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充填采煤固体物料垂直投料井施工工艺研究

采矿与安全工程学报 2012年第1期29卷 38-43页

作者：巨峰张吉雄安百富中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

为了提高充填采煤固体物料垂直投料井施工速度及成孔质量,基于固体物料垂直投料井结构特征,分析了投料井成井技术难点,并研究了投料孔施工、投料管安装,以及投料孔测斜等一整套施工工艺。结果表明,采用多级钻进扩孔、浮板法下管和多种... 详细信息

为了提高充填采煤固体物料垂直投料井施工速度及成孔质量,基于固体物料垂直投料井结构特征,分析了投料井成井技术难点,并研究了投料孔施工、投料管安装,以及投料孔测斜等一整套施工工艺。结果表明,采用多级钻进扩孔、浮板法下管和多种测斜相结合的工艺可确保投料井施工质量。该工艺在我国某煤矿进行了应用,投料井钻进速度达6 m/d,垂直度为1‰。

关键词：综合机械化固体充填采煤投料井施工成孔

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裂隙岩体巷道大变形特征与稳定性控制

采矿与安全工程学报 2019年第1期36卷 103-111页

作者：余伟健吴根水安百富张建湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201

针对木孔矿深部裂隙岩体变形巷道围岩的稳定性及控制问题,采用现场调研与测试、实验室力学试验、理论分析和现场试验相结合的方法,分析+600 m(东翼)运输大巷围岩变形的主要影响因素。研究结果表明,该段巷道变形较大,应力环境复杂,围岩... 详细信息

针对木孔矿深部裂隙岩体变形巷道围岩的稳定性及控制问题,采用现场调研与测试、实验室力学试验、理论分析和现场试验相结合的方法,分析+600 m(东翼)运输大巷围岩变形的主要影响因素。研究结果表明,该段巷道变形较大,应力环境复杂,围岩内部呈分区破裂形式分布,节理裂隙比较发育,为碎裂状结构类型。岩石力学试验结果表明,岩石的力学性质差异明显,岩体受到构造或结构面的影响较大;对该巷道的典型地段进行稳定性分级及描述,稳定性类别大多为V或IV类。因此,结合巷道围岩变形特点提出综合控制原则及关键技术,工程实践中采用"分次强化支护,实现内外承载"为核心的"锚杆、锚索和两步注浆壳体"联合支护技术,监测结果表明,新支护后的巷道围岩变形在可控范围之内,最终变形速度均未达到0.2 mm/d。

关键词：深部围岩裂隙岩体巷道变形稳定性围岩控制

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充填回收房式煤柱采场煤柱稳定性分析

采矿与安全工程学报 2016年第2期33卷 238-243页

作者：安百富张吉雄李猛黄鹏中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116

为了提供充填回收房式煤柱采场围岩稳定性分析的理论依据,采用理论分析和数学推导对充填体-煤柱共同支撑下的围岩力学结构进行了研究,发现煤柱区域弹性地基系数kp、充实率φ、顶板抗弯刚度EI、覆岩载荷q是影响煤柱稳定性的主要控制因素... 详细信息

为了提供充填回收房式煤柱采场围岩稳定性分析的理论依据,采用理论分析和数学推导对充填体-煤柱共同支撑下的围岩力学结构进行了研究,发现煤柱区域弹性地基系数kp、充实率φ、顶板抗弯刚度EI、覆岩载荷q是影响煤柱稳定性的主要控制因素。基于弹性地基梁理论建立了顶板岩梁的挠度方程,提出了煤柱区域及充填体的弹性地基系数计算方法,推导出了充实率对煤柱受力、顶板下沉量、采场应力分布特征的计算方程组,并建立了煤柱稳定性的评价公式。

关键词：充填回收房式煤柱煤柱稳定性弹性地基充实率

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固体充填回收房式煤柱塑性区及应力演化特征

采矿与安全工程学报 2019年第3期36卷 609-616页

作者：安百富余伟健吴根水王彩龙湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为了提供综合机械化固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性控制的理论依据,分析得到了风积沙和黄土混合物料的力学特性和最佳配比,研究了充填物料所受不同初始夯实力、液压支架组对采场煤柱塑性区及应力分布的影响规律。结果表明:随着工... 详细信息

为了提供综合机械化固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性控制的理论依据,分析得到了风积沙和黄土混合物料的力学特性和最佳配比,研究了充填物料所受不同初始夯实力、液压支架组对采场煤柱塑性区及应力分布的影响规律。结果表明:随着工作面推进距离的增加,煤柱塑性区最大截面积及煤柱所受应力逐渐增大并趋近于某一定值,且随着充填物料所受初始夯实力的增大,煤柱塑性区最大截面积及煤柱上最大压应力逐渐减小;液压支架可减少工作面周围煤柱的压应力及塑性区发育范围,但影响较小,且随着充填物料所受初始夯实力的增大,液压支架的作用逐渐减弱。结合分析结果和工程实际,设计采空区充填致密度临界值为1 684.70 kg/m^3。

关键词：固体充填房式煤柱初始夯实力液压支架充填致密度

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对拉工作面大断面巷道超前支护技术

煤矿安全 2012年第3期43卷 48-50页

作者：安百富周楠张强中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

新汶矿业集团翟镇煤矿3405E对拉工作面的大断面巷道高达5.2 m,传统的单体支柱配铰接顶梁的超前支护模式难以满足安全生产的要求,通过应用数值模拟等方法设计出了适合大断面回采巷道的自移式超前液压支架支护模式并成功用于工程实践。

关键词：大断面巷道超前支护数值模拟自移式超前液压支架

充填回收房式煤柱围岩变形及煤柱承载特征物理模拟研究

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岩土力学 2020年第12期41卷 3979-3986页

