近距离下煤层首采面开采对软弱煤岩破坏变形特征的影响 被引量：1

1

作者 蔡俊杰 李希建 +2 位作者 郭隆鑫 邓森 薛峰 《煤炭工程》 北大核心 2023年第6期123-127,共5页

为研究近距离下煤层首采工作面开采对软弱煤岩破坏变形特征的影响,以熊家湾煤矿20903首采工作面为研究背景,基于数值模拟、理论分析和现场观测等手段分析近距离首采工作面开采对软弱煤岩(C8煤层)的裂隙发育、应力变化以及膨胀变形等特... 为研究近距离下煤层首采工作面开采对软弱煤岩破坏变形特征的影响,以熊家湾煤矿20903首采工作面为研究背景,基于数值模拟、理论分析和现场观测等手段分析近距离首采工作面开采对软弱煤岩(C8煤层)的裂隙发育、应力变化以及膨胀变形等特征的影响。研究表明:随首采工作面推进,煤体裂隙网格持续发育,表现为裂隙产生到裂隙稳定发育、裂隙稳定发育到弯曲下沉和弯曲下沉到裂隙压实阶段;C8煤层膨胀变形呈“压缩→膨胀→稳定”的变化规律,其煤层最大膨胀变形值为12.1 mm和11 mm,位于卸压膨胀稳定区内;根据现场观测可知,C8煤层软弱煤岩整体稳定,部分煤岩体存在破碎裂隙区,局部顶板岩石虽已发生松动,但对岩层稳定无太大影响。 展开更多

关键词 首采工作面 软弱煤岩 煤岩破坏变形 数值模拟

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软弱煤岩复合顶板巷道围岩控制技术研究 被引量：2

2

作者 郭罡业 郭玉 《能源与环保》 2023年第12期48-55,共8页

为解决软弱煤岩复合顶板巷道在掘进过程中围岩变形大,锚杆、锚索等支护构件易失效,很难正常使用等难题,以某矿16404运输巷为工程背景,运用理论分析、数值模拟与现场实测等方法对其进行深入研究。研究表明,16404运输巷失稳破坏主要是由... 为解决软弱煤岩复合顶板巷道在掘进过程中围岩变形大,锚杆、锚索等支护构件易失效,很难正常使用等难题,以某矿16404运输巷为工程背景,运用理论分析、数值模拟与现场实测等方法对其进行深入研究。研究表明,16404运输巷失稳破坏主要是由于软弱煤岩复合顶板不稳定,易发生变形和离层,且巷道断面斜顶矩形受力呈非对称性,易从巷道两肩破坏,从而造成巷道失稳破坏。针对这些问题,进行了巷道断面形状和支护方案的优化设计。通过现场应用和监测数据的分析,表明,巷道围岩变形和破坏程度小,可以有效地提高巷道的稳定性和安全性。 展开更多

关键词 软弱煤岩 复合顶板 围岩控制 巷道支护 巷道围岩

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深部煤层巷道帮部软弱煤岩合理支护选择 被引量：2

3

作者 查亦林 吴德义 《建井技术》 2023年第5期43-47,共5页

选择合理支护形式及参数,对保持深部煤层巷道帮部软弱煤岩变形稳定具有重要工程应用意义。针对埋深为700.0~1100.0m、黏结力为0.6~1.2MPa、内摩擦角为18°~28°的深部煤层矩形或梯形巷道,采用多点位移计实测深部煤层巷道两帮煤... 选择合理支护形式及参数,对保持深部煤层巷道帮部软弱煤岩变形稳定具有重要工程应用意义。针对埋深为700.0~1100.0m、黏结力为0.6~1.2MPa、内摩擦角为18°~28°的深部煤层矩形或梯形巷道,采用多点位移计实测深部煤层巷道两帮煤岩位移梯度分布,依此量化选择巷道帮部软弱煤岩合理的锚杆(索)支护参数,并为工程应用提供了依据。 展开更多

