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综放开采覆岩“两带”高度的计算公式及适用性分析 被引量:179
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作者 许延春 李俊成 +1 位作者 刘世奇 周霖 《煤矿开采》 北大核心 2011年第2期4-7,11,共5页
当前所依据的《三下采煤规程》中没有预计综放开采工作面覆岩破坏高度的经验公式,为了合理留设特厚煤层综放开采工作面露头区安全保护煤岩柱,有必要建立适用于综放开采工作面覆岩导水裂缝带和垮落带高度计算的经验公式。依据项目的实测&... 当前所依据的《三下采煤规程》中没有预计综放开采工作面覆岩破坏高度的经验公式,为了合理留设特厚煤层综放开采工作面露头区安全保护煤岩柱,有必要建立适用于综放开采工作面覆岩导水裂缝带和垮落带高度计算的经验公式。依据项目的实测"两带"成果,并且收集了40余个"两带"孔的综放开采工作面不同硬度类型覆岩的"两带"高度数据,采用数理统计回归分析的方法,得出了适用于综放开采工作面中硬、软弱覆岩条件下的"两带"高度计算的经验公式,并进行了实用性分析。研究成果对含水层下特厚煤层综放开采工作面浅部安全开采和保护煤岩柱的合理留设有指导意义和实用价值。 展开更多
关键词 综放开采 “两带”高度 计算公式 适用性
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红柳煤矿大采高综采覆岩“两带”高度的综合探测 被引量:67
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作者 孙庆先 牟义 杨新亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期283-286,共4页
为获取软覆岩综采一次采全高工作面"两带"高度,以神华宁煤集团红柳煤矿1121工作面为例,综合运用地表钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔彩色电视观测和井下瞬变电磁法物探3种技术手段,对采空区上覆岩层"两带"高度进行了探... 为获取软覆岩综采一次采全高工作面"两带"高度,以神华宁煤集团红柳煤矿1121工作面为例,综合运用地表钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔彩色电视观测和井下瞬变电磁法物探3种技术手段,对采空区上覆岩层"两带"高度进行了探测。综合探测结果表明:缓倾斜(煤层平均倾角8.5°)、厚煤层(采高5.0 m)、软覆岩,综采一次采全高工作面垮落带高度为煤层厚度的8.55倍,导水裂缝带高度为煤层厚度的12.51倍。3种探测技术手段都是对"两带"高度的直接观测,但在精度上存在较大差异:钻孔彩色电视观测最优,可精确到米级以内;钻孔冲洗液漏失量观测次之,可以获得较为精确的数据;瞬变电磁物探观测最差,仅能确定大致的范围。 展开更多
关键词 大采高综采 "两带"高度 钻孔冲洗液 钻孔彩色电视 瞬变电磁法
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突水溃沙通道分区及发育高度研究 被引量:15
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作者 刘洋 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第1期72-77,共6页
根据浅埋煤层不同基岩厚度所面临的突水溃沙灾害威胁程度差异,须对不同溃沙通道类型进行科学划分,并提出突水溃沙灾害配套的专有名词,为制定针对性的灾害防治措施提供可靠的理论依据。鉴于导水裂缝带是从顶板水害防治角度提出的概念,对... 根据浅埋煤层不同基岩厚度所面临的突水溃沙灾害威胁程度差异,须对不同溃沙通道类型进行科学划分,并提出突水溃沙灾害配套的专有名词,为制定针对性的灾害防治措施提供可靠的理论依据。鉴于导水裂缝带是从顶板水害防治角度提出的概念,对于新时期条件下的水砂溃涌灾害问题已经无法适用,因此必须寻求一种基于水砂溃涌灾害防治要求的新概念,通过对其发育规律及高度的研究,为揭示顶板突水溃沙机理奠定基础。据此,通过相似模拟分析了浅埋煤层覆岩破坏特征,将浅埋煤层开采后的覆岩发育形态自上而下划分为网络性裂缝带和冒落性裂缝带,自外向内划分为贯通性裂缝区和方向性裂缝区,即竖"两带"、横"两区",并从防治突水溃沙灾害角度出发,提出了导水沙裂缝带的概念;同时依据物理模拟实验结果建立了"导水沙拱"力学模型,运用结构力学、岩体力学和散体力学对导水沙裂缝带高度进行了理论推导,在得出4个解后,将涉及到的各参数取值区间代入到4个解中,最终确定导水沙裂缝带高度计算公式并,该成果为突水溃沙灾害防治体系提供了一定的理论依据,有效指导该类灾害的防治工作。 展开更多
