急倾斜煤层水平分层开采强矿压显现机理与防治

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作者 胡广宇 《山西焦煤科技》 CAS 2024年第7期25-30,共6页

急倾斜特厚煤层分层放顶煤开采期间强矿压动力显现频发,以某矿2522综放工作面为工程背景,采用现场实地调研、理论计算分析、微震数据监测和卸压爆破防治等方法进行了研究。结果表明:主采2号煤中直角三角形ABC内煤体因处于塑性状态而承... 急倾斜特厚煤层分层放顶煤开采期间强矿压动力显现频发,以某矿2522综放工作面为工程背景,采用现场实地调研、理论计算分析、微震数据监测和卸压爆破防治等方法进行了研究。结果表明:主采2号煤中直角三角形ABC内煤体因处于塑性状态而承载能力下降,直角梯形ACDE内的煤体起到主要的承载作用;顶板对煤体所施加的非均布载荷的峰值应力为69.7 MPa,投影距离为18.6 m,对2522运输巷及其附近一定宽度的工作面造成较大的静载影响;根据微震能量事件定位情况计算确定了2522运输巷及其附近工作面的底板煤层中强矿压动力显现影响三角区范围。对2522运输巷上侧顶板覆岩以及底板煤体采取卸压爆破防治措施后,所测得的煤粉量沿钻孔长度变化值均下降至低于临界煤粉量,同时日微震事件总能量和日微震总频次也呈现出急剧下降的趋势,验证了卸压爆破防治措施的有效性。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分层放顶煤开采 强矿压 微震数据 卸压爆破

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特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层及地表移动机理 被引量：49

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作者 戴华阳 郭俊廷 +4 位作者 易四海 王更雨 刘爱军 孔拜 邹彪 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1109-1115,共7页

以窑街矿区三矿地质条件为原型,采用相似材料模型试验方法,研究了特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层移动机理和地表移动规律。结果表明,特厚急倾斜煤层水平分层开采时,浅部开采阶段岩层以应力拱结构控制岩层移动,深部开采阶段岩层以铰接... 以窑街矿区三矿地质条件为原型,采用相似材料模型试验方法,研究了特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层移动机理和地表移动规律。结果表明,特厚急倾斜煤层水平分层开采时,浅部开采阶段岩层以应力拱结构控制岩层移动,深部开采阶段岩层以铰接岩梁结构控制岩层移动;根据覆岩破坏形式,将采动岩层移动分为松散岩块区和层状岩层区。揭示了特厚急倾斜煤层水平分层开采具有显著的重复开采和变方向传播的特征;随着工作面自上向下逐层布置回采,地表移动盆地具有向顶板侧扩展和下沉值不断累计的特点,最终形成一个整体的移动盆地。研究结果可为地表及岩层移动预测模型的建立提供依据,从而指导类似条件下煤炭资源的合理开发。 展开更多

关键词 特厚急倾斜煤层 岩层及地表移动机理 水平分层开采 相似模型试验

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急倾斜特厚煤层水平分层开采矿压特征 被引量：55

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作者 鞠文君 李前 +1 位作者 魏东 戴华阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期558-561,共4页

运用相似材料模拟、数值模拟、现场实测等研究手段,对急倾斜特厚煤层分层开采的矿压特征进行了研究,初步揭示了急倾斜特厚煤层开采顶板岩层移动的复杂性、周期来压的双重性、陷落区的叠加性和动态性、应力场和位移场的不均衡性等特有规... 运用相似材料模拟、数值模拟、现场实测等研究手段,对急倾斜特厚煤层分层开采的矿压特征进行了研究,初步揭示了急倾斜特厚煤层开采顶板岩层移动的复杂性、周期来压的双重性、陷落区的叠加性和动态性、应力场和位移场的不均衡性等特有规律,分析了巷道支护困难、易底臌、动力冲击等矿压现象的原因. 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分层开采 矿压显现 岩层移动

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特厚急倾斜煤层水平分层开采地表移动预计方法 被引量：22

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作者 戴华阳 易四海 +2 位作者 郭俊廷 阎跃观 刘爱军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1305-1311,共7页

特厚急倾斜煤层水平分层开采具有重复开采、沉陷影响累积的特点,其岩层移动模式和地表移动形态需要建立新的预测模型来描述。在实测分析和相似模型试验的基础上,根据急倾斜煤层开采覆岩与地表的移动的变形机理和传播方向变化特征,建立... 特厚急倾斜煤层水平分层开采具有重复开采、沉陷影响累积的特点,其岩层移动模式和地表移动形态需要建立新的预测模型来描述。在实测分析和相似模型试验的基础上,根据急倾斜煤层开采覆岩与地表的移动的变形机理和传播方向变化特征,建立了基于开采影响传播角变化的特厚煤层水平分层开采地表移动的预计模型,提出了分层充分与非充分开采条件下沉系数与煤厚、采深、煤层倾角的波兹曼拟合关系式,提出了预计参数的确定方法。通过实例验证分析表明,预测模型能较好地反映实际规律,预计参数物理意义明确,易于确定。 展开更多