关键词 深部煤层巷道 帮部软弱煤岩 位移梯度 锚杆(索)支护参数

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软弱煤岩体巷道围岩锚固力衰减特性研究 被引量：8

4

作者 张辉 李国盛 程利兴 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期104-108,共5页

软弱煤岩体巷道围岩存在强度低、胶结程度差、遇水弱化等特点,正常树脂锚固时出现锚固力低、衰减速度快等问题,易造成巷道围岩严重变形破坏。利用自行研发的锚固孔底单翼倒楔形扩孔装置进行孔底扩孔锚固试验,分析了软弱煤岩体不同锚固... 软弱煤岩体巷道围岩存在强度低、胶结程度差、遇水弱化等特点,正常树脂锚固时出现锚固力低、衰减速度快等问题,易造成巷道围岩严重变形破坏。利用自行研发的锚固孔底单翼倒楔形扩孔装置进行孔底扩孔锚固试验,分析了软弱煤岩体不同锚固状态下锚固力与位移的变化关系。试验结果表明:正常锚固和扩孔锚固状态下脱锚点发生前锚固力与位移曲线表现一致,脱锚点发生后正常锚固状态下残余锚固力瞬间衰减到几乎为0,而扩孔锚固状态下残余锚固力衰减程度较小,并出现残余锚固力大于脱锚力的情况;扩孔锚固状态下脱锚点处扩孔锚固的最大锚固力比正常锚固状态下平均提高2.8倍。软弱煤岩体锚固段发生脱锚界面为锚固剂与孔壁的交界面,脱锚后扩孔段锚固剂对倒楔形孔壁产生挤压破坏,从而提高了软弱煤岩体残余锚固力。试验结果为解决软弱煤岩体巷道锚网支护技术难题提供重要借鉴。 展开更多

关键词 软弱煤岩体 倒楔形扩孔锚固 脱锚点 残余锚固力

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基于ABAQUS有限元数值分析的软弱煤岩体巷道锚杆孔底扩孔力学特征研究 被引量：3

5

作者 张辉 李国盛 苏发强 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期13-18,共6页

针对松软煤岩体巷道锚杆支护时出现锚固力低、锚固力衰减速度快等问题,基于ABAQUS有限元数值模拟软件,模拟分析了软煤和砂质泥岩两种情况下锚杆孔底扩孔后的孔壁围岩力学特征。结果表明:在相同围压作用下,扩孔段直径与围岩的强度呈负相... 针对松软煤岩体巷道锚杆支护时出现锚固力低、锚固力衰减速度快等问题,基于ABAQUS有限元数值模拟软件,模拟分析了软煤和砂质泥岩两种情况下锚杆孔底扩孔后的孔壁围岩力学特征。结果表明:在相同围压作用下,扩孔段直径与围岩的强度呈负相关关系;相同岩性条件下,扩孔段最大直径与围压大小也呈负相关关系;验证了在煤及砂质泥岩中能达到较好的扩孔效果。在井下现场采用研制的单翼扩孔装置,分别在软煤和砂质泥岩条件下进行扩孔锚固试验,软煤和砂质泥岩扩孔锚固力显著大于不扩孔状态的锚固力。 展开更多

关键词 锚固孔 ABAQUS有限元数值模拟 扩孔直径 软弱煤岩 围岩力学特征

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软弱煤岩复合顶板巷道破坏机理与支护技术 被引量：25

6

作者 孙健新 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第9期96-100,共5页

为解决软弱煤岩复合顶板巷道支护困难的问题,采用现场调查、实验室试验、理论分析、数值模拟分析研究了某矿16402回风巷变形破坏规律。研究表明:软弱煤岩复合顶板巷道顶板不协调变形、片帮严重、支护结构破坏是由高应力导致的围岩流变... 为解决软弱煤岩复合顶板巷道支护困难的问题,采用现场调查、实验室试验、理论分析、数值模拟分析研究了某矿16402回风巷变形破坏规律。研究表明:软弱煤岩复合顶板巷道顶板不协调变形、片帮严重、支护结构破坏是由高应力导致的围岩流变、地质条件差、水的影响和围岩结构不合理造成的。据此,提出了从改善围岩应力大环境和控制淋水出发的巷道优化设计方案,应用工程实践后的结果表明,巷道围岩变形和破坏得到了有效的控制。 展开更多