关键词 突水溃沙 导水沙裂缝带 竖两带 横两区 发育高度
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基于提高开采上限后的覆岩导水裂隙带演化规律研究 被引量:12
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作者 赵明 赵元媛 +1 位作者 晏嘉 杜金龙 《煤炭工程》 北大核心 2017年第12期116-119,共4页
通过分析谢桥井田内的新生界冲积层结构及其含、隔水性能,确定了1202(1)工作面属Ⅱ类水体压煤,其主要影响水源为中部含水层下段。运用相似模拟方法模拟了工作面开采上限提高后的覆岩运移破坏规律及"两带"发育特征,并利用计算... 通过分析谢桥井田内的新生界冲积层结构及其含、隔水性能,确定了1202(1)工作面属Ⅱ类水体压煤,其主要影响水源为中部含水层下段。运用相似模拟方法模拟了工作面开采上限提高后的覆岩运移破坏规律及"两带"发育特征,并利用计算公式预测了"两带"高度。研究表明,开采上限提高后,基岩面内的裂隙以离层裂隙和破断裂隙发育为主,导水性较强;松散层内的裂隙受岩层力学条件影响,其发育受到抑制,导水性较弱。裂隙带高度最大预计值为52.78m,最小防水煤岩柱高度符合安全开采要求。开采上限提高至-390m安全可行,解放呆滞煤量3.5万t。 展开更多
关键词 开采上限 导水裂隙带 “两带”高度 相似模拟
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采动条件下底板岩层破坏深度动态测试研究及应用 被引量:11
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作者 孔皖军 郑根源 +2 位作者 国伟 吴寒 史志国 《煤炭工程》 北大核心 2018年第10期96-100,共5页
为防止内蒙古准格尔矿区采动条件下底板灰岩水的突水威胁问题,现场通过钻孔植入方式布置一套光纤传感探测系统和一套电阻率CT法探测系统,在采动条件下对工作面底板破坏"两带"高度进行精细化探测。研究结果表明:结合光纤传感... 为防止内蒙古准格尔矿区采动条件下底板灰岩水的突水威胁问题,现场通过钻孔植入方式布置一套光纤传感探测系统和一套电阻率CT法探测系统,在采动条件下对工作面底板破坏"两带"高度进行精细化探测。研究结果表明:结合光纤传感技术及电阻率CT探测技术综合判断底板破碎带高度为15m,导水裂隙带高度为32m。该工作面底板破坏"两带"高度探查结果不仅为底板防治水工作提供了重要的依据,而且对整个相似地层条件的矿区提高煤炭资源安全高效生产有着重要指导意义。 展开更多
关键词 采动条件 底板岩层 破坏深度 光纤传感技术 电阻率CT法 “两带”高度
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沙吉海矿高强度开采软弱覆岩“两带”高度三维模拟研究 被引量:8
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作者 张刚艳 于秋鸽 赵高博 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第2期19-26,共8页
为研究沙吉海煤矿高强度开采软弱覆岩"两带"高度,以该矿某高强度开采软弱覆岩工作面为原型建立了三维离散元数值模型,该模型考虑了最大、最小水平主应力及其与工作面推进方向夹角,并基于现场钻孔实测数据对数值模型及岩性参... 为研究沙吉海煤矿高强度开采软弱覆岩"两带"高度,以该矿某高强度开采软弱覆岩工作面为原型建立了三维离散元数值模型,该模型考虑了最大、最小水平主应力及其与工作面推进方向夹角,并基于现场钻孔实测数据对数值模型及岩性参数的合理性进行了校核,分析了不同采厚、工作面倾向长度、走向长度与推进速度对沙吉海矿高强度开采软弱覆岩"两带"最大高度的影响。研究结果表明:该矿高强度开采软弱覆岩"两带"最大高度随采厚的增加而增加,但与工作面的倾向长度、推进速度没有明显关系;高强度开采软弱覆岩工作面达到"两带"最大高度时所需的工作面推进距离与采厚成正相关关系,与倾向长度、推进速度成负相关关系。 展开更多
