架间底板拖管充填采空区浆液流动特性试验研究

1

作者 成云海 王旭东 +1 位作者 申昊 黄国栩 《煤炭工程》 北大核心 2024年第2期99-104,共6页

为解决矿山充填与煤炭开采之间时空干涉难题,实现矿井安全、高效充填开采。结合李家壕矿井生产系统和开采条件,提出采空区架间底板拖管非胶结膏体充填技术。为确保该技术可行及充填参数的有据可依,遂建立非胶结膏体架间底板拖管充填采... 为解决矿山充填与煤炭开采之间时空干涉难题,实现矿井安全、高效充填开采。结合李家壕矿井生产系统和开采条件,提出采空区架间底板拖管非胶结膏体充填技术。为确保该技术可行及充填参数的有据可依,遂建立非胶结膏体架间底板拖管充填采空区物理模型,以矸石和粉煤灰为骨料制备非胶结膏体充填材料,分析最大粒径和质量浓度对浆液采空区内流动特性的交互影响。研究结果表明:①浆液充填量主要受矸石粒度的影响,质量浓度主要影响浆液在采空区内的扩散速度;②随着浆液充填量的增加,采空区内的空隙逐渐趋于饱和,且渗透方式呈现出以管口为球心的半球形扩散分布;③模拟试验揭示了浆液中矸石颗粒在采空区流动扩散阻塞机理;④沿管道走向依次剖开断面,浆液中矸石级配和质量浓度有明显的分选性。 展开更多

关键词 架间底板拖管 非胶结膏体 流动特性 配比参数

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无煤柱开采巷旁充填体力学环境及适应性研究 被引量：5

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作者 高明涛 辛恒奇 +3 位作者 郭忠平 莫技 庞继禄 刘崇凌 《矿业安全与环保》 北大核心 2019年第5期25-31,共7页

通过对无煤柱沿空留巷采场覆岩运动和岩层破断规律进行分析研究,得到随着采场工作面的推进,老顶岩梁裂断形成的砌体岩块相互铰接形成“类拱”结构,并提出了无煤柱开采围岩控制对象主要为在“类拱”结构内对采场侧向支承压力有明显影响... 通过对无煤柱沿空留巷采场覆岩运动和岩层破断规律进行分析研究,得到随着采场工作面的推进,老顶岩梁裂断形成的砌体岩块相互铰接形成“类拱”结构,并提出了无煤柱开采围岩控制对象主要为在“类拱”结构内对采场侧向支承压力有明显影响的岩梁,对其采用“给定变形”的控制思路;建立了由采场沿空巷道实体煤帮、巷旁充填体和采空区矸石共同承载无煤柱沿空巷道围岩结构力学模型。以赵官煤矿1706东工作面为工程研究对象,进行了巷旁充填体工作阻力和协调变形理论计算,根据计算结果,采用正交试验法对巷旁充填材料进行配比研究,并进行了充填体力学特性实验分析,得到适应无煤柱采场沿空巷道变形、具有良好承载性能的新型巷旁充填体。现场实测结果表明,新型巷旁充填体能够达到无煤柱开采围岩控制的预期效果,为煤矿安全绿色开采提供了新途径。 展开更多

关键词 无煤柱开采 沿空留巷 类拱结构 力学特性 充填体

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白芨沟煤矿区段煤柱内沿空掘巷窄煤柱留设尺寸研究 被引量：10

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作者 孟德健 秦广鹏 +1 位作者 蒙江波 柏亚辉 《中国矿业》 2021年第2期183-188,218,共7页

为了解决区段煤柱内沿空布置瓦斯通排巷时合理确定留设煤柱尺寸的问题,以白芨沟煤矿布置010203工作面瓦斯通排巷为工程背景,通过采用内应力场理论计算、现场实测与FLAC 3D数值模拟相结合的方法,对区段煤柱内窄煤柱留设尺寸展开研究。研... 为了解决区段煤柱内沿空布置瓦斯通排巷时合理确定留设煤柱尺寸的问题,以白芨沟煤矿布置010203工作面瓦斯通排巷为工程背景,通过采用内应力场理论计算、现场实测与FLAC 3D数值模拟相结合的方法,对区段煤柱内窄煤柱留设尺寸展开研究。研究结果表明:由现场实测及理论分析可知,内应力场分布范围距采空区0~7 m,在该范围内煤体处于应力相对较低的状态;由数值模拟结果可知,留设不同尺寸窄煤柱下区段煤柱内应力的分布特征,随窄煤柱宽度增加窄煤柱内垂直应力呈增大趋势,且瓦斯巷受工作面采动影响越显著;根据各采掘阶段内巷道变形规律得出留设不同尺寸煤柱下煤柱内部破坏特征,在留设5 m煤柱时,虽然掘巷期间窄煤柱帮可能变形显著,但在各分层回采完毕后巷道变形量远远小于其他情况。最终结合该矿实际情况确定窄煤柱留设合理尺寸应为5 m,为相似地质条件下的窄煤柱留设尺寸的选取提供借鉴。 展开更多

