提高,充填开采留巷围岩应力逐渐降低、围岩变形逐渐减小。针对试验工作面的实际情况进行了包式充填沿空留巷的工程实践,现场实测超高水材料充填开采留巷顶底板移近量在60mm以内、两帮移近量在30mm以内,巷旁包式充填体的支承压力小于2.5MPa,能够实现长时间使用的要求,可为类似地质条件下的超高水充填留巷提供技术参考。 展开更多

关键词 超高水材料 沿空留巷 矿压显现规律 包式充填

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超高水材料单浆流变特性研究 被引量：5

13

作者 尹超宇 冯光明 +2 位作者 丁玉 高鹏 赵雨 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第6期41-46,共6页

对不同时间、水体积分数及温度条件下的超高水材料单浆的流变特性进行了测定,分析了时间、水体积分数和温度3种因素对浆液流变参数的影响。结果表明:超高水材料A、B单浆均属于参数时变性幂律流体,表现出剪切稀化特性;在实验涉及条件区间... 对不同时间、水体积分数及温度条件下的超高水材料单浆的流变特性进行了测定,分析了时间、水体积分数和温度3种因素对浆液流变参数的影响。结果表明:超高水材料A、B单浆均属于参数时变性幂律流体,表现出剪切稀化特性;在实验涉及条件区间内,时间、水体积分数及温度会对材料单浆流变参数大小产生影响,但不会导致浆液流变模型的根本改变;浆液稠度系数和流变指数随单一因素变化关系可用3次多项式拟合。在此基础上,建立了流变参数在时间、水体积分数和温度3个因素综合影响下的变化关系式,可计算得到条件范围内任意状态浆液的稠度系数和流变指数。研究结果可以为管路设计、注浆施工等工作提供理论支持和指导。 展开更多

关键词 超高水材料 非牛顿流体 流变 浆液

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基于FLUENT的矿用静态混合器内流场模拟 被引量：1

14

作者 陈云华 曲庆文 +1 位作者 孙记树 李芳 《煤炭技术》 北大核心 2014年第5期273-276,共4页

为解决煤矿新型超高水填充浆料的井下400 m混合问题,采用固液两相流理论与计算流体力学(CFD)方法,建立填充浆料在混合器中的流动控制方程;采用三维软件(UG)建立模型,并导入GAMBIT进行混合器的三维网格划分,在FLUENT中的3D单精度解算器... 为解决煤矿新型超高水填充浆料的井下400 m混合问题,采用固液两相流理论与计算流体力学(CFD)方法,建立填充浆料在混合器中的流动控制方程;采用三维软件(UG)建立模型,并导入GAMBIT进行混合器的三维网格划分,在FLUENT中的3D单精度解算器中进行数值模拟。通过分析静态混合器中各截面的流动状态,获得静态混合器在既定条件下的最佳长度和浆料的出口速度。 展开更多

关键词 超高水充填材料 静态混合器 流场 湍流强度

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