关键词 高强度开采 软弱覆岩 “两带”高度 数值模拟 3DEC
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基于两带高度的瓦斯抽采钻场设计 被引量:7
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作者 李佳 熊晓峰 +3 位作者 孙岩 刘钰 代双成 张煜 《煤炭工程》 北大核心 2016年第6期15-18,共4页
为解决上隅角瓦斯超限问题,在曙光矿1208工作面材料巷采用裂隙带钻场边抽边采技术。通过经验公式计算和UDEC数值模拟,对1208工作面两带高度进行分析,确定了1208工作面垮落带高度为16m,裂隙带高度为30m。根据两带高度对1208工作面进行了... 为解决上隅角瓦斯超限问题,在曙光矿1208工作面材料巷采用裂隙带钻场边抽边采技术。通过经验公式计算和UDEC数值模拟,对1208工作面两带高度进行分析,确定了1208工作面垮落带高度为16m,裂隙带高度为30m。根据两带高度对1208工作面进行了瓦斯抽采钻场设计,并应用于现场实践,结果表明,1号钻场平均瓦斯体积分数39%,通过裂隙带瓦斯抽采,1208工作面与材料巷瓦斯浓度始终控制在1%以下,上隅角也始终未超限,裂隙带钻场瓦斯抽采效果显著。 展开更多
关键词 两带高度 瓦斯抽采 钻场 数值模拟
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充填开采工作面“两带”高度计算及其验证 被引量:5
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作者 李立 王建军 郝俊伟 《中国矿业》 北大核心 2020年第8期98-103,共6页
为研究充填开采“两带”高度计算方法,对充填开采的覆岩破坏机理进行了分析,研究提出基于关键层理论的充填开采“两带”高度判定方法。通过数值模拟揭示了充填开采工作面上覆岩层移动和破坏规律,结合常村煤矿CT101充填工作面的采矿地质... 为研究充填开采“两带”高度计算方法,对充填开采的覆岩破坏机理进行了分析,研究提出基于关键层理论的充填开采“两带”高度判定方法。通过数值模拟揭示了充填开采工作面上覆岩层移动和破坏规律,结合常村煤矿CT101充填工作面的采矿地质条件,采用充填开采“两带”高度判定方法、经验公式、数值模拟、钻孔探测对其“两带”高度进行计算分析。研究结果表明:新方法计算结果与实测结果基本一致;采用基于等价采高的传统经验公式计算充填开采“两带”高度误差大;新方法的计算结果和实测结果最为接近,为充填工作面“两带”高度计算提供了方法。 展开更多
关键词 充填开采 覆岩破坏 关键层 “两带”高度
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浅埋多煤层开采“两带”高度探测及覆岩力学性能分析
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作者 刘磐 陈伟崇 +1 位作者 程志斌 王帆 《能源与环保》 2024年第9期246-252,259,共8页
随着煤炭开采强度越来越高,采空区面积越来越大,“两带”高度的探测确定对于煤矿安全高效生产显得越发重要。采用钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔水位观测、钻进异常现象观测、彩色钻孔电视观测等多种方法对青龙寺煤矿5^(-2)煤层上覆岩层破... 随着煤炭开采强度越来越高,采空区面积越来越大,“两带”高度的探测确定对于煤矿安全高效生产显得越发重要。采用钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔水位观测、钻进异常现象观测、彩色钻孔电视观测等多种方法对青龙寺煤矿5^(-2)煤层上覆岩层破坏情况进行探测,综合分析确定青龙寺煤矿5^(-2)煤层综采工作面开采条件下的最大垮落带高度为17.0 m,垮采比为7.4,最大导水裂隙带高度为46.87 m,裂采比为20.4。同时对5^(-2)煤层上覆岩层的岩石力学性质测试并进行分析,将顶板覆岩岩性分为砂岩类岩层和泥岩类岩层两大类,在顶板以上70 m内,砂岩类岩层占比96.14%,自然状态下单轴抗压强度平均为67.82 MPa,覆岩属坚硬类型,具备坚硬顶板的特征。探测及力学分析结果可为青龙寺煤矿后续上行开采提供技术参考。 展开更多