作者：安百富王栋达庞继禄张恒曹国磊湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 山东能源新汶矿业集团有限责任公司山东泰安271200 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

为探明风积沙综采固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性特征,采用相似物理模拟方法对比分析了垮落法与充填法回收时的围岩变形及煤柱受力特征,基于相似原理给出了房式开采、垮落法及充填法回收房式煤柱的过程与时间控制方案,确定采用纸张... 详细信息

为探明风积沙综采固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性特征,采用相似物理模拟方法对比分析了垮落法与充填法回收时的围岩变形及煤柱受力特征,基于相似原理给出了房式开采、垮落法及充填法回收房式煤柱的过程与时间控制方案,确定采用纸张+塑料泡沫+海绵按比例组合并预压缩的方式模拟风积沙充填物料的压缩变形特性。研究发现:(1)相比垮落法,风积沙充填回收煤柱时可大幅减缓覆岩下沉速度,延后及延长覆岩移动周期,避免垮落法回收时因基本顶及上覆坚硬岩层来压剧烈导致的煤柱失稳、煤房垮塌;(2)垮落法与充填法回收时,煤柱的最大承载均出现在超前第1排煤柱上,充填回收可大幅降低超前煤柱的整体承载与应力大小,消除煤柱上的动载现象。

关键词：综采固体充填垮落法房式煤柱风积沙动载破坏

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煤巷弱胶结顶板稳定性分析与变形控制技术

岩土力学 2022年第S2期43卷 382-391页

作者：余伟健李可刘泽郭涵潇安百富王平湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

煤层顶板为弱胶结岩体时稳定性差,常在煤炭回采过程中或巷道掘进时发生大变形或失稳等现象,维护难度较大。针对煤巷弱胶结粉砂岩顶板力学特征与变形控制等问题,以广西林场煤矿煤巷弱胶结粉砂岩顶板支护工程为工程背景,采用现场调研、实... 详细信息

煤层顶板为弱胶结岩体时稳定性差,常在煤炭回采过程中或巷道掘进时发生大变形或失稳等现象,维护难度较大。针对煤巷弱胶结粉砂岩顶板力学特征与变形控制等问题,以广西林场煤矿煤巷弱胶结粉砂岩顶板支护工程为工程背景,采用现场调研、实验室试验、理论分析等方法进行研究。通过现场调研,发现研究巷道有顶板岩层自承能力差、受水环境影响、支护结构失效率高、底板受水影响底鼓量大、受采动影响等特征;顶板岩石点荷载试验表明,其单轴抗压强度仅为1.9~2.3MPa,采用电镜扫描发现,弱胶结粉砂岩以粗粒矿物为骨架;在普氏理论的基础上,推导了巷道顶板和两帮承压极限表达式,提出了提高巷道围岩整体强度和承载能力、确定合理的锚杆支护参数、顶板设计锚索加强支护等弱胶结巷道围岩控制要点。依据试验分析与理论研究成果,提出了以注浆加固为基础,锚杆和锚索联合支护的控制方案,并在林场煤矿进行了工业性试验。现场监测数据表明,设计的支护方案可以有效地控制煤巷弱胶结粉砂岩顶板变形。

关键词：回采巷道弱胶结顶板围岩稳定性注浆加固联合支护技术

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西部矿区覆岩-煤柱群失稳临界时间节点研究

煤炭学报 2017年第2期42卷 397-403页

作者：安百富齐文跃兰立信梅贤丞周泽唐湘隆湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室湖南湘潭411201 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201

为分析覆岩-煤柱群回收前的稳定性,采用数值模拟软件Flac3D分析了煤柱蠕变期间塑性区发育及内部应力分布形式的演化特征,发现:蠕变过程分为快速变形、缓慢变形及加速失稳3个阶段,并总结出了不同阶段塑性区发育和内部应力分布形式的对应... 详细信息

为分析覆岩-煤柱群回收前的稳定性,采用数值模拟软件Flac3D分析了煤柱蠕变期间塑性区发育及内部应力分布形式的演化特征,发现:蠕变过程分为快速变形、缓慢变形及加速失稳3个阶段,并总结出了不同阶段塑性区发育和内部应力分布形式的对应关系;在分析覆岩和煤柱相互作用的基础上,建立了弹性地基薄板模型,推导出了顶板变形、煤柱受力与煤柱塑性区发育范围之间的计算方程组,揭示了覆岩-煤柱群减弱至失稳的动态变化特征;给出了覆岩-煤柱群体系失稳临界时间节点判据和方法,并结合工程算例进行了分析。

关键词：覆岩-煤柱群内部应力分布形式弹性地基薄板煤柱塑性区失稳临界时间节点

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全锚索动压巷道丛柱加强支护技术研究

煤炭技术 2015年第8期34卷 53-55页

作者：安百富邰阳吴晓刚中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 运城职业技术学院山西运城044000

在分析全锚索支护动压巷道围岩变形特征和丛柱加强支护机理的基础上,设计了相应加强支护方案,并采用数值模拟和现场实测进行了验证。研究发现:采用丛柱后巷道围岩变形量及矿压显现强度均大幅下降,两帮移近量、顶底板移近量及锚索最大载... 详细信息

在分析全锚索支护动压巷道围岩变形特征和丛柱加强支护机理的基础上,设计了相应加强支护方案,并采用数值模拟和现场实测进行了验证。研究发现:采用丛柱后巷道围岩变形量及矿压显现强度均大幅下降,两帮移近量、顶底板移近量及锚索最大载荷分别减少了46.8%、44.5%和15.8%,证明了丛柱可有效提高动压巷道全锚索支护体系的稳定性。

关键词：动压巷道全锚索支护丛柱两帮移近量顶底板移近量