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厚硬顶板巷道稳定性影响因素及强帮支护研究 被引量:19
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作者 单仁亮 原鸿鹄 +2 位作者 孔祥松 李兆龙 黄鹏程 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第1期207-214,共8页
为提高掘进效率需合理设计厚硬顶板巷道支护方式,以晋城矿区厚硬K2灰岩顶板下方15号煤层工作面回风巷道为例,采用数值计算的方法对影响坚硬顶板巷道稳定性的主要因素及支护技术进行了研究。结果表明:随着坚硬顶板强度及厚度的增大,巷道... 为提高掘进效率需合理设计厚硬顶板巷道支护方式,以晋城矿区厚硬K2灰岩顶板下方15号煤层工作面回风巷道为例,采用数值计算的方法对影响坚硬顶板巷道稳定性的主要因素及支护技术进行了研究。结果表明:随着坚硬顶板强度及厚度的增大,巷道顶板变形及塑性分布范围逐渐减小;随着两帮支护强度的增大,两帮变形及塑性分布范围明显减小,并可在一定程度上减小顶板变形;在采动影响围岩应力二次重新分布作用下,特厚坚硬顶板始终处于弹性状态,即无卸压区,支护对于顶板围岩变形量影响极小;顶板无支护、同时采用强帮支护方案能够有效控制厚硬顶板巷道稳定性。 展开更多
关键词 厚硬顶板 巷道稳定性 巷道支护 强帮支护
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东保卫矿倾斜煤层厚硬顶板沿空切顶成巷关键参数研究 被引量:18
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作者 张国锋 刘寄婷 +1 位作者 常爱苹 张文龙 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2021年第6期111-116,共6页
倾斜煤层厚层坚硬顶板条件是东北地区煤矿开采面临的常见条件,以东保卫煤矿倾角25°、14 m厚砂岩顶板为研究对象,采用力学理论分析,推导出了倾斜煤层厚硬顶板切顶支护阻力参数计算公式;采用UDEC数值模拟发现,切顶高度增加可以在减... 倾斜煤层厚层坚硬顶板条件是东北地区煤矿开采面临的常见条件,以东保卫煤矿倾角25°、14 m厚砂岩顶板为研究对象,采用力学理论分析,推导出了倾斜煤层厚硬顶板切顶支护阻力参数计算公式;采用UDEC数值模拟发现,切顶高度增加可以在减小围岩变形量、减小煤帮峰值压力并促使应力峰值向煤壁深处转移等方面起到卸压作用;切缝角度增加,围岩变形呈先减小后增大、煤帮应力峰值大小以微弱变化向深部移动的规律;最后基于砌体块体稳定理论,得出切顶高度和角度的理论计算方法。将研究成果综合应用于工程中,确定了东保卫煤矿三采区-620左面工作面成巷切顶高度为7.4 m、切顶角度为20°、爆破参数装药结构为4+4+2、巷内支护阻力为2741 kN的参数设计值,以及分区支护范围数值,现场工业试验表明,留巷成型良好,可为同类条件切顶留巷设计及应用提供有益参考。 展开更多
关键词 沿空留巷 倾斜煤层 厚硬顶板 切顶卸压 关键参数
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综放工作面厚层坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究 被引量:16
3
作者 高小强 谢永昌 于宏溪 《煤炭技术》 CAS 2019年第9期82-85,共4页
以综放工作面厚层坚硬顶板为工程背景,针对顶板开采过程中大面积悬顶及强矿压显现,提出了深孔爆破预裂顶板技术,分析了爆破破岩分区、致裂机理和钻孔及爆破工艺合理参数。确定了现场爆破方案,在工艺巷两帮及顶板实施深孔预裂爆破。该技... 以综放工作面厚层坚硬顶板为工程背景,针对顶板开采过程中大面积悬顶及强矿压显现,提出了深孔爆破预裂顶板技术,分析了爆破破岩分区、致裂机理和钻孔及爆破工艺合理参数。确定了现场爆破方案,在工艺巷两帮及顶板实施深孔预裂爆破。该技术在预裂顶板与减缓强矿压显现方面取得了良好的技术效果,实现了综放工作面安全高效开采。 展开更多
关键词 厚层坚硬顶板 综放工作面 深孔预裂爆破 爆破工艺参数
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综采工作面厚硬砂岩顶板深孔爆破预裂卸压技术与应用 被引量:13