关键词 “两带”高度 钻孔冲洗液 漏失量 彩色电视观测 岩石力学测试
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河流下综放工作面覆岩破坏特征和陷落柱防水煤柱留设研究
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作者 韦四江 张林超 +1 位作者 王猛 谭毅 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第6期1-10,共10页
目的长平矿Ⅲ2317工作面在开切巷处揭露陷落柱,地表丹河流向与工作面推进方向一致,受采动影响,陷落柱内部水体及河水可能通过开采裂隙导入回采空间,从而造成工作面突水。针对以上问题,方法本文采用理论分析、数值模拟和现场观测等方法,... 目的长平矿Ⅲ2317工作面在开切巷处揭露陷落柱,地表丹河流向与工作面推进方向一致,受采动影响,陷落柱内部水体及河水可能通过开采裂隙导入回采空间,从而造成工作面突水。针对以上问题,方法本文采用理论分析、数值模拟和现场观测等方法,对回采工作面覆岩“两带”高度、覆岩破坏特征和陷落柱煤柱留设宽度进行研究。结果结果表明:工作面顶板垮落带与导水裂隙带最大发育高度分别为18.38,93.85 m,河水对工作面不构成突水威胁;无煤柱开采时,陷落柱一侧顶板裂隙沿陷落柱胶结面向上高度发育;结合理论计算和数值模拟分析,确定煤柱宽度为35 m。工作面在留设35 m煤柱条件下安全完成回采,地表变形特征符合预期,最大下沉量达到4000 mm,回采过程中工作面未发生突水事故。结论研究结果可为类似条件下的煤层安全开采提供理论和经验支撑。 展开更多
关键词 水下采煤 覆岩破坏特征 “两带”高度 陷落柱活化 防水煤柱
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浅埋多煤层上行开采可行性及开采滞后时间分析
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作者 尹家宽 王立阳 王帆 《能源与环保》 2024年第8期223-228,共6页
煤层群一般采用下行顺序开采,但有时需要采用上行顺序进行开采。青龙寺煤矿井田范围内上部煤层受火烧区影响,可采区域相对5^(-2)煤层较小,且在青龙寺煤矿井田西北部3^(-1)煤层受前期小窑开采影响,煤层完整性遭到破坏,将矿井的首采区布... 煤层群一般采用下行顺序开采,但有时需要采用上行顺序进行开采。青龙寺煤矿井田范围内上部煤层受火烧区影响,可采区域相对5^(-2)煤层较小,且在青龙寺煤矿井田西北部3^(-1)煤层受前期小窑开采影响,煤层完整性遭到破坏,将矿井的首采区布置于井田西部先期开采地段内的5^(-2)煤层中,上部煤层开采时即为上行开采。根据上行开采理论中的采动影响倍数法、“两带”高度判别法、围岩平衡法,结合青龙寺矿地质条件,对5^(-2)煤上部煤层的上行开采可行性进行分析,得出青龙寺煤矿上部各煤层(3^(-1)、3^(-2)、4^(-2)煤层)可进行正常的上行开采。并根据工程类比、经验统计、覆岩移动活跃期分析,最终得出上行开采滞后于5^(-2)煤长壁开采工作面的时间不少于9个月。分析结果为后续上部煤层上行开采提供参考及理论支撑。 展开更多
关键词 上行开采 “两带”高度 围岩平衡法 覆岩移动活跃期 滞后时间
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榆树坡煤矿5^(#)煤首采工作面两带发育高度研究
12
作者 屈少波 马仪鹏 +1 位作者 郭国强 周杨 《煤炭技术》 CAS 2024年第6期114-119,共6页