关键词 特厚煤层 沿空掘巷 内应力场 钻孔窥视 数值模拟

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地下水水位变化时采空区覆岩变形特征研究——以山东北埠煤矿为例 被引量：2

4

作者 白云 刘波 +5 位作者 王光凯 梁琴琴 谢孔金 宋海龙 王清标 张军贤 《矿产与地质》 2020年第6期1166-1174,共9页

煤层开挖时,地下水埋深对围岩的有效应力、附加应力及孔隙水压力传递方式均有一定影响,为揭示不同地下水水位对煤层开采过程中采空区上覆围岩变形的影响,避免因地下水水位变化造成的地表变形过大、围岩内力增加等问题。以山东北埠煤矿... 煤层开挖时,地下水埋深对围岩的有效应力、附加应力及孔隙水压力传递方式均有一定影响,为揭示不同地下水水位对煤层开采过程中采空区上覆围岩变形的影响,避免因地下水水位变化造成的地表变形过大、围岩内力增加等问题。以山东北埠煤矿为研究对象,基于FlAC3D对不同地下水水位条件下的采空区覆岩变形特征展开深入研究,并得到以下结论:①地下水水位越高,岩层裂隙水压力与围岩附加应力越大,煤层开采引起的围岩扰动与地表变形越明显;②随着地下水水位的降低,采空区地表沉降值逐渐趋于某一固定值;③地下水位为200 m时,地表沉降矢量图呈现两个沉降漏斗,水位下降后逐渐变为单一沉降漏斗。 展开更多

关键词 采空区 地下水 煤层开采 围岩变形

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深部近距离厚煤层上行开采可行性研究 被引量：14

5

作者 李岗伟 王一帆 李峰辉 《煤炭工程》 北大核心 2021年第11期6-10,共5页

为分析陶忽图煤矿近距离厚煤层上行开采可行性,对下部3-1煤层开采形成的保护范围进行理论计算,并采用理论分析及相似模拟手段,分析3-1煤层开采对2-2煤层整体的影响程度及矿压显现规律。研究结果表明:3-1煤层开采后初次来压步距45m,周期... 为分析陶忽图煤矿近距离厚煤层上行开采可行性,对下部3-1煤层开采形成的保护范围进行理论计算,并采用理论分析及相似模拟手段,分析3-1煤层开采对2-2煤层整体的影响程度及矿压显现规律。研究结果表明:3-1煤层开采后初次来压步距45m,周期来压步距18m,切眼处断裂角为62°,工作面处断裂角为61°,垮落带高度为44m,导水裂隙带高度为83m;2-2煤层总体连续性较好,未产生台阶错动,采动影响系数K范围为7.31~9.81,2-2煤层处于3-1煤层裂隙带内,满足上行开采要求。研究结果为类似开采条件提供了理论基础。 展开更多

关键词 近距离厚煤层 上行开采 矿压显现 相似模拟 岩层移动

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干、湿喷混凝土受载力学特性及破坏机制 被引量：8

6

作者 白金超 成云海 +3 位作者 郑强强 李峰辉 李波 吴斐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2777-2786,共10页