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作者 李楠 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第7期143-147,共5页
由于厚硬砂岩顶板整体性好、承受能力强,大面积的厚硬砂岩顶板断裂垮落时,造成采场压力极度不稳定,因此工作面厚硬顶板弱化是煤矿顶板控制中一个亟需解决的问题。为防止由于采空区上部的厚硬顶板造成的大面积且在短期内不易松动或垮落... 由于厚硬砂岩顶板整体性好、承受能力强,大面积的厚硬砂岩顶板断裂垮落时,造成采场压力极度不稳定,因此工作面厚硬顶板弱化是煤矿顶板控制中一个亟需解决的问题。为防止由于采空区上部的厚硬顶板造成的大面积且在短期内不易松动或垮落的悬顶。综合考虑九里山煤矿14141工作面上的顶板岩层情况,对其上的顶板岩层进行深孔爆破切顶卸压工作。通过深孔爆破,使得厚硬顶板岩石处于松散破碎状态并随着工作面的推进而垮落。根据实际的地质条件,计算分析得到钻孔布置、钻孔间距、钻孔深度、装药量、封孔长度等相关参数。根据工作面附近的岩层覆盖情况进行有限元软件模拟,模拟结果显示,随着厚硬顶板的塌落基本顶的应力显著降低。在九里山煤矿进行现场应用,井下采场矿压检测表明,方案实施后工作面上部顺槽侧支架的平均压力降低了30%,降低了工作面施工人员的危险系数。使用厚硬顶板深孔爆破预裂卸压技术,可有效地解决采场压力大的问题。 展开更多
关键词 厚硬顶板 矿压 基本顶 深孔爆破 有限元
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浅埋近距离多煤层采空区下厚关键层破断特征及支架工作阻力确定 被引量:14
5
作者 冯军发 周英 +2 位作者 张开智 徐佑林 李回贵 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期332-338,共7页
针对浅埋近距离多煤层中间厚关键层破断呈现的大小周期来压现象,以神东补连塔煤矿上煤层采空区下大采高工作面为背景,采用现场实测与理论分析等方法对多煤层工作面厚关键层破断特征及矿压显现规律进行了研究。结果表明:多煤层中间厚关... 针对浅埋近距离多煤层中间厚关键层破断呈现的大小周期来压现象,以神东补连塔煤矿上煤层采空区下大采高工作面为背景,采用现场实测与理论分析等方法对多煤层工作面厚关键层破断特征及矿压显现规律进行了研究。结果表明:多煤层中间厚关键层在矿山压力和自身弱面结构影响下将以分层方式垮落;根据关键层判别方法、钻孔岩芯和工作面矿压显现综合判断,垮落位置位于该岩层中部,上位厚关键层顶板形成"砌体梁"结构,下位厚关键层顶板形成"悬臂梁"结构;"砌体梁"结构对工作面矿压影响减弱,"悬臂梁"结构成为支架作用力的主要力源;正常回采时影响支架稳定的最危险状态是悬臂梁与砌体梁组合同时破断,对工作面顶板管理带来一定的困难;厚关键层在特殊情况下会产生整层破断形成"台阶岩梁"结构,应提前采取应对措施。 展开更多
关键词 浅埋 厚关键层 砌体梁 悬臂梁 台阶岩梁 支架工作阻力
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6.0 m大采高厚硬顶板工作面强矿压特征 被引量:10
6
作者 张宏伟 赵世帆 +4 位作者 管隆刚 陈真 高明仕 王小勇 张慧峰 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第5期33-42,共10页
针对大采高工作面覆岩顶板运移规律及工作面矿压显现强烈的问题,通过理论推导、UDEC数值模拟与现场调研的方法,分析了小保当煤矿6.0 m大采高厚硬顶板工作面推进过程中煤层顶板覆岩破断形式、垂直应力分布特征及变化规律。研究了小保当... 针对大采高工作面覆岩顶板运移规律及工作面矿压显现强烈的问题,通过理论推导、UDEC数值模拟与现场调研的方法,分析了小保当煤矿6.0 m大采高厚硬顶板工作面推进过程中煤层顶板覆岩破断形式、垂直应力分布特征及变化规律。研究了小保当一号煤矿112207工作面顶板覆岩压力的分布规律,并通过数值模拟分析得出综采工作面煤壁支撑影响区、顶板离层区、后方压实区的范围。研究结果表明:随着工作面的不断推进,厚硬顶板形成“砌体梁”结构,形成覆岩“F”型悬顶,对煤壁前方产生高应力、大范围的超前支承压力区,通过理论计算结合数值模拟,并综合现场实际观测结果得到:工作面煤壁支撑影响区为工作面前方约70 m内;顶板离层区为工作面后方约50 m内;后方压实区为工作面后方50 m之后;对厚硬顶板综采工作面进行矿压显现分析,研究结果可为矿山安全高效生产提供重要参考。 展开更多
