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老空水影响区煤柱力学特性分析及稳定性控制技术研究

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陕西煤炭 2023年第2期42卷 34-38,49页

作者：尉迟小骞西安科技大学能源学院陕西西安710054

开展老空水影响区煤柱的稳定性研究,对于防治采空区衍生水害和保障煤柱侧巷道的安全稳定意义重大。针对大南湖一矿1103工作面区段煤柱因老空水影响而导致的稳定性下降,运用探孔物探法获取了老空水的水压演化过程,分析老空水来源及特征,... 详细信息

开展老空水影响区煤柱的稳定性研究,对于防治采空区衍生水害和保障煤柱侧巷道的安全稳定意义重大。针对大南湖一矿1103工作面区段煤柱因老空水影响而导致的稳定性下降,运用探孔物探法获取了老空水的水压演化过程,分析老空水来源及特征,结合声发射技术开展老空水影响区煤柱试样的力学特性实验,通过对比自然及饱水煤柱试样在不同区域的破裂形态及应力、声发射能量特性,得出受水影响下煤柱试样的强度劣化过程、软化程度及裂隙演化特征。以此为基础,针对性地提出抽水卸压与马丽散注浆加固措施,使得巷道变形程度大大降低,煤柱稳定性得以提升,确保工作面安全回采。

关键词：区段煤柱老空水煤体力学特性声发射裂隙发育稳定性控制

急斜特厚煤层残留煤柱稳定性分析及其动力灾害防治

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西安科技大学学报 2021年第4期41卷 657-664页

作者：李云鹏崔峰杨文化尉迟小骞烟台黄金职业学院资源与土木工程系山东烟台265401 西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054

为研究急斜特厚煤层开采过程中残留煤柱的稳定性及其应力异常区引起的回采安全问题,以乌鲁木齐矿区乌东煤矿南采区87°急斜特厚煤层为研究背景,运用块体理论构建了残留煤柱滑移失稳力学模型,采用FLAC 3D数值模拟软件分析开采扰动下残留... 详细信息

为研究急斜特厚煤层开采过程中残留煤柱的稳定性及其应力异常区引起的回采安全问题,以乌鲁木齐矿区乌东煤矿南采区87°急斜特厚煤层为研究背景,运用块体理论构建了残留煤柱滑移失稳力学模型,采用FLAC 3D数值模拟软件分析开采扰动下残留煤柱的应力演化特征,提出了残留煤柱分段深孔爆破弱化的卸压措施。结果表明:当煤层倾角α,顶板侧围岩与残留煤柱的摩擦系数μ1,底板侧围岩与残留煤柱的摩擦系数μ2之间满足α>arctan(μ1+μ2)时,残留煤柱将发生滑移失稳;残留煤柱易使顶底板应力状态改变,在开采扰动和顶底板高应力双重作用下,残留煤柱极易诱发动力灾害;卸压措施有效削减残留煤柱内部储存的应力强度,降低动力灾害的发生频率,实现工作面安全通过煤柱危险区域。

关键词：急斜特厚煤层残留煤柱力学模型动力灾害

条带开采煤柱长时效应分析及置换开采方式研究

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煤炭工程 2015年第8期47卷 57-59,63页

作者：邵小平丁自伟尉迟小骞张杰西安科技大学能源学院陕西西安710054

陕北榆阳区地方中小煤矿老式房柱式开采煤柱稳定性存在较大安全隐患,可能影响煤柱后期的置换开采,基于此,通过对煤柱长时效应进行分析,指出现阶段"采12留8"窄条带开采煤柱的长期稳定性优于房柱式开采的矩形煤柱,并给出了条带煤柱置换开... 详细信息

陕北榆阳区地方中小煤矿老式房柱式开采煤柱稳定性存在较大安全隐患,可能影响煤柱后期的置换开采,基于此,通过对煤柱长时效应进行分析,指出现阶段"采12留8"窄条带开采煤柱的长期稳定性优于房柱式开采的矩形煤柱,并给出了条带煤柱置换开采的工作面通风方法和充填方式,提出了前进式充填后退式煤柱置换的开采方式,为陕北中小煤矿保水开采煤柱的稳定性及提高回采率提供了一种新思路。

关键词：条带开采保水开采煤柱长时效应煤柱置换前进式充填

采动影响下破碎围岩巷道支护参数设计及其效果评价

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中国矿业 2020年第S2期29卷 265-270页

作者：李云鹏崔峰杨文化尉迟小骞烟台黄金职业学院资源与土木工程系山东烟台265401 西安科技大学能源学院教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054

针对采动影响下巷道围岩易发生底臌、片帮、顶板下沉等问题,以屯宝煤矿1193工作面回采巷道为工程背景,通过理论分析、现场实测相结合的方法进行分析研究。结果表明:在采动影响下,巷道围岩出现大范围的破碎、裂隙发育、挤压变形等现象;... 详细信息

针对采动影响下巷道围岩易发生底臌、片帮、顶板下沉等问题,以屯宝煤矿1193工作面回采巷道为工程背景,通过理论分析、现场实测相结合的方法进行分析研究。结果表明:在采动影响下,巷道围岩出现大范围的破碎、裂隙发育、挤压变形等现象;距工作面越近,巷道围岩受采动影响越大,巷道变形量越大,巷道顶底板相对变形量比两帮相对变形量大。为了控制巷道围岩变形,结合现场监测数据与工程经验,应用悬吊理论对1193工作面运输巷道进行了支护参数设计。工程实践表明,巷道支护参数设计后,有效控制了巷道围岩变形,能够满足巷道支护的要求。

