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采场覆岩裂隙演化分区与渗透性研究

采矿与安全工程学报 2014年第4期31卷 564-568页

作者：许兴亮张农田素川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

通过分析开采条件下工作面前方支承压力分布规律和煤体卸压破坏全过程的采动力学行为,采用实验室实验研究了工作面前方承载应力环境下岩体渗透性的变化;揭示了采动影响下采场空间裂隙发育与演化规律,提出工作面前方裂隙发育区形成的主... 详细信息

通过分析开采条件下工作面前方支承压力分布规律和煤体卸压破坏全过程的采动力学行为,采用实验室实验研究了工作面前方承载应力环境下岩体渗透性的变化;揭示了采动影响下采场空间裂隙发育与演化规律,提出工作面前方裂隙发育区形成的主要原因是强度破坏,并分为原岩裂隙区、应力集中裂隙孕育区、卸压剪切裂隙发育区,渗透性较强的区域为卸压剪切裂隙发育区,与塑性区近似重合。

关键词：采动岩体裂隙演化渗透性

沿空巷道顶板结构演化过程及围岩控制技术研究

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煤炭科学技术 2019年第12期47卷 68-75页

作者：张博田素川华电煤业集团有限公司北京100035 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

为解决二次采动影响条件下厚层坚硬顶板沿空巷道的围岩控制的问题,运用理论分析、数值模拟及现场实践相结合的方法,对二次采动过程中沿空巷道顶板结构的演化过程及控制技术进行了研究。研究结果表明:①二次采动时煤柱两侧均形成三铰拱结... 详细信息

为解决二次采动影响条件下厚层坚硬顶板沿空巷道的围岩控制的问题,运用理论分析、数值模拟及现场实践相结合的方法,对二次采动过程中沿空巷道顶板结构的演化过程及控制技术进行了研究。研究结果表明:①二次采动时煤柱两侧均形成三铰拱结构,但二次采动压力影响叠加导致煤柱上方基本顶破断岩块的上工作面一侧向下旋转,压缩煤柱,致使巷道围岩应力环境恶化;②力学分析结果表明煤柱所受的压力与上方基本顶的长度及所承受的载荷呈线性关系,基本顶侧向悬露长度过大及二次采动时超前段基本顶载荷的增加是沿空巷道围岩变形严重的主要诱因;③数值模拟结果显示二次采动过程巷道两侧垂直应力分布呈现不同的偏向性,一次采动时煤柱仍保持一定的承载能力,巷道煤柱侧垂直应力分布大于回采侧,二次采动时煤柱变形破坏严重,使得巷道回采侧垂直应力分布大于煤柱侧,非对称性明显;④坚硬顶板条件下的沿空巷道围岩控制,既要改变顶板结构从而优化巷道围岩应力环境,还要提高支护强度强化围岩对采动影响的承载能力,基于此提出了厚层坚硬基本顶沿空巷道的侧向切顶应力优化技术及支护优化方案。将方案应用于现场实践后,沿空巷道矿压显现程度大幅减小,变形得到有效控制。研究成果可为类似工程地质条件下的巷道围岩控制提供借鉴。

关键词：沿空巷道厚层坚硬顶板二次采动应力优化

综放工作面煤柱尺寸对顶板破断结构及裂隙发育的影响规律

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煤炭学报 2015年第4期40卷 850-855页

作者：许兴亮魏灏田素川张蓓中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 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 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116

煤层开采后基本顶破断结构直接影响上覆岩层裂隙区的范围和发育程度,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,对不同煤柱条件下基本顶破断结构以及由此带来的顶板裂隙发育区演化规律进行了研究。上工作面侧向破断"三铰拱"结构使下工作面基... 详细信息

煤层开采后基本顶破断结构直接影响上覆岩层裂隙区的范围和发育程度,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,对不同煤柱条件下基本顶破断结构以及由此带来的顶板裂隙发育区演化规律进行了研究。上工作面侧向破断"三铰拱"结构使下工作面基本顶破断由固支悬臂梁结构变为铰支结构,煤柱两侧形成不对称裂隙发育区。研究结果表明:中小煤柱时,岩块铰接回转,岩块长度大于基本顶悬臂极限断裂长度且随煤柱尺寸增加逐渐增加,裂隙发育区范围随之增加;大煤柱时,下工作面基本顶破断超出上工作面侧向结构影响范围外,岩块长度不变。回转角度由岩块长度和下沉量共同决定,并通过理论分析得到了相应的计算公式。

关键词：基本顶结构煤柱尺寸演化规律裂隙发育区

小纪汗煤矿工作面顶板破断结构对巷道矿压影响规律研究

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煤炭学报 2017年第2期42卷 308-314页

作者：许兴亮田素川李俊生茅献彪中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

针对我国西部矿区脆性煤体上覆厚层基本顶条件下二次采动时巷道围岩整体变形大与支护结构失效的工程难题,运用理论分析和现场实测的研究方法,对巷道上方基本顶破断结构及由此带来的巷道变形规律进行了研究。以工作面基本顶侧向破断的关... 详细信息

针对我国西部矿区脆性煤体上覆厚层基本顶条件下二次采动时巷道围岩整体变形大与支护结构失效的工程难题,运用理论分析和现场实测的研究方法,对巷道上方基本顶破断结构及由此带来的巷道变形规律进行了研究。以工作面基本顶侧向破断的关键块为研究对象,详细分析了巷道上方基本顶结构由一次采动时的固支悬臂梁结构转变为二次采动时的双拱结构而带来的煤柱中的应力演化规律,给出了基本顶侧向破断长度与煤层厚度、基本顶力学特性、上覆载荷和区段煤柱参数的量化关系式,得出了不同破断结构下煤柱载荷的表达式。结果表明:工作面超前段基本顶侧向断裂形成的"双拱"铰接结构是造成该类巷道矿压显现剧烈的主要控制原因,不合理的区段煤柱宽度会诱发叠加应力作用,导致巷道整体变形与支护结构失效。研究结果可为相似工程条件下巷道围岩控制和合理区段煤柱的留设提供借鉴。

