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高地应力缓斜半煤岩巷道断面形状优化研究
1
作者
王志强
尹安然
+2 位作者
李敬凯
柴虎虎
王燕飞
《煤炭工程》
北大核心
2024年第1期105-112,共8页
为了优化高地应力缓斜半煤岩巷道的断面形状,以东欢坨矿3018工作面运道为工程背景展开研究。通过复变函数理论推导得出了倾斜煤层中不同断面形状的应力解析解,然后运用FLAC3D数值模拟求解了不同断面形状巷道的应力集中和塑性区情况,并...
为了优化高地应力缓斜半煤岩巷道的断面形状,以东欢坨矿3018工作面运道为工程背景展开研究。通过复变函数理论推导得出了倾斜煤层中不同断面形状的应力解析解,然后运用FLAC3D数值模拟求解了不同断面形状巷道的应力集中和塑性区情况,并以此为基础确定了巷道最优断面形状,最后结合现场工业性试验对研究结果的可靠性进行了验证。研究结果表明:高地应力作用下缓斜半煤岩巷道破坏呈现非对称形式;不管断面形状如何,巷道均在左、右两底角处呈现高应力集中,且应力集中程度矩形>梯形>直墙拱形;直墙拱形巷道稳定性最佳,梯形巷道次之,矩形稳定性最差,确定直墙拱形为最终巷道断面形状;现场巷道表面位移量监测结果表明,直墙拱形巷道更能满足现场安全生产要求。
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关键词
高地应力
缓斜半煤岩巷道
巷道断面形状
复变函数
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职称材料
错层位巷道布置采空区孔隙率模型及瓦斯流场分布规律研究
被引量：
1
2
作者
王志强
林陆
+4 位作者
李敬凯
李廷照
黄阳
马一多
赵威
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2023年第5期845-853,共9页
采空区孔隙率分布对采空区气体流动具有重要影响。为研究错层位采空区孔隙率对瓦斯流动规律的影响,以镇城底矿22202错层位巷道布置工作面为工程背景,通过理论研究推导错层位采空区孔隙率分布的数学模型,建立错层位采空区孔隙率分布三维...
采空区孔隙率分布对采空区气体流动具有重要影响。为研究错层位采空区孔隙率对瓦斯流动规律的影响,以镇城底矿22202错层位巷道布置工作面为工程背景,通过理论研究推导错层位采空区孔隙率分布的数学模型,建立错层位采空区孔隙率分布三维空间函数,分析错层位巷道布置形式对采空区孔隙率分布的影响;运用FLUENT模拟揭示了错层位与传统巷道布置工作面及采空区浅部区域瓦斯运移变化规律;通过现场实践,进行瓦斯浓度的监测。结果表明:相较于传统工作面,错层位采空区孔隙率呈现“一高一低”不对称U形分布特征,巷道布置差异对采空区整体瓦斯分布影响较小,但对工作面及回风侧采空区浅部流场有较大影响;其次错层位工作面存在的起坡段,增加了采空区漏风风阻,减少了采空区漏风量,提高了工作面通风效率且回风巷位于煤层顶板利于瓦斯排放,可有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。错层位巷道布置能有效降低工作面瓦斯积聚浓度,可充分保障工作面安全高效生产。
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关键词
错层位巷道布置
采空区
孔隙率
瓦斯分布
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职称材料
特厚煤层残留煤柱应力分布与巷道跨煤柱布控技术
3
作者
王鹏
王志强
+4 位作者
洛锋
苏越
李敬凯
武超
张智尧
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期232-242,共11页
为确定老公营子煤矿特厚煤层分层开采残留煤柱影响下回采巷道的合理布置位置及稳定控制方案,采用现场监测、理论分析与数值模拟结合的方法,研究了残留煤柱与下分层煤体应力分布特征,对比分析了不同巷道布置位置的围岩应力状态,提出了跨...
为确定老公营子煤矿特厚煤层分层开采残留煤柱影响下回采巷道的合理布置位置及稳定控制方案,采用现场监测、理论分析与数值模拟结合的方法,研究了残留煤柱与下分层煤体应力分布特征,对比分析了不同巷道布置位置的围岩应力状态,提出了跨残留煤柱巷道布置方式,建立了以应力增高区宽度作为条形基础宽度的底板滑移线场力学模型,确定了距残留煤柱水平距离4 m的巷道布置方案,结合巷道布置特点,提出了“工字钢棚+锚索+喷浆+浅孔低压注浆”的主被动联合支护方案。研究结果表明,上分层两侧工作面采空后,主应力偏转导致残留煤柱与下分层煤体间均存在双峰值的应力集中现象,煤柱内部为垂直应力集中区,煤柱边缘为剪应力集中区;外错式布置巷道受垂直应力与剪应力双重影响,应力集中程度最高且随外错距离增大而增大,垂直式布置巷道应力集中程度次之,受剪应力影响更为明显,而跨残留煤柱布置巷道受垂直应力与剪应力影响明显降低,垂直应力峰值稳定为34.1 MPa,剪应力峰值稳定为6.7 MPa,应力集中程度最低且随跨距增大而减小。现场应用效果显示,跨残留煤柱巷道围岩变形量小,无强烈的矿压显现特征,能够满足安全生产的要求。
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关键词
特厚煤层
分层开采
残留煤柱
滑移线场
跨煤柱
联合支护
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职称材料
题名
高地应力缓斜半煤岩巷道断面形状优化研究
1
作者
王志强
尹安然
李敬凯
柴虎虎
王燕飞
机构
中国矿业大学
(
北京
)能源与
矿业
学院
中国矿业大学
(
北京
)
中俄
动力学
研究
中心
出处
《煤炭工程》
北大核心
2024年第1期105-112,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(52074291,51774289)。
文摘