关键词 大采高工作面 厚硬顶板 矿压显现 数值模拟
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厚硬顶板切顶留巷最优参数及围岩稳定性分析 被引量:6
7
作者 陶宏斌 《中国矿山工程》 2023年第1期60-66,共7页
为确定厚硬顶板切顶留巷最优技术参数,选取5 m、10 m、15 m切顶高度和0°、10°、15°、20°切顶角度,通过理论分析和3DEC数值模拟,对厚硬顶板切顶成巷形态和围岩稳定性进行研究。研究结果表明:切顶后巷道顶板形成“短... 为确定厚硬顶板切顶留巷最优技术参数,选取5 m、10 m、15 m切顶高度和0°、10°、15°、20°切顶角度,通过理论分析和3DEC数值模拟,对厚硬顶板切顶成巷形态和围岩稳定性进行研究。研究结果表明:切顶后巷道顶板形成“短臂梁”结构,当切顶高度和切顶角度一定时,切落顶板对巷道顶板“短臂梁”支撑力越大,其顶板所需的支护力F则越小,因此在切顶成巷时,需尽量使切落顶板充分接顶;随切顶高度增大,巷道实煤体一侧水平位移值随之增大、垂直位移随之减小,而巷道低位顶板水平位移几乎均为0;对厚硬顶板切顶成巷时需保持倾斜切缝,而随着切顶角度增大,巷道顶板垂直位移和实煤体一侧水平位移随之增大。基于此,综合确定10 m切顶高度、10°~15°切顶角度的最优切顶参数。 展开更多
关键词 厚硬顶板 沿空留巷 切顶参数 数值模拟
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厚硬顶板综采工作面支架合理工作阻力的确定 被引量:10
8
作者 王高利 涂敏 《煤炭技术》 CAS 2008年第1期60-62,共3页
根据顾桥煤矿1117(1)工作面的顶板岩性与矿压观测实际结果,应用矿山压力基础理论的"砌体梁结构力学"模型理论和实测统计法,来确定液压支架的沿米支护阻力和合理工作阻力,通过分析比较,确定了合理的支架工作阻力参数,并为厚硬... 根据顾桥煤矿1117(1)工作面的顶板岩性与矿压观测实际结果,应用矿山压力基础理论的"砌体梁结构力学"模型理论和实测统计法,来确定液压支架的沿米支护阻力和合理工作阻力,通过分析比较,确定了合理的支架工作阻力参数,并为厚硬顶板工作面合理确定液压支架工作阻力提供借鉴。 展开更多
关键词 综采工作面 厚硬顶板 支架工作阻力 矿山压力
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综放工作面厚硬顶板破断特征与支架工作阻力确定 被引量:10
9
作者 程占博 孔德中 杨敬虎 《矿业科学学报》 2016年第2期172-180,共9页
针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题,以东周窑煤矿8301工作面为工程背景,建立厚硬基本顶的固支梁模型,运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力,进而得到基本顶初次来压步距解析式,采用数值模拟对顶板破断特征和工作面... 针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题,以东周窑煤矿8301工作面为工程背景,建立厚硬基本顶的固支梁模型,运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力,进而得到基本顶初次来压步距解析式,采用数值模拟对顶板破断特征和工作面支架工作阻力进行分析,并对不同推进距离下工作面不同位置支架工作阻力进行了现场监测。研究结果表明:相比一般综放工作面,坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和支架工作阻力明显增加,顶板破断后对工作面形成冲击较大,矿压显现剧烈;8301工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距为15~20 m,动载系数为1.5~1.8;基于能量法求得支架额定工作阻力为13 000 k N,而来压期间支架工作阻力为11 000 k N,是额定工作面阻力的84.6%,能够满足厚硬顶板条件下煤矿安全高效开采的要求。 展开更多
关键词 综放开采 厚硬顶板 能量法 来压步距 支架工作阻力
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倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究 被引量:2