目前湿喷混凝土正逐步取代干喷混凝土,但相关支护机理及设计依据缺乏研究。为了探究湿喷混凝土的力学特性与破坏机制,基于干、湿喷混凝土的力学试验,采用声发射(AE)装置监测试样的单轴抗压、轴心抗压及巴西劈裂失稳的全过程。获得了试... 目前湿喷混凝土正逐步取代干喷混凝土,但相关支护机理及设计依据缺乏研究。为了探究湿喷混凝土的力学特性与破坏机制,基于干、湿喷混凝土的力学试验,采用声发射(AE)装置监测试样的单轴抗压、轴心抗压及巴西劈裂失稳的全过程。获得了试样破坏全过程的声发射能量、撞击数等数据,以及试样破坏点出现的时空特征。根据试验结果,探究干、湿喷混凝土的破坏机制,对比分析了两者不同龄期下的单轴抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度,并进一步研究了两者AE参数中的应力、撞击数、能量与应变4者之间的关系,通过AE试件定位结果定量分析损伤变量与应变之间的关系,建立干、湿喷混凝土损伤变量的本构模型。结果表明:相对于干喷混凝土,湿喷混凝土的早期和长期力学性能均有显著的提升,且均质性也明显提高。以AE能量表示的损伤变量随应变的增加而增大,在各自特定的应变下试样内部裂纹均开始逐步贯通,但在达到峰值应变前湿喷混凝土损伤变量的增长率较为缓慢,而在达到峰值应变后增长率则较快。通过对比干、湿喷混凝土的试验曲线和计算曲线,表明该本构模型可以适用于干、湿喷混凝土破裂能量的损伤比较。 展开更多

关键词 干、湿喷混凝土 AE监测 破坏机制 损伤变量 本构模型

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坚硬砂岩剪滑失稳引燃采空区瓦斯机制研究 被引量：1

7

作者 秦广鹏 鲁锐华 +1 位作者 王超 张中腾 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第7期93-98,114,共7页

为研究坚硬砂岩顶板断裂失稳过程中因破断岩块之间的摩擦效应而引燃采空区瓦斯的机理,以汝箕沟煤矿32213(1)综采工作面为工程背景,采用理论分析与室内试验的方法,对顶板发生剪切滑动失稳过程中的摩擦闪温以及瓦斯反应过程进行了研究。... 为研究坚硬砂岩顶板断裂失稳过程中因破断岩块之间的摩擦效应而引燃采空区瓦斯的机理,以汝箕沟煤矿32213(1)综采工作面为工程背景,采用理论分析与室内试验的方法,对顶板发生剪切滑动失稳过程中的摩擦闪温以及瓦斯反应过程进行了研究。结果表明:工作面覆岩发生剪切滑移失稳时,一定条件下剪滑失稳带内会形成高温摩擦面并引燃其内以及周边的瓦斯。坚硬砂岩间摩擦速度v<6.0 m/s时,岩石内石英含量的高低对最高摩擦闪温影响不大;摩擦速度v>6.0 m/s时,最高摩擦闪温与砂岩内石英含量呈正相关。摩擦速度越大,摩擦面热量密度越高,点火能量越大,瓦斯越易被引燃。 展开更多

关键词 坚硬砂岩 剪滑失稳 摩擦闪温 摩擦效应

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大跨度装配式车站拼装施工技术研究与应用--以长春市地铁2号线西兴站为例 被引量：1

8

作者 初明祥 彭传雄 +5 位作者 胡忠经 张静静 何鑫 冯圆成 董嘉莲 王清标 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第11期1921-1929,共9页

为解决大跨度装配式地铁车站施工过程中预制构件自身质量大和形状特殊等因素对其拼装精度和快速定位影响大的问题,依托长春地铁2号线西兴站,首先分析大跨度地铁车站拼装工程技术重难点问题,然后叙述改进后的定位拼装平台的功能,最后从... 为解决大跨度装配式地铁车站施工过程中预制构件自身质量大和形状特殊等因素对其拼装精度和快速定位影响大的问题,依托长春地铁2号线西兴站,首先分析大跨度地铁车站拼装工程技术重难点问题,然后叙述改进后的定位拼装平台的功能,最后从拼装方法、拼装步序、定位过程控制、纠偏控制、基础平面处理和榫槽注浆方面详细阐述拼装施工技术,并运用于工程实践。得出主要结论如下:1)在现场运用改进后的液压三维定位拼装平台,提高了拼装平台组成构件的拼装精度;2)开发的装配式预制构件拼装技术,实现了高效、快速、准确的拼装;3)建立的装配式预制构件连接与拼装的定位技术及纠偏控制,解决了定位精确度及效率不高的难题。 展开更多

关键词 装配式车站 预制构件 拼装设备 拼装技术

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黄河北煤田薄煤层采场上覆岩层纵向分带发育规律 被引量：4