煤矿开采会造成覆岩的破坏和变形,对煤矿安全生产构成严重威胁。基于晋北宁武煤田巨厚煤层综放开采条件下两带发育高度计算公式误差大、裂采比经验值缺失的情况,采用钻孔冲洗液消耗量分析、孔内窥视和联合微震的综合手段对榆树坡煤矿5^... 煤矿开采会造成覆岩的破坏和变形,对煤矿安全生产构成严重威胁。基于晋北宁武煤田巨厚煤层综放开采条件下两带发育高度计算公式误差大、裂采比经验值缺失的情况,采用钻孔冲洗液消耗量分析、孔内窥视和联合微震的综合手段对榆树坡煤矿5^(#)煤首采工作面两带发育高度进行了探查,冲洗液消耗量分析表明两带发育高度最大值为205 m,裂采比为18.64;微震监测得出回采期间顶板裂隙发育高度216~219 m,裂采比19.64~19.91,此结论可为宁武煤田及周边矿区相似条件下的顶板防治水工作提供理论依据。 展开更多
关键词 两带高度 钻孔冲洗液 钻孔窥视 联合微震 榆树坡煤矿
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赵固二矿11020工作面安全煤(岩)柱留设研究 被引量:3
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作者 冯利民 唐世界 曹旭初 《煤炭工程》 北大核心 2016年第6期8-11,共4页
为实现赵固二矿11020工作面变分层开采为大采高一次采全高开采,提高开采效率,在水文地质勘探、土工试验、点荷载强度试验以及干燥饱和吸水率试验的基础上,研究工作面上覆岩层的富水性以及阻隔水特征,论证工作面留设防砂安全煤(岩)柱的... 为实现赵固二矿11020工作面变分层开采为大采高一次采全高开采,提高开采效率,在水文地质勘探、土工试验、点荷载强度试验以及干燥饱和吸水率试验的基础上,研究工作面上覆岩层的富水性以及阻隔水特征,论证工作面留设防砂安全煤(岩)柱的可能性,并利用现场实测、经验公式、数值模拟等手段预计"两带"发育高度。研究结果表明:11020工作面大部分区域均可留设防砂安全煤(岩)柱进行一次采全高开采,对于部分疏放后钻孔涌水量仍大于15m^3/h的区域,应留设防水安全煤(岩)柱,利用该区基岩柱厚度反算安全采高。 展开更多
关键词 大采高 煤(岩)柱留设 “两带”高度 阻隔水特征
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多伦协鑫煤矿一采区延伸开采可行性分析 被引量:1
14
作者 许延春 曹旭初 +1 位作者 李江华 高玉兵 《煤矿开采》 北大核心 2015年第2期20-23,共4页
为了安全合理地解放多伦协鑫煤矿一采区含水层下压煤及缓解工作面接续紧张的状况,运用地质勘查、实验室实验以及理论分析等方法论证了二采区变防水煤岩柱为防砂煤岩柱综放开采的可行性,从而实现一采区向二采区的延伸开采。通过现场实测... 为了安全合理地解放多伦协鑫煤矿一采区含水层下压煤及缓解工作面接续紧张的状况,运用地质勘查、实验室实验以及理论分析等方法论证了二采区变防水煤岩柱为防砂煤岩柱综放开采的可行性,从而实现一采区向二采区的延伸开采。通过现场实测、相似模拟、数值模拟以及经验公式的方法对"两带"高度进行计算比较,确定经验公式法更为安全合理,最后选择合理公式反算各区域的最大采高,为实现一采区向二采区延伸并解放大量含水层压煤提供了依据,为煤矿生产带来显著经济效益。 展开更多
关键词 采区延伸 综放开采 “两带”高度 煤岩柱留设
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杜儿坪矿8#煤层顶板两带高度数值模拟研究
15
作者 王建鹏 张军 《中国矿业》 北大核心 2013年第12期90-94,共5页
基于岩体力学特性及其变形破坏准则,运用FLAC3D数值模拟分析手段对杜儿坪矿68303综采工作面开采过程中顶板应力状态、破坏形态及采动垂直应力变化幅度进行了研究,通过提取顶板拉剪破坏、塑性变形及采动垂直应力变化较大幅度等区域的数... 基于岩体力学特性及其变形破坏准则,运用FLAC3D数值模拟分析手段对杜儿坪矿68303综采工作面开采过程中顶板应力状态、破坏形态及采动垂直应力变化幅度进行了研究,通过提取顶板拉剪破坏、塑性变形及采动垂直应力变化较大幅度等区域的数据信息,分析推定了顶板两带发育高度。数值模拟与现场测试结果对比分析表明,数值模拟应力状态、破坏形态及采动垂直应力变化幅度等特性的分析结果基本能反映顶板两带的形成机理及高度范围,表明数值模拟分析手段可以作为综采工作面两带高度研究的有效方法。 展开更多
关键词 应力状态 破坏形态 采动垂直应力 两带高度 数值模拟