10
作者 史卫平 李照迎 +3 位作者 柳昌涛 吕艳伟 张浩然 杨涛 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期11-24,共14页
为解决回采巷道倾斜厚硬顶板应力集中问题,降低顶板覆岩突然垮落的冲击扰动风险及提高倾斜厚硬顶板切顶留巷围岩控制效果,以长城六矿1301N运输巷切顶留巷为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法开展倾斜煤层厚硬顶... 为解决回采巷道倾斜厚硬顶板应力集中问题,降低顶板覆岩突然垮落的冲击扰动风险及提高倾斜厚硬顶板切顶留巷围岩控制效果,以长城六矿1301N运输巷切顶留巷为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法开展倾斜煤层厚硬顶板切顶留巷关键参数优化研究。首先,基于岩石碎胀系数、砌体梁理论及现场地质资料,推导计算了1301N运输巷切顶高度和切顶角度的理论最小值。其次,为进一步验证并优化理论推导结果,利用PFC^(2D)数值软件建立了1301N工作面切顶留巷模型,采用控制变量法分析了不同切顶高度和切顶角度下留巷顶板应力、位移及组构张量响应特征。分析结果表明:切顶高度与卸压效果之间存在底数大于1的对数增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果逐渐增强但其增长幅度逐渐减小;切顶角度与卸压效果之间存在“S”型增长关系,即随着切顶高度增加,卸压效果先增强后减弱。卸压参数与卸压效果之间的变化规律揭示了切顶高度选择存在最适值,切顶角度选择存在最优解。综合理论分析、经济收益及数值模拟结果,确定长城六矿1301N运输巷倾斜厚硬顶板切顶留巷过程中最适切顶高度为13 m,最优切顶角度为10°。现场监测获得该切顶参数下围岩控制效果较好,留巷围岩变形量较小,可有效满足下一工作面开采需求,验证了优化切顶参数的有效性,为类似地质条件切顶留巷参数的选取提供理论依据和实践参考。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 倾斜煤层 厚硬顶板 切顶高度 切顶角度
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厚硬顶板煤层开采强矿压防治技术研究 被引量:9
11
作者 任尚磊 张向阳 +2 位作者 涂敏 孙波 周腾飞 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2020年第9期81-86,共6页
针对厚硬顶板煤层开采强矿压显现问题,以张集北矿1611A工作面为研究对象,运用固支梁破断理论对其厚硬顶板计算,得出该工作面初步垮落步距约为67.3m,顶板来压显现强烈,需对其顶板进行弱化处理。拟采取预裂爆破弱化顶板,通过相似模拟试验... 针对厚硬顶板煤层开采强矿压显现问题,以张集北矿1611A工作面为研究对象,运用固支梁破断理论对其厚硬顶板计算,得出该工作面初步垮落步距约为67.3m,顶板来压显现强烈,需对其顶板进行弱化处理。拟采取预裂爆破弱化顶板,通过相似模拟试验,对厚硬顶板预裂爆破下采场覆岩破断特征进行研究。试验表明,在预裂爆破作用下,厚硬顶板煤层开采初步垮落步距为35m,周期垮落步距15m,周期来压均匀有序。结合实际工况制定了详细的预裂爆破方案,并进行现场试验,矿压实测结果表明:厚硬顶板预裂爆破有效减小了初次垮落步距和周期垮落步距,降低了支架工作阻力,实现了现有支护设备条件下工作面的安全回采。 展开更多
关键词 厚硬顶板 垮落步距 预裂爆破 相似模拟 工程实践
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特厚坚硬顶板控制机理和弱化技术研究 被引量:9
12
作者 刘跃东 张东峰 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2014年第5期55-58,共4页
为了探讨特厚坚硬顶板合理的弱化方法,以山西晋城某矿15号煤层特厚坚硬顶板为研究对象,建立了顶板初次断裂前的固支岩梁力学模型及两种爆破方式的顶板力学模型,采用现场调查、实验室实验和理论分析相结合的研究方法,系统研究了工作面坚... 为了探讨特厚坚硬顶板合理的弱化方法,以山西晋城某矿15号煤层特厚坚硬顶板为研究对象,建立了顶板初次断裂前的固支岩梁力学模型及两种爆破方式的顶板力学模型,采用现场调查、实验室实验和理论分析相结合的研究方法,系统研究了工作面坚硬顶板超前弱化的技术手段、布置方案和预裂爆破装药量,确定了坚硬顶板弱化的超前深孔预裂爆破技术方案,和8.63kg/孔的所需装药量。工业试验结果表明,该弱化方案能缓和顶板矿压显现,对于坚硬顶板弱化效果明显,有效地解决了特厚坚硬顶板的弱化问题。 展开更多