9

作者 高明涛 辛恒奇 +2 位作者 郭忠平 莫技 庞继禄 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第5期790-801,共12页

针对黄河北煤田赵官煤矿大水高瓦斯厚冲积层薄基岩复杂开采条件,本文通过理论分析、数值模拟方法对赵官煤矿综采工作面采场上覆岩层纵向分带发育规律和其结构形态进行了研究,得到了采场上覆岩层纵向运动破坏规律及其结构形态,即在采动... 针对黄河北煤田赵官煤矿大水高瓦斯厚冲积层薄基岩复杂开采条件,本文通过理论分析、数值模拟方法对赵官煤矿综采工作面采场上覆岩层纵向分带发育规律和其结构形态进行了研究,得到了采场上覆岩层纵向运动破坏规律及其结构形态,即在采动应力作用下,采场上覆岩层开始呈现较平的“枕型”结构形态,随着采场支承压力不断增加,采动破坏岩层逐渐演化为“拱型”结构形态,当工作面推采距离达到工作面长度时,采场上覆破坏岩层在工作面纵向上扩展到最高处,此后随着工作面的不断推进,断裂拱高保持不变,而拱脚不断向前方扩展,呈现出“平顶拱型”结构形态;同时通过理论计算和现场实测对比分析,得到了采场上覆岩层冒落带、裂隙带分布范围,即冒落带高度为2.4 m,裂隙带为19.1 m,裂采比为15.3,为矿井采场顶板控制、支架选型和瓦斯抽采参数确定提供了科学依据,对实现薄煤层综采安全高产高效的具有意义。 展开更多

关键词 采场结构 薄煤层 岩层运动 采动裂隙带 上覆岩层

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围护桩嵌固深度与基坑稳定性研究 被引量：6

10

作者 张军贤 张军华 +3 位作者 甘坚强 胡忠经 白云 王清标 《矿产与地质》 2021年第4期805-810,共6页

因深基坑围护结构失稳造成的工程事故数见不鲜,而地层差异性是导致基坑围护失稳的主要原因之一。采用数值模拟和工程监测的方法讨论了黏土夹碎石层围护桩嵌固深度问题。分析计算结果得到:在黏土夹碎石层,基坑整体稳定性、坑底抗隆起、... 因深基坑围护结构失稳造成的工程事故数见不鲜,而地层差异性是导致基坑围护失稳的主要原因之一。采用数值模拟和工程监测的方法讨论了黏土夹碎石层围护桩嵌固深度问题。分析计算结果得到:在黏土夹碎石层,基坑整体稳定性、坑底抗隆起、墙底抗隆起、抗倾覆稳定性系数以及最大沉降量随着围护桩嵌固深度的增加呈非线性增大的趋势,对比分析现场监测结果与数值模拟计算结果可知,围护桩桩顶水平位移和深层水平位移监测值与数值模拟计算值拟合较好,可为相关工程提供理论支持和技术支撑。 展开更多

关键词 深基坑 围护桩 嵌固深度 稳定性

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基于FLAC3D对不同采序下采空区变形规律的研究 被引量：4

11

作者 何东林 白云 +1 位作者 唐安业 王清标 《煤炭技术》 CAS 2019年第10期28-31,共4页

以北埠煤矿为工程依托,对不同开采顺序下采空区上覆地层变形规律展开分析,并得到结论:(1)开采煤层总数相同,采空区的影响范围与煤层开采顺序无关,且不同开采顺序引起的地表最大变形位置相同;(2)通过模拟不同开采顺序条件下上覆岩层的变... 以北埠煤矿为工程依托,对不同开采顺序下采空区上覆地层变形规律展开分析,并得到结论:(1)开采煤层总数相同,采空区的影响范围与煤层开采顺序无关,且不同开采顺序引起的地表最大变形位置相同;(2)通过模拟不同开采顺序条件下上覆岩层的变形情况,可以得到多煤层的最佳开采顺序为由中间层至上下层;(3)首采煤层一定时,二采煤层上覆岩层越薄,采空区引起的地表沉降值越大。 展开更多