关键词：采动影响破碎围岩巷道支护钻孔窥视支护参数

非对称载荷作用下倾斜区段煤柱稳定性分析及控制技术

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西安科技大学学报 2024年第2期44卷 203-212页

作者：来兴平尉迟小骞单鹏飞方贤威西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054

为解决工作面回采及巷道掘进影响下倾斜区段煤柱稳定性劣化的复杂问题,运用弹性力学半逆解法及摩尔-库伦准则建立力学模型,结合三维有限元数值模拟,深入分析了倾斜区段煤柱一侧受载结构形态特征,明确了倾斜煤柱失稳致灾力源及载荷的分... 详细信息

为解决工作面回采及巷道掘进影响下倾斜区段煤柱稳定性劣化的复杂问题,运用弹性力学半逆解法及摩尔-库伦准则建立力学模型,结合三维有限元数值模拟,深入分析了倾斜区段煤柱一侧受载结构形态特征,明确了倾斜煤柱失稳致灾力源及载荷的分布特性,探究了采掘扰动下倾斜区段煤柱塑性变形-失稳-破坏的动态演化过程,揭示了非对称载荷作用下倾斜区段煤柱临界失稳致灾机理,以此为基础优化了倾斜煤柱及周围巷道稳定性控制技术。结果表明:区段煤柱因煤层倾角导致的倾斜形态是煤柱所承受载荷呈非对称状的关键诱因,这一特性致使倾斜煤柱最底端区域覆载最大,且当此区域失稳破坏时,呈现由煤柱下端底角塑性区向煤柱上端底角塑性区扩展的运移过程,并因此得出倾斜区段煤柱临界尺寸随煤层倾角增大而增加的演化规律。由此,针对大南湖一矿倾斜区段煤柱及周围巷道变形失稳的问题,采用支护优化及注浆加固等措施,降低了倾斜区段煤柱侧巷道的变形速率,为类似矿井的煤柱稳定性控制提供了借鉴。

关键词：倾斜区段煤柱非对称载荷临界尺寸数值模拟巷道支护优化

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分层分采层间坚硬岩层破断致灾机理及防控技术

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西安科技大学学报 2022年第6期42卷 1055-1063页

作者：来兴平尉迟小骞崔峰杨彦斌霍军鹏西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054 陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司陕西榆林719315

针对分层分采层间坚硬岩层破断诱发动力灾害的复杂难题,通过运用物理相似模拟试验与力学分析结合的方式,深入分析新疆宽沟煤矿B_(2)与B_(4-1)煤层之间的坚硬岩层受双重回采影响下的破断演化过程,发现层间坚硬岩层破断致灾机理源于其悬... 详细信息

针对分层分采层间坚硬岩层破断诱发动力灾害的复杂难题,通过运用物理相似模拟试验与力学分析结合的方式,深入分析新疆宽沟煤矿B_(2)与B_(4-1)煤层之间的坚硬岩层受双重回采影响下的破断演化过程,发现层间坚硬岩层破断致灾机理源于其悬臂结构的破断释能,建立层间岩层悬臂梁结构模型,推导出层间岩层临界破断状态下的挠曲线及转角方程,得出层间岩层破断的致灾总能量、悬臂结构强度和覆岩载荷三者间的关系。结果表明:覆岩越重,其施加于悬臂结构的致灾能量就越大,悬臂结构越长,其聚集的弹性能就越多,而悬臂结构越坚硬,则其破断释放的能量越多,这三者的相互作用,会导致层间坚硬岩层破断时诱发动力灾害。由此,提出爆破切顶措施,有效扩展需破断岩体的原生裂隙及结构弱面,降低坚硬岩层的轴向强度,破坏岩层的完整性,使得大范围悬顶事件基本杜绝,为矿井后续安全开采提供保障。

关键词：分层分采层间坚硬岩层物理相似模拟悬臂梁结构爆破切顶

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积水区下导水裂隙发育特征实验研究

煤炭技术 2015年第3期34卷 92-94页

作者：邵小平尉迟小骞杨文化李鑫杰西安科技大学能源学院教育部西部矿山开采及灾害治理重点实验室西安710054

针对陕北焦家沟煤矿积水区下裂隙发育特征研究表明:竖向裂隙与上部积水区的沟通存在3种情况:1开切眼处沿垮落角方向与5#煤层房柱式采空区沟通,裂隙导水性强,但远离工作面;2推过隔水煤柱前周期来压过程中有竖向裂隙与5#煤层房柱式采空区... 详细信息

针对陕北焦家沟煤矿积水区下裂隙发育特征研究表明:竖向裂隙与上部积水区的沟通存在3种情况:1开切眼处沿垮落角方向与5#煤层房柱式采空区沟通,裂隙导水性强,但远离工作面;2推过隔水煤柱前周期来压过程中有竖向裂隙与5#煤层房柱式采空区沟通,采空区积水量大,但裂隙导水性弱;3推过隔水煤柱后周期来压过程中有竖向裂隙与5#煤层长壁采空区沟通,裂隙导水性强,但采空区积水量小。

关键词：积水区竖向裂隙导水性隔水煤柱