为了优化高地应力缓斜半煤岩巷道的断面形状,以东欢坨矿3018工作面运道为工程背景展开研究。通过复变函数理论推导得出了倾斜煤层中不同断面形状的应力解析解,然后运用FLAC3D数值模拟求解了不同断面形状巷道的应力集中和塑性区情况,并以此为基础确定了巷道最优断面形状,最后结合现场工业性试验对研究结果的可靠性进行了验证。研究结果表明:高地应力作用下缓斜半煤岩巷道破坏呈现非对称形式;不管断面形状如何,巷道均在左、右两底角处呈现高应力集中,且应力集中程度矩形>梯形>直墙拱形;直墙拱形巷道稳定性最佳,梯形巷道次之,矩形稳定性最差,确定直墙拱形为最终巷道断面形状;现场巷道表面位移量监测结果表明,直墙拱形巷道更能满足现场安全生产要求。
关键词
高地应力
缓斜半煤岩巷道
巷道断面形状
复变函数
Keywords
high ground stress
gently inclined semi-coal rock roadway
roadway section shape
function of a complex variable
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
错层位巷道布置采空区孔隙率模型及瓦斯流场分布规律研究
被引量：
1
2
作者
王志强
林陆
李敬凯
李廷照
黄阳
马一多
赵威
机构
中国矿业大学
(
北京
)能源与
矿业
学院
中国矿业大学
(
北京
)
中俄
动力学
研究
中心
出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2023年第5期845-853,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52074291,51774289)
西部煤炭绿色安全开发国家重点实验室开放基金项目(SKLCRKF1903)。
文摘
采空区孔隙率分布对采空区气体流动具有重要影响。为研究错层位采空区孔隙率对瓦斯流动规律的影响,以镇城底矿22202错层位巷道布置工作面为工程背景,通过理论研究推导错层位采空区孔隙率分布的数学模型,建立错层位采空区孔隙率分布三维空间函数,分析错层位巷道布置形式对采空区孔隙率分布的影响;运用FLUENT模拟揭示了错层位与传统巷道布置工作面及采空区浅部区域瓦斯运移变化规律;通过现场实践,进行瓦斯浓度的监测。结果表明:相较于传统工作面,错层位采空区孔隙率呈现“一高一低”不对称U形分布特征,巷道布置差异对采空区整体瓦斯分布影响较小,但对工作面及回风侧采空区浅部流场有较大影响;其次错层位工作面存在的起坡段,增加了采空区漏风风阻,减少了采空区漏风量,提高了工作面通风效率且回风巷位于煤层顶板利于瓦斯排放,可有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。错层位巷道布置能有效降低工作面瓦斯积聚浓度,可充分保障工作面安全高效生产。
关键词
错层位巷道布置
采空区
孔隙率
瓦斯分布
Keywords
staggered roadway layout
goaf
porosity
gas distribution
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
下载PDF
职称材料
题名
特厚煤层残留煤柱应力分布与巷道跨煤柱布控技术
3
作者
王鹏
王志强
洛锋
苏越
李敬凯
武超
张智尧
机构
河北工程
大学
矿业
与测绘工程学院
中国矿业大学
(
北京
)
中俄
动力学
研究
中心
中国矿业大学
(
北京
)能源与
矿业
学院
中煤国际工程设计
研究
总院有限公司
出处
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期232-242,共11页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(52074291)
河北省自然科学基金资助项目(E2020402048)
大学生创新训练资助项目(X202310076072)。
文摘
为确定老公营子煤矿特厚煤层分层开采残留煤柱影响下回采巷道的合理布置位置及稳定控制方案,采用现场监测、理论分析与数值模拟结合的方法,研究了残留煤柱与下分层煤体应力分布特征,对比分析了不同巷道布置位置的围岩应力状态,提出了跨残留煤柱巷道布置方式,建立了以应力增高区宽度作为条形基础宽度的底板滑移线场力学模型,确定了距残留煤柱水平距离4 m的巷道布置方案,结合巷道布置特点,提出了“工字钢棚+锚索+喷浆+浅孔低压注浆”的主被动联合支护方案。研究结果表明,上分层两侧工作面采空后,主应力偏转导致残留煤柱与下分层煤体间均存在双峰值的应力集中现象,煤柱内部为垂直应力集中区,煤柱边缘为剪应力集中区;外错式布置巷道受垂直应力与剪应力双重影响,应力集中程度最高且随外错距离增大而增大,垂直式布置巷道应力集中程度次之,受剪应力影响更为明显,而跨残留煤柱布置巷道受垂直应力与剪应力影响明显降低,垂直应力峰值稳定为34.1 MPa,剪应力峰值稳定为6.7 MPa,应力集中程度最低且随跨距增大而减小。现场应用效果显示,跨残留煤柱巷道围岩变形量小,无强烈的矿压显现特征,能够满足安全生产的要求。
关键词
特厚煤层
分层开采
残留煤柱
滑移线场
跨煤柱
联合支护
Keywords
extra-thick coal seam
slice mining
residual coal
slip-lines field
across coal pillar
combined support
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高地应力缓斜半煤岩巷道断面形状优化研究
王志强
尹安然
李敬凯
柴虎虎
王燕飞
《煤炭工程》
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
错层位巷道布置采空区孔隙率模型及瓦斯流场分布规律研究
王志强
林陆
李敬凯
李廷照
黄阳
马一多
赵威
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
3
特厚煤层残留煤柱应力分布与巷道跨煤柱布控技术
王鹏
王志强
洛锋
苏越
李敬凯
武超
张智尧
《煤炭科学技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
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