关键词 特厚坚硬顶板 弱化技术 预裂爆破
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厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术 被引量:8
13
作者 杨科 刘文杰 +3 位作者 李志华 刘钦节 池小楼 魏祯 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期12-20,共9页
针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,... 针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量>底板鼓起位移量>顶板下沉位移量的特征;由于厚硬顶板的存在,随工作面推进距离的增大,煤壁挤出位移量逐渐增大,煤壁片帮失稳的概率倍增。根据厚硬顶板下大倾角软煤开采围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测提出厚硬顶板下大倾角软煤开采2种灾害模式,一是以“片帮-冒顶”为主导,诱发“支架-围岩”系统发生大范围失稳的动态互馈的时发性灾害,二是厚硬砂岩破断诱发冲击动力显现的瞬发性灾害。基于厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制,采用厚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术,控制厚硬顶板运动;采取煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等措施,防治煤壁片帮和破碎顶板漏冒,保证“支架-围岩”系统的稳态工作。通过对支架工作阻力和煤壁片帮统计分析发现,11513工作面采取系列防治措施后,煤壁得到有效控制,初次来压时,支架工作阻力较为富裕,安全阀开启较少且支架无明显倾倒滑移现象,实现了厚硬顶板下大倾角软煤的安全高效开采。 展开更多
关键词 厚硬顶板 煤壁片帮 支架-围岩系统 灾变机制 防控技术
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推采速度和充实率对深井充填面厚硬顶板聚能与释能的影响 被引量:8
14
作者 李文龙 屠世浩 +2 位作者 郝定溢 刘迅 苗凯军 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期498-506,共9页
基于煤岩体动力破坏的最小能量原理,建立了诱冲关键层断裂致冲的能量判据.以山东某深井厚硬顶板下充填工作面为工程背景,采用FLAC3D数值模拟研究了推采速度和充实率对关键层弹性能积聚和释放的影响规律.结果表明:推采速度增加使覆岩采... 基于煤岩体动力破坏的最小能量原理,建立了诱冲关键层断裂致冲的能量判据.以山东某深井厚硬顶板下充填工作面为工程背景,采用FLAC3D数值模拟研究了推采速度和充实率对关键层弹性能积聚和释放的影响规律.结果表明:推采速度增加使覆岩采动影响范围增大,关键层弹性能积聚和释放程度增加;充填开采相当于减小了煤层采厚,使关键层由垮落带和裂隙带过渡到弯曲下沉带,消除了诱发冲击地压启动的动载源;充填开采充分降低了关键层的弹性能释放量,有效减弱了厚硬顶板断裂型冲击地压的危险性,确保了深井厚硬顶板下煤炭资源的安全回采. 展开更多
关键词 深部矿井 充填开采 厚硬顶板 弹性能积聚和释放 开采强度
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多关键层厚硬顶板覆岩破断运动规律研究 被引量:4
15
作者 刘晓刚 张震 刘前进 《煤炭工程》 北大核心 2023年第5期96-102,共7页