关键词 软弱煤岩 复合顶板 破坏机理 支护技术 围岩流度

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基于FLAC 3D数值模拟下深部软弱煤岩围岩应力场与位移场分析 被引量：1

7

作者 周瑞鹤 吴德义 《兰州工业学院学报》 2017年第3期26-30,共5页

煤矿的开采改变了原岩地应力场与位移场,使得围岩应力重新分布,应力密集区的高应力会造成煤炭开采巷道的变形破坏,围岩应力场与位移场的分布规律研究对煤矿的安全开采至关重要.通过对数值模拟的5个模型的分析,对建立的围岩应力场与位移... 煤矿的开采改变了原岩地应力场与位移场,使得围岩应力重新分布,应力密集区的高应力会造成煤炭开采巷道的变形破坏,围岩应力场与位移场的分布规律研究对煤矿的安全开采至关重要.通过对数值模拟的5个模型的分析,对建立的围岩应力场与位移场的分布规律进行了研究,为煤矿的安全开采提供理论依据.依据矩形巷道的理论研究,得到其位移场与应力场的基本分布状态,然后对深部软弱煤岩应力场与位移场的分布进行分析,确定煤岩应力场与位移场分布的影响因素. 展开更多

关键词 围岩应力场 位移场 深部软弱煤岩 理论分析

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深部煤巷帮部软弱煤岩锚杆(索)支护合理性评价方法 被引量：1

8

作者 魏允伯 吴德义 《建井技术》 2019年第1期40-43,50,共5页

选择合理方法,对深部煤层巷道帮部软弱煤岩锚杆(索)支护合理性进行评价,具有重要的工程实用价值。选择煤岩变形等速阶段变形速度值作为评价指标,在确定深部煤层巷道帮部锚杆锚固区、锚索锚固区以及帮部煤岩变形不同区段煤岩承载力得到... 选择合理方法,对深部煤层巷道帮部软弱煤岩锚杆(索)支护合理性进行评价,具有重要的工程实用价值。选择煤岩变形等速阶段变形速度值作为评价指标,在确定深部煤层巷道帮部锚杆锚固区、锚索锚固区以及帮部煤岩变形不同区段煤岩承载力得到充分发挥时的等速阶段变形速度合理取值基础上,通过监测深部煤层巷道帮部不同区段煤岩变形随时间演化特征,分析不同区段等速阶段软弱煤岩变形速度值,并与合理值比较,来评价锚杆、锚索支护参数的合理性,进而选择合理的支护参数。在煤岩变形早期,即可判别支护合理性,并能及时进行支护参数调整,在保证安全的基础上,使支护成本最低。 展开更多

关键词 深部煤巷 帮部软弱煤岩 锚杆(索)支护 合理性评价

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基于深部软弱煤岩条件下巷道蠕变规律的数值模拟分析

9

作者 陈前款 吴德义 《皖西学院学报》 2019年第2期78-83,共6页

随着我国采矿业的发展,煤炭开采整体上迈入地下深部开采阶段。在深部矿井软弱围岩环境中,巷道的蠕变破坏成为限制我国开采业发展的重要限制因素。通过FLAC 3D软件采用控制变量法分别对不同巷道尺寸、原岩应力和围岩黏聚力下巷道水平和... 随着我国采矿业的发展,煤炭开采整体上迈入地下深部开采阶段。在深部矿井软弱围岩环境中,巷道的蠕变破坏成为限制我国开采业发展的重要限制因素。通过FLAC 3D软件采用控制变量法分别对不同巷道尺寸、原岩应力和围岩黏聚力下巷道水平和竖直方向的蠕变位移值进行数值模拟,根据软件模拟出来的结果研究水平和竖直方向的位移随时间变化的关系,并通过总结分析得出规律性的结论。 展开更多