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“两软一硬”不稳定煤层工作面覆岩“两带”发育高度研究 被引量:11
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作者 王振广 李飞龙 +1 位作者 白志永 朱术云 《矿业安全与环保》 北大核心 2020年第1期55-60,共6页
为探索禹州煤田西南部云盖山煤矿二矿软煤、软底和硬顶(简称“两软一硬”)及开采煤层厚度变化较大的不稳定煤层顶板垮落带和导水断裂带发育高度,采用现场钻孔成像技术、经验公式类比分析和数值模拟综合研究方法,对该矿23301采煤工作面... 为探索禹州煤田西南部云盖山煤矿二矿软煤、软底和硬顶(简称“两软一硬”)及开采煤层厚度变化较大的不稳定煤层顶板垮落带和导水断裂带发育高度,采用现场钻孔成像技术、经验公式类比分析和数值模拟综合研究方法,对该矿23301采煤工作面顶板覆岩垮落带、导水断裂带高度进行了分析,获得了工作面在非充分采动垮落和充分采动垮落条件下“两带”高度量化取值,垮落带最大高度为14.4 m,导水断裂带最大高度为50.0 m,认为现场钻孔成像技术可用于采动覆岩“两带”发育高度的计算。研究结果对研究区预采掘顶板水害防治及顶板支护具有较重要的参考价值。 展开更多
关键词 “两软一硬” 不稳定煤层 钻孔成像 类比分析 数值模拟 垮落带高度 导水断裂带高度
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积分比值法计算室内火灾烟气层分界面高度值的研究 被引量:5
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作者 李俊楠 《防灾科技学院学报》 2014年第4期20-24,共5页
在室内火灾双区域模型中,对火灾烟气层分界面高度值的判定具有重要意义,对其计算方法进行了研究。鉴于烟熏痕迹法和N百分比法存在的主观性和经验性的局限,介绍了一种积分比值法,给出了计算公式并采用Fortran95实现了编程计算。通过FDS5.... 在室内火灾双区域模型中,对火灾烟气层分界面高度值的判定具有重要意义,对其计算方法进行了研究。鉴于烟熏痕迹法和N百分比法存在的主观性和经验性的局限,介绍了一种积分比值法,给出了计算公式并采用Fortran95实现了编程计算。通过FDS5.0模拟了一种火灾场景,根据模拟得到的不同高度处的温度均值,应用积分比值法计算出了烟气层高度值,并将其与模拟得到的烟气层高度值进行了比较,结果表明两者较为吻合,应用积分比值法计算烟气层高度是可行的、准确的。 展开更多
关键词 室内火灾 双区域模型 烟气层分界面高度 积分比值法 FDS模拟
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综放开采覆岩“两带”高度影响因素及预测模型研究 被引量:4
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作者 刘卓然 赵高博 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期60-66,共7页
为研究影响综放开采覆岩“两带”高度预测模型,采用理论分析与经验公式方法系统分析影响覆岩“两带”高度的因素,包括覆岩岩性、覆岩组合结构、煤层赋存状态、顶板控制方法、开采厚度、工作面走向长度与倾向长度、工作面推进速度、覆岩... 为研究影响综放开采覆岩“两带”高度预测模型,采用理论分析与经验公式方法系统分析影响覆岩“两带”高度的因素,包括覆岩岩性、覆岩组合结构、煤层赋存状态、顶板控制方法、开采厚度、工作面走向长度与倾向长度、工作面推进速度、覆岩破坏残余变形;并将上述因素划分为采矿地质因素、顶板控制方法、采煤工作面三维尺寸设计参数、时间因素4类;基于此建立综放开采“两带”高度预测模型,并通过工程实例对比、现场实测等方法进行合理性验证。结果表明:芦沟矿与盛泰矿2个工作面的“两带”高度预测值均在实测值范围之内,说明得出的回归式预测效果较好,验证综放开采“两带”高度预测模型的合理性。 展开更多
关键词 综放开采 覆岩“两带”高度 影响因素 预测模型 岩层移动
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