针对榆神矿区多层厚硬顶板条件下工作面“大、小周期来压”现象及矿压显现强烈问题,综合采用理论分析、数值计算以及微震实测等手段,对曹家滩矿多层厚硬顶板条件下工作面顶板破断运动及工作面来压规律进行分析研究。结果表明:垂高40m范... 针对榆神矿区多层厚硬顶板条件下工作面“大、小周期来压”现象及矿压显现强烈问题,综合采用理论分析、数值计算以及微震实测等手段,对曹家滩矿多层厚硬顶板条件下工作面顶板破断运动及工作面来压规律进行分析研究。结果表明:垂高40m范围内的低位基本顶及关键层是影响工作面“小周期”来压的主要顶板层位;垂高70~150 m范围内的中高位关键层破断具有“低频次”“大断距”的特点,并与“大周期”存在密切关联;高低层关键层破断的时空叠加是工作面发生“大周期来压”的重要致因。研究结论对深化榆神矿区类似地质条件下工作面“大周期”强矿压现象的理解以及指导后续系统治理工程实践的开展具有积极指导意义。 展开更多
关键词 周期来压 厚硬顶板 多关键层 覆岩运动 微震监测
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采场厚硬顶板破断失稳与能量聚散演化研究 被引量:7
16
作者 卜庆为 涂敏 +3 位作者 张向阳 袁本庆 赵庆冲 党嘉鑫 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期867-878,共12页
针对采场厚硬顶板强矿压问题,在采场厚硬顶板采动失稳影响特征分析基础上,运用力学理论构建采场厚硬顶板采动承载力学模型,分析采场厚硬顶板采动承载状态及能量积聚演化发布规律,从能量转化角度分析采场厚硬顶板破断致积聚能量释放与强... 针对采场厚硬顶板强矿压问题,在采场厚硬顶板采动失稳影响特征分析基础上,运用力学理论构建采场厚硬顶板采动承载力学模型,分析采场厚硬顶板采动承载状态及能量积聚演化发布规律,从能量转化角度分析采场厚硬顶板破断致积聚能量释放与强动压显现关系,推导出工作面液压支架动载响应估算方程,揭示厚硬顶板破断失稳强矿压显现影响特征。研究结果表明,1)厚硬顶板在破断失稳前处于覆岩承载状态和自身弹性势能积聚,在破断瞬间显现略高于重力作用的加速运动失稳,加之悬伸跨度较大,导致厚硬顶板条件工作面动压显现尤为强烈;2)悬伸跨度、上覆岩层荷载是厚硬顶板采动承载和能量聚散演化的关键影响因素,上覆岩层荷载、自身厚度和强度是厚硬顶板极限悬伸跨度的关键影响因素;3)在工作面液压支架动态阻力响应的力源构成中,厚硬顶板破断积聚能量释放所形成的动态阻力占比最高,上覆岩层荷载做功转化所形成的动态阻力占比次之;4)在工作面液压支架动态阻力响应的影响因素中,厚硬顶板的悬伸跨度、上覆岩层荷载起直接加剧影响,岩层厚度增加厚硬顶板极限悬伸跨度,进而间接加剧动态阻力响应,直接顶厚度可对动态阻力响应起缓冲降低作用,支架控顶距的加剧影响程度不明显。 展开更多
关键词 厚硬顶板 采动破断失稳 能量聚散演化 强动压显现
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基于深孔预裂爆破的厚硬顶板控制实践 被引量:7
17
作者 刘啸 《工矿自动化》 北大核心 2019年第12期1-6,11,共7页
针对厚硬顶板工作面开采强矿压问题,以潘北矿11313工作面为工程背景,通过理论分析基本顶破断特性,制定了厚硬基本顶深孔预裂爆破方案,利用数值模拟研究了厚硬基本顶在不同深孔预裂爆破厚度下围岩应力演化规律及有效深孔预裂爆破厚度下... 针对厚硬顶板工作面开采强矿压问题,以潘北矿11313工作面为工程背景,通过理论分析基本顶破断特性,制定了厚硬基本顶深孔预裂爆破方案,利用数值模拟研究了厚硬基本顶在不同深孔预裂爆破厚度下围岩应力演化规律及有效深孔预裂爆破厚度下超前支承压力分布。模拟结果表明;应力拱向运输巷侧旋移且应力拱拱高随爆破厚度的增大而增大,应力拱形态由勺状转变为椭圆状;当基本顶预裂爆破厚度为12 m时,工作面超前支承压力影响范围和超前支承压力峰值距工作面煤壁的距离与爆破前相比分别增大了8.5,18.8 m,超前支承压力集中系数由爆破前的1.67减小为爆破后的1.3。现场监测结果表明:厚硬基本顶预裂爆破后,工作面下部支架最大载荷和平均载荷降低,支架动载系数发生明显波动,煤壁片帮得到有效控制。 展开更多
关键词 煤炭开采 厚硬顶板 深孔预裂爆破 顶板破断 矿压 支架载荷 煤壁片帮
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近浅埋多层厚硬顶板大采高综放工作面矿压显现规律研究 被引量:1
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作者 刘晓刚 张震 刘前进 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期72-80,共9页