关键词 深部软弱煤岩 蠕变位移 数值模拟 FLAC 3D

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基于位移梯度的深部软弱煤岩松动圈厚度估算 被引量：4

10

作者 吴德义 范竹飞 程建新 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2018年第9期17-21,共5页

为解决深部软弱煤岩松动圈厚度测试方法复杂及精度低的难题,建立合理FLAC3D数值计算模型,分析不同原岩应力、不同煤岩岩性、不同巷道断面深部软弱煤岩位移场及残余强度分布特征,确定煤岩松动破碎临界状态位移梯度临界容许值。结果表明:... 为解决深部软弱煤岩松动圈厚度测试方法复杂及精度低的难题,建立合理FLAC3D数值计算模型,分析不同原岩应力、不同煤岩岩性、不同巷道断面深部软弱煤岩位移场及残余强度分布特征,确定煤岩松动破碎临界状态位移梯度临界容许值。结果表明:各种不同条件显著影响深部软弱煤岩松动圈厚度,但煤岩处于松动破碎临界状态位移梯度临界容许值基本相同,一般kmin=(9.0~11.0);通过获得煤岩位移场分布回归方程及相应回归方程系数,即可估算煤岩位移梯度取临界容许值时松动圈厚度。应用工程实际,通过多点位移计实测煤岩不同位置位移估算松动圈厚度,取得较好效果。 展开更多

关键词 深部软弱煤岩 位移场分布 体积变形率 位移梯度临界容许值 松动圈厚度

原文传递

软弱煤岩体扩孔锚固力学特性与试验研究 被引量：8

11

作者 程利兴 张辉 +2 位作者 姜鹏飞 蔡瑞春 李冰冰 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1153-1160,共8页

针对软弱煤岩体锚固性能差、锚固力低的技术难题,提出锚固孔孔底扩孔锚固提高锚固力的方法,并对扩孔锚固锚杆荷载传递过程和钻孔围岩应力分布特征等进行理论分析、实验室试验和数值模拟研究。研究结果表明:扩孔锚固增强了锚固体与钻孔... 针对软弱煤岩体锚固性能差、锚固力低的技术难题,提出锚固孔孔底扩孔锚固提高锚固力的方法,并对扩孔锚固锚杆荷载传递过程和钻孔围岩应力分布特征等进行理论分析、实验室试验和数值模拟研究。研究结果表明:扩孔锚固增强了锚固体与钻孔围岩的相互作用,提高了锚杆锚固力,在拉拔荷载作用下扩孔锚固所能提供的锚固力显著高于正常锚固,锚固失效后扩孔段钻孔围岩经历"压密-破坏-再压密"循环变化过程,锚固力衰减较缓慢,且保持较高水平的残余锚固力;在动压荷载作用下,扩孔锚固状态下锚固力衰减少,具有较好的抵抗动压扰动破坏的特性,对解决动压软弱煤岩体巷道锚杆支护具有重要指导意义。 展开更多

关键词 软弱煤岩体 扩孔锚固 锚杆拉拔 衰减特性 动压响应

原文传递

黄陵一号煤矿软弱岩层中特大硐室施工技术

12

作者 张志刚 王建东 《中国新技术新产品》 2010年第8期92-92,共1页

为了控制软弱煤岩层中特大硐室围岩变形和提高施工速度,采用了高主动性、高强度、高钢度的联合支护技术及导硐掘进技术,实现了快速、优质、安全、高效的目的。总结出了一套软弱煤岩层中特大硐室的掘进与支护技术,使一号煤矿的巷道支护... 为了控制软弱煤岩层中特大硐室围岩变形和提高施工速度,采用了高主动性、高强度、高钢度的联合支护技术及导硐掘进技术,实现了快速、优质、安全、高效的目的。总结出了一套软弱煤岩层中特大硐室的掘进与支护技术,使一号煤矿的巷道支护技术水平上了一个了新台阶。 展开更多