关键词 特厚急倾斜煤层 水平分层开采 地表移动 预计方法 开采影响传播角

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急倾斜特厚煤层水平分层综放开采煤巷支护技术 被引量：10

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作者 鞠文君 魏东 李前 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2006年第5期46-48,66,共4页

分析了急倾斜特厚煤层水平分层综放开采煤巷矿压的特点,介绍了高强度锚杆支护技术在华亭煤矿试验情况,对锚杆支护效果进行了矿压监测和技术分析,并对支护参数进行了修正。

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分层开采 锚杆支护 动态信息设计法 矿压监测

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基于FLAC^(3D)的急倾斜特厚煤层水平分层开采围岩应力分析 被引量：12

6

作者 陆卫东 程刚 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第1期200-203,共4页

我国急倾斜特厚煤层的储量较为丰富,且多采用水平分层开采方法,该方法具有开采成本低、安全性好、效率高等特点,但采场周围的应力集中程度高导致矿压显现强烈。为此,通过FLAC^(3D)建立了急倾斜特厚煤层开采数值模型,模拟了开采过程中的... 我国急倾斜特厚煤层的储量较为丰富,且多采用水平分层开采方法,该方法具有开采成本低、安全性好、效率高等特点,但采场周围的应力集中程度高导致矿压显现强烈。为此,通过FLAC^(3D)建立了急倾斜特厚煤层开采数值模型,模拟了开采过程中的应力分布,分析了应力分布的规律和上分层开采对下分层卸压的影响范围。结果表明:随着工作面的推进,支承压力增加的幅度就趋于平缓,形成明显的应力区;同时采空区上部煤岩体的卸压范围随开采分层数增加而有增加趋势。 展开更多

关键词 FLAC3D 急倾斜特厚煤层 水平分层开采 围岩应力分析 采空区

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急倾斜特厚煤层水平分层综放开采覆岩破坏特征 被引量：27

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作者 张玉军 高超 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期126-132,共7页

为确定急倾斜特厚煤层水平分层综放开采覆岩破坏高度,以梅河煤矿为试验对象,基于钻孔冲洗液漏失量观测法实测的覆岩破坏高度,与UDEC软件得出的多分层开采后的覆岩裂隙演化特征和发育高度模拟结果,回归得出了水平分层综放开采导水断裂带... 为确定急倾斜特厚煤层水平分层综放开采覆岩破坏高度,以梅河煤矿为试验对象,基于钻孔冲洗液漏失量观测法实测的覆岩破坏高度,与UDEC软件得出的多分层开采后的覆岩裂隙演化特征和发育高度模拟结果,回归得出了水平分层综放开采导水断裂带高度预计公式。结果表明:急倾斜特厚煤层水平分层综放开采覆岩破坏高度随着分层数的增加,最大高度受到明显抑制,裂高与累计采厚比明显减小;覆岩破坏最终发育形态呈明显的拱形,且偏于顶板一侧;覆岩垮落角将随着开采分层的增加而增大。基于以上分析,得出了梅河矿区急倾斜厚煤层水平分层综放开采覆岩破坏高度的预计方法。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 水平分层综放开采 覆岩破坏 裂隙演化

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下分层不同层位千米钻孔稳定性研究 被引量：6

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作者 石占山 梁冰 +1 位作者 王岩 秦冰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2017年第9期1041-1052,共12页

抽采钻孔的稳定性影响到抽采工程效果的好坏.采动作用下,位于底板下方不同层位千米钻孔的加卸载路径不同.为得到采动作用对不同层位钻孔稳定性的影响,分析了底板不同层位钻孔加卸载路径.依据该路径,设计十种数值模拟计算方案,对底板钻... 抽采钻孔的稳定性影响到抽采工程效果的好坏.采动作用下,位于底板下方不同层位千米钻孔的加卸载路径不同.为得到采动作用对不同层位钻孔稳定性的影响,分析了底板不同层位钻孔加卸载路径.依据该路径,设计十种数值模拟计算方案,对底板钻孔在不同速率加卸载、变速加卸载两种方式下的破坏范围、孔壁位移进行了分析,得到了加卸载结束后各方案对应的塑性区分布范围及加卸载过程中孔壁位移曲线.依据数值计算得到的卸载速率与形变恢复滞后性的关系,建立了考虑卸载速率变化的钻孔周边切应力计算模型.研究结果表明:加载速率对钻孔周边的破坏范围几乎不产生影响;卸载过程中,钻孔周边破坏范围与初始卸载应力及卸载速率相关,在进行底板顺层抽采钻孔布置时需综合考虑布孔位置处的应力值及卸载速率. 展开更多