针对榆神矿区近浅埋多层厚硬顶板条件下,“大周期”来压支架立柱下缩量大、煤柱应力集中系数高、稳定性差等强矿压问题,采用了数值计算、微震和煤体应力监测等技术手段,对覆岩破断运动及工作面来压规律进行了分析研究,结果表明:覆岩破... 针对榆神矿区近浅埋多层厚硬顶板条件下,“大周期”来压支架立柱下缩量大、煤柱应力集中系数高、稳定性差等强矿压问题,采用了数值计算、微震和煤体应力监测等技术手段,对覆岩破断运动及工作面来压规律进行了分析研究,结果表明:覆岩破断运动上,多层厚硬顶板较大的“垂向离层空间”和“自下而上”的顺次交替垮落孕育了顶板“高+低层位组合破断”的时空基础;“高低层位顶板组合破断”是“大周期”来压增强的关键诱因;同时,煤柱应力的时空演化受控于多层厚硬顶板的破断垮落。矿压显现上,工作面“大周期”立柱下缩量平均可达945 mm,持续距离12.10 m,并可由2~5次连续强来压组成;巷道煤柱应力集中系数达到1.80~2.30,影响范围为工作面前方126 m至后方471.3 m,具有明显的“高强度、大范围、长上升期”特点。针对该条件下的强矿压防治,分别提出了“弱化低位顶板、优化破断结构”和“弱化高位顶板、改变破断次序”的技术思路,并取得的了较好的应用效果。 展开更多
关键词 榆神矿区 近浅埋煤层 厚硬顶板 强矿压防治 微震监测
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榆神矿区多层厚硬顶板强矿压显现及覆岩破断运动规律研究 被引量:1
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作者 刘江斌 刘晓刚 +3 位作者 刘茂福 张震 程磊 刘前进 《中国煤炭》 北大核心 2024年第4期46-56,共11页
针对榆神矿区多层厚硬顶板条件下工作面强矿压和邻空侧巷道变形严重问题,综合采用理论分析、数值计算和微震监测方法,分析了多关键层结构下顶板覆岩破断和邻空侧巷道围岩应力特征。研究结果表明:多层厚硬岩层条件下,顶板破断垂向位移和... 针对榆神矿区多层厚硬顶板条件下工作面强矿压和邻空侧巷道变形严重问题,综合采用理论分析、数值计算和微震监测方法,分析了多关键层结构下顶板覆岩破断和邻空侧巷道围岩应力特征。研究结果表明:多层厚硬岩层条件下,顶板破断垂向位移和能量均呈现明显的“低、中、高”分区特征,中高位岩层破断明显滞后于低位岩层,这构成了工作面“大、小周期”的重要结构基础;本工作面开采时,相邻采空区破碎顶板大能量微震事件增多、破断强度较高,并可对邻空回风巷围岩形成强二次采动影响,这是邻空侧回风巷高应力、强变形的主要诱因。同时,高低位多关键层组合破断可导致“大周期”来压发生强度和风险上升,对关键层顶板破断运动规律进行控制是降低“大周期”强度和频率的有效途径之一。 展开更多
关键词 多关键层 大、小周期来压 厚硬顶板 覆岩运动 微震监测
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遗留煤柱下回撤通道高低位顶板联合失稳机理及控制技术 被引量:2
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作者 褚渊 张永强 +5 位作者 王襄禹 罗祎 李鑫琦 李梦龙 谷浩源 吕玉祥 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2023年第6期13-23,共11页
针对末采期工作面采出上覆遗留煤柱,近距离回撤通道高低位厚硬顶板易发生联合失稳而导致巷道强变形、设备难以安全回撤等的难题;建立了遗留煤柱高、低位坚硬顶板结构“联合失稳”力学模型;分析了遗留煤柱下开采时支架载荷变化情况,阐述... 针对末采期工作面采出上覆遗留煤柱,近距离回撤通道高低位厚硬顶板易发生联合失稳而导致巷道强变形、设备难以安全回撤等的难题;建立了遗留煤柱高、低位坚硬顶板结构“联合失稳”力学模型;分析了遗留煤柱下开采时支架载荷变化情况,阐述了末采期遗留煤柱下高低位顶板发生联合失稳的风险来源;基于遗留煤柱顶板支承压力峰值分布区域与水力压裂裂缝扩展规律,结合低位基本顶断裂位置对回撤通道矿压显现影响,综合提出了“高位定向孔区域水力压裂+低位直孔局部水力压裂”的围岩结构优化控制技术,并在霍洛湾矿31107工作面进行试验。现场应用表明,提出的围岩优化控制技术可有效控制末采期高应力集中强动载,实现了回撤通道围岩稳定、设备安全回撤的目标。 展开更多
关键词 顶板结构联合失稳 遗留煤柱 厚硬顶板 回撤通道 水力压裂
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