关键词 采空区 沉降 开采顺序 数值模拟

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土工格栅弹性变形与土体蠕变耦合效应研究 被引量：1

12

作者 张军贤 甘坚强 王清标 《岩土工程技术》 2021年第2期71-76,92,共7页

土工格栅在土体加固工程中的应用日益广泛,土工格栅弹性变形与土体蠕变之间存在复杂的耦合效应关系。采用理论分析和现场试验的方法,建立了土工格栅弹性变形与土体蠕变耦合效应模型,推导出了耦合效应本构方程与蠕变方程;通过现场试验和... 土工格栅在土体加固工程中的应用日益广泛,土工格栅弹性变形与土体蠕变之间存在复杂的耦合效应关系。采用理论分析和现场试验的方法,建立了土工格栅弹性变形与土体蠕变耦合效应模型,推导出了耦合效应本构方程与蠕变方程;通过现场试验和理论计算值,得到土体的应力水平对应变稳定时间几乎不产生影响,对应变速率和应变稳定值影响较大;土体的黏性系数对应变速率与应变稳定时间影响较大,但对应变稳定值影响较小。 展开更多

关键词 弹性变形 蠕变 耦合效应 本构关系

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基于FLAC3D模拟技术的深基坑变形规律研究 被引量：3

13

作者 张军贤 王清标 《矿产勘查》 2020年第6期1303-1307,共5页

因深基坑失稳造成的工程事故严重威胁着技术人员的生命安全,影响着工期的长短。通过FLAC3D对深基坑开挖进行数值模拟,分析现场检测结果,得到地表沉降最大点沉降量最大点距基坑边缘11. 2 m,最大沉降量为18. 9 mm,基坑边界无穷远处,地表... 因深基坑失稳造成的工程事故严重威胁着技术人员的生命安全,影响着工期的长短。通过FLAC3D对深基坑开挖进行数值模拟,分析现场检测结果,得到地表沉降最大点沉降量最大点距基坑边缘11. 2 m,最大沉降量为18. 9 mm,基坑边界无穷远处,地表基本没有沉降,在靠近围护桩底端出现受力反弯点,基坑开挖4. 5 m后支护侧向变形量达到最大,且最大变形为24. 9 mm。 展开更多

关键词 深基坑 变形 沉降量 围护桩 滕州 山东

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不同开挖方式下采空区变形规律研究 被引量：2

14

作者 白云 张世杰 +4 位作者 刘波 申中华 王光凯 雷耀东 王清标 《矿产勘查》 2019年第7期1707-1712,共6页

煤矿采空区上覆岩层变形控制已经成为安全开采的关键环节,是确保工作人员及周边居民生命财产安全的重要因素。为得到合理的煤层开采方式、降低采空区引起的地表沉降,以山东莱芜市北埠煤矿为研究对象,利用FLAC3d模拟软件对不同开挖方式... 煤矿采空区上覆岩层变形控制已经成为安全开采的关键环节,是确保工作人员及周边居民生命财产安全的重要因素。为得到合理的煤层开采方式、降低采空区引起的地表沉降,以山东莱芜市北埠煤矿为研究对象,利用FLAC3d模拟软件对不同开挖方式下采空区上覆围岩的变形特征及地表沉降规律展开深入分析,研究结果表明:(1)开挖同一煤层条件下,双向开采引起的变形量大于单项开采;(2)相同采序条件下,单向开采引起的竖向变形与影响范围较小;(3)煤层开采顺序一定时,不同开采方式导致的地表最大沉降值相差不大。 展开更多

关键词 采空区 变形 地表沉降 开采方式

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新时代我国煤矿区生态修复机制构建研究 被引量：2

15

作者 胡玮玮 高明涛 《煤炭经济研究》 2018年第3期57-62,共6页

分析了当前我国煤矿区生态修复现状,提出我国煤矿区生态修复存在的主要问题,借鉴国外煤矿区生态修复成功模式,研究构建我国煤矿区新的生态修复机制,针对我国煤矿区的历史遗留、正在开发、新建煤矿区生态环境问题,从法律制度、顶层设计... 分析了当前我国煤矿区生态修复现状,提出我国煤矿区生态修复存在的主要问题,借鉴国外煤矿区生态修复成功模式,研究构建我国煤矿区新的生态修复机制,针对我国煤矿区的历史遗留、正在开发、新建煤矿区生态环境问题,从法律制度、顶层设计、资金保障、运营模式、监督管理、技术标准、权利救济、公众参与等方面提出相关建议对策,为实现煤炭资源开发、经济社会和生态环境的协调发展提供借鉴。 展开更多

关键词 煤矿区环境 生态修复 法律机制 协调发展

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