关键词 特厚煤层 水平分层开采 千米钻孔稳定性 采动底板

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急倾斜特厚煤层水平分层大采高充填膏体与煤体协调承载特性研究 被引量：10

9

作者 常庆粮 冷强 +2 位作者 袁崇亮 周华强 张彪 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期919-928,共10页

为了研究窑街三矿特厚急倾斜煤层水平分层膏体充填工作面煤壁的稳定性,首先基于压杆稳定力学模型,给出最大临界力Fct计算公式,进一步导出临界应力σct与分层高度的关系曲线,并给出了挠曲方程计算公式;其次建立FLAC3D数值计算模型,通过... 为了研究窑街三矿特厚急倾斜煤层水平分层膏体充填工作面煤壁的稳定性,首先基于压杆稳定力学模型,给出最大临界力Fct计算公式,进一步导出临界应力σct与分层高度的关系曲线,并给出了挠曲方程计算公式;其次建立FLAC3D数值计算模型,通过垮落法与充填法对比分析工作面前方煤壁的支撑压力、煤壁塑性区范围以及水平位移量与推进距离的关系;最后模拟分析了随着采充平行作业的推进,不同分层高度与工作面煤壁前方的支撑压力、煤壁塑性区范围以及水平位移量的关系。结果表明,当分层高度为4,5,6 m时,煤壁分别在距离底板3.12,3.9,4.46 m位置处挠曲最大,煤壁最大位移量分别为19,24,27 mm,且煤壁发生失稳片帮的临界应力分别为6.6,4.4,2.6 MPa,根据窑街具体情况,当分层高度为5 m,膏体充填工作面前方煤壁的最大支撑应力为3 MPa,未超过临界应力,即便煤壁向采空区最大移动24 mm也不会在工作面推进过程中发生煤壁片帮,且理论分析与数值计算结果基本一致,对窑街三矿特厚急倾斜煤层水平分层膏体充填开采具有借鉴意义。 展开更多

关键词 急倾斜煤层 水平分层开采 膏体充填开采 煤壁稳定性 压杆理论

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大倾角煤层动压巷道矿压显现规律及支护优化 被引量：2

10

作者 殷富胜 《能源与环保》 2022年第4期258-262,共5页

针对3695回风巷受上工作面采动动压影响下巷道矿压显现剧烈的问题,基于3695回风巷所处的工程地质条件,运用FLAC^(3D)数值模拟软件研究大倾角动压巷道在采动前后围岩的应力环境及塑性区范围。结果显示,受采动影响后,巷道顶板及左帮围岩... 针对3695回风巷受上工作面采动动压影响下巷道矿压显现剧烈的问题,基于3695回风巷所处的工程地质条件,运用FLAC^(3D)数值模拟软件研究大倾角动压巷道在采动前后围岩的应力环境及塑性区范围。结果显示,受采动影响后,巷道顶板及左帮围岩垂直应力明显增大,巷道塑性区进一步范围扩大,围岩变形破坏严重。根据原有支护系统问题,提出了应用煤层围岩注浆与锚索注浆支护技术。经现场矿压监测显示,支护优化后巷道围岩变形较小,顶板变形量最大为72 mm,两帮最大变形量为62 mm,顶板最大离层量为27 mm。 展开更多

关键词 水平分层开采 大倾角煤层 动压巷道 支护优化

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急倾斜特厚煤层无机源CO_2突出防治技术

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作者 姜利民 王君得 李伟 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2010年第1期23-26,共4页

煤与CO2突出有别于煤与CH4突出,近年来因其在国内外发生较少而研究不多,但在窑街煤田它时刻威胁着矿井安全生产,根据以往窑街三矿发生的突出事故以及理论和实验分析了煤对CO2吸附量大于对CH4、N2的吸附量,煤与CO2突出的能量要大于煤与CH... 煤与CO2突出有别于煤与CH4突出,近年来因其在国内外发生较少而研究不多,但在窑街煤田它时刻威胁着矿井安全生产,根据以往窑街三矿发生的突出事故以及理论和实验分析了煤对CO2吸附量大于对CH4、N2的吸附量,煤与CO2突出的能量要大于煤与CH4突出,总结了窑街煤田CO2气体的无机来源,进行了突出危险性区域划分,得出了不同区域的煤与CO2突出危险性。在突出危险区急倾斜特厚煤层条件下,提出了采用水平分层开采与预抽煤层瓦斯方法,根据残余瓦斯含量检验预抽效果,实现了矿井的安全高效生产。 展开更多

关键词 急倾斜特厚煤层 煤与CO2突出 无机源CO2 水平分层开采 上分层保护下分层

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