关键词：基本顶结构中等煤柱演化规律叠加应力

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近距离煤层协同机理对下层煤巷道位置的优化

采矿与安全工程学报 2016年第6期33卷 1008-1013页

作者：胡少轩许兴亮田素川张蓓中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 山西省国新能源发展集团有限公司太原山西030000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116

近距离煤层的上层煤回采导致下层煤所处的应力环境复杂,回采巷道位置选择成为制约煤层安全回采的技术难题。通过数值计算研究了近距离煤层开采时下层煤内部应力分布及应力变化率演化规律,分析了下层煤内部应力变化率与上煤层残留煤柱尺... 详细信息

近距离煤层的上层煤回采导致下层煤所处的应力环境复杂,回采巷道位置选择成为制约煤层安全回采的技术难题。通过数值计算研究了近距离煤层开采时下层煤内部应力分布及应力变化率演化规律,分析了下层煤内部应力变化率与上煤层残留煤柱尺寸之间的关系,提出了通过设计初期优化上层煤保护煤柱尺寸提供下层煤的回采和巷道维护时空先决条件,实现了上下煤层安全高效回采的协同机理。从应力变化率、应力集中程度和采区整体设计三方面对下层煤回采巷道位置进行了优化,验证了在上层煤残留煤柱正下方布置回采巷道的可行性。研究结果成功应用于现场工程实践。

关键词：近距离煤层巷道位置煤柱尺寸应力变化率

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大倾角综采工作面的防倒滑技术浅析

矿山机械 2010年第19期38卷 17-20页

作者：冯宇峰田素川徐建文中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

综采工作面技术重点工作之一就是如何防止工作面输送机和支架上窜下滑。简要分析了造成工作面输送机和支架上窜下滑的原因,并结合自身的经验提出了综采工作面输送机和液压支架防倒防滑的措施。对于研究科学治理综采工作面支架与运输设... 详细信息

综采工作面技术重点工作之一就是如何防止工作面输送机和支架上窜下滑。简要分析了造成工作面输送机和支架上窜下滑的原因,并结合自身的经验提出了综采工作面输送机和液压支架防倒防滑的措施。对于研究科学治理综采工作面支架与运输设备的防倒防滑技术,实现综采工作面高产高效具有指导作用。

关键词：综采工作面上窜下滑最小摩擦角防倒防滑

沿空掘巷小煤柱变形分析与中性面稳定性控制技术

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采矿与安全工程学报 2016年第3期33卷 481-485+508页

作者：许兴亮李俊生田素川刘忠堂李跃文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中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室大屯煤电(集团)有限责任公司姚桥煤矿

依据小煤柱沿空掘巷条件下采场侧方煤体支承压力分布特征,通过数值计算和原位实测方法研究发现小煤柱内部存在不变形或变形极小的中性面区域。随煤柱尺寸增加,中性面区域的宽度逐渐增大,但其占煤柱宽度比例增速降低并逐渐趋于稳定。研... 详细信息

依据小煤柱沿空掘巷条件下采场侧方煤体支承压力分布特征,通过数值计算和原位实测方法研究发现小煤柱内部存在不变形或变形极小的中性面区域。随煤柱尺寸增加,中性面区域的宽度逐渐增大,但其占煤柱宽度比例增速降低并逐渐趋于稳定。研究发现锚杆支护强度可以显著增大煤柱内中性面极限承载区的宽度与承载能力,通过采用高强度锚杆支护的方法实现了全塑性区小煤柱稳定性控制,并将研究结果成功地应用于工程实践。

关键词：沿空掘巷小煤柱中性面数值模拟

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综采工作面虚中心调斜开采

煤矿开采 2013年第5期18卷 32-34页

作者：徐建文曹晓冬冯永杰田素川淮北矿业(集团)有限责任公司孙疃煤矿安徽淮北235121 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

孙疃煤矿在某工作面过拐点的实践中,通过设计合理的调斜方案,采取虚中心调斜开采技术,保证了调斜过程中的顶板稳定和运输设备的合理搭接,确保了工作面的推进度和产量,取得了较好的技术经济效果。

关键词：虚中心调斜拐点安全管理

园子沟煤矿回风大巷底鼓机理分析及修复技术研究

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矿业研究与开发 2020年第6期40卷 57-62页

作者：孙大增许兴亮田素川温鹏飞中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州市221116

针对园子沟煤矿东翼二号回风大巷封闭期间发生底板严重破坏问题,综合采用数值模拟和原位实测相结合的方法探究发生底鼓破坏的关键因素。研究结果表明:巷道两帮和顶板与底板支护的不均匀性是导致应力在底板处释放,造成底板垂直位移较大,... 详细信息

针对园子沟煤矿东翼二号回风大巷封闭期间发生底板严重破坏问题,综合采用数值模拟和原位实测相结合的方法探究发生底鼓破坏的关键因素。研究结果表明:巷道两帮和顶板与底板支护的不均匀性是导致应力在底板处释放,造成底板垂直位移较大,进一步加剧变形破坏的主要原因。采用"巷道两帮和顶板锚杆索+架棚+反底拱"的全断面控制及辅助措施后,支护体均匀性提高,底板由释放压力的路径变成抵抗高压力的承载体,底鼓程度由原来的近1000 mm减小至小于35mm,控制效果良好。

关键词：巷道支护底鼓修复全断面控制支护体均匀性