关键词 软弱煤岩 联合支护 导硐掘进

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基于扩孔锚固的参数优化分析及力学性能试验研究 被引量：1

13

作者 程利兴 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第7期196-204,共9页

针对软弱煤岩体锚固性能差、锚固力低的技术难题,提出采用锚固孔扩孔锚固的方法提高锚固力;采用数值模拟方法分析了钻孔围岩、锚固剂及锚杆的力学特征,并对扩孔参数进行优化分析;结合实验室树脂锚固剂的锚固效果试验,确定了扩孔段长度12... 针对软弱煤岩体锚固性能差、锚固力低的技术难题,提出采用锚固孔扩孔锚固的方法提高锚固力;采用数值模拟方法分析了钻孔围岩、锚固剂及锚杆的力学特征,并对扩孔参数进行优化分析;结合实验室树脂锚固剂的锚固效果试验,确定了扩孔段长度120 mm,最大扩孔直径58mm为最佳扩孔参数,并研发了扩孔装置。实验室锚杆拉拔对比试验表明:扩孔锚固所能提供的抗拔力显著高于正常锚固,平均锚固力增大1.63倍,且在锚固剂与钻孔围岩脱粘后,锚固力衰减较小;扩孔段锚固体对钻孔围岩具有“压密-破坏-压密”的循环过程,表现出“延性破坏”特性,避免锚固力出现较大幅度的衰减。 展开更多

关键词 数值模拟 锚固参数 软弱煤岩体 锚杆拉拔 滑移失效

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软弱破碎煤岩体封注一体机理与新型封注装置设计 被引量：4

14

作者 刘少伟 马保平 +5 位作者 张英 付孟雄 贾连鑫 彭博 卢运海 姜彦军 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期94-106,共13页

传统的封注装置及方法在软弱破碎煤岩体巷道的应用中存在操作烦琐、封孔效果差、注浆压力低等问题。设计一种新型封孔注浆装置,通过分析其封孔与注浆工作机理,分别建立新型封注装置及注浆孔受力力学模型,得到注浆压力及封孔长度的合理范... 传统的封注装置及方法在软弱破碎煤岩体巷道的应用中存在操作烦琐、封孔效果差、注浆压力低等问题。设计一种新型封孔注浆装置,通过分析其封孔与注浆工作机理,分别建立新型封注装置及注浆孔受力力学模型,得到注浆压力及封孔长度的合理范围;采用理论分析与数值模拟相结合的方法,以封孔胶套受力、变形特征为主线,依据封孔胶套与孔壁接触特征,确定装置封孔段胶套几何尺寸与注浆孔径间的最佳匹配关系。结合工程实际,根据新型封注装置工作参数,模拟再现巷道帮部煤体注浆加固过程,揭示浆液流动规律及煤体应力、孔隙率变化规律,优化注浆孔孔深,形成一套较为具体的封孔注浆加固方案,在现场取得良好的应用,为类似条件下巷道围岩注浆加固提供了一定依据。 展开更多

关键词 软弱破碎煤岩体 封孔机理 封孔段优化 新型封注装置

原文传递

Application of steel fibre reinforced sprayed concrete to a deep tunnel in weak rocks 被引量：3

15

作者 周宏伟 彭瑞东 +3 位作者 李振东 董正亮 陈文伟 王健 《Journal of Coal Science & Engineering(China)》 2002年第2期49-54,共6页

Based on an engineering background of a deep tunneling in weak rocks, the numerical modeling is used to compare different support schemes of tunnel at great depth in this paper. Focused on the general behaviors of wea... Based on an engineering background of a deep tunneling in weak rocks, the numerical modeling is used to compare different support schemes of tunnel at great depth in this paper. Focused on the general behaviors of weak rocks at great depth, a tunneling scheme with rock bolting and steel fibre reinforced sprayed concrete is proposed. This scheme is practiced successfully at a deep tunnel in weak rocks in Coal Mine No 10 of Hebi Coal Mining Administration. 展开更多

关键词 steel fibre reinforced sprayed concrete deep tunnel weak rock

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