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薄煤层沿空留巷合理切顶参数研究

山西能源学院学报 2023年第6期36卷 7-9页

作者：贾永全山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司山西宁武036700

为了确定瑞能煤业115工作面薄煤层沿空留巷的合理切顶参数,文章综合运用理论分析与数值模拟的方法,探究了不同切顶方案条件下沿空巷道围岩变形特征,并确定了合理的切顶参数,主要得到如下结论:理论分析得出115工作面沿空留巷切顶角度不小... 详细信息

为了确定瑞能煤业115工作面薄煤层沿空留巷的合理切顶参数,文章综合运用理论分析与数值模拟的方法,探究了不同切顶方案条件下沿空巷道围岩变形特征,并确定了合理的切顶参数,主要得到如下结论:理论分析得出115工作面沿空留巷切顶角度不小于75°,切顶高度应在9.5m~18m;不同切顶方案条件下巷道顶板下沉整体呈现采空区侧巷道变形量大、实体帮侧巷道变形小的非对称变形特点,而巷道底板鼓起整体呈现一种巷道中部变形大、两侧变形小的对称变形特点;不同切顶方案条件下巷道水平变形整体呈现上部变形大而下部变形小的特点;当切顶角度为90°,切顶高度为13.75m时,巷道顶底板移近量为249.82mm,巷道实体帮的水平变形差值为7.28mm,均最小,故沿空留巷切顶参数合理。研究成果为类似薄煤层沿空留巷合理切顶参数的确定提供参考。

关键词：薄煤层沿空留巷切顶参数

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新景煤矿切顶留巷卸压预裂爆破关键参数研究

煤炭与化工 2024年第9期47卷 37-41页

作者：沙万里山西新景矿煤业有限责任公司山西阳泉045000

切顶工艺参数对采煤过程中的岩层控制和卸压效果至关重要。为探究新景煤矿芦南9号煤采区9109切巷的爆破切顶关键参数,采用数值模拟方法研究了3、6、9、12 m切顶高度和55°、65°、75°、85°切顶角度对采场垂直应力分布的影响,并进行现... 详细信息

切顶工艺参数对采煤过程中的岩层控制和卸压效果至关重要。为探究新景煤矿芦南9号煤采区9109切巷的爆破切顶关键参数,采用数值模拟方法研究了3、6、9、12 m切顶高度和55°、65°、75°、85°切顶角度对采场垂直应力分布的影响,并进行现场工业试验。数值模拟表明,切顶高度为9 m,切顶角度为75°时,能够有效减小超前支承压力的影响范围,降低应力集中程度。现场实施预裂爆破切顶工艺后对顶底板的移进量进行监测,监测结果表明,预裂爆破切顶成功切断了覆岩的应力传递作用,使巷道顶部的移进量明显减小,卸压效果明显。这对于确保采煤工程的安全生产具有重要意义。

关键词：预裂爆破切顶卸压数值模拟切顶参数

薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数研究

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煤炭学报 2019年第7期44卷 1981-1990页

作者：袁超峰袁永朱成孟朝贵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 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

针对薄直接顶大采高工作面顶板垮落后不能及时充满采空区,造成上覆厚硬顶板在工作面侧向形成悬臂梁结构,进而向留巷侧传递覆岩压力导致留巷围岩破坏失稳的现象,以某矿12408工作面薄直接顶、厚硬基本顶条件为工程背景,采用理论分析、数... 详细信息

针对薄直接顶大采高工作面顶板垮落后不能及时充满采空区,造成上覆厚硬顶板在工作面侧向形成悬臂梁结构,进而向留巷侧传递覆岩压力导致留巷围岩破坏失稳的现象,以某矿12408工作面薄直接顶、厚硬基本顶条件为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的研究方法,研究了薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数。建立了留巷顶板的力学模型,量化了未贯穿面的拉应力与切顶高度和切顶角度的关系,确定了未贯穿面拉应力随切顶高度和切顶角度的变化规律,得出了切顶角度一定时,未贯穿面处的拉应力与切顶高度近似指数函数规律分布,拉应力随切顶高度的增大而增大,且增长速率逐渐加快;切顶高度一定时,未贯穿面处的拉应力随切顶角度的变化曲线呈抛物线形,随着切顶高度增大,未贯穿面处的拉应力超过极限所需的切顶角度的范围也增大。数值模拟方法分析了留巷中锚索轴力变化系数的变化规律、区段煤柱和相邻巷道竖直方向应力的分布特征,确定了11m的切顶高度和大于0°的切顶角度即可切断顶板间的应力传递。现场考虑到实际岩层赋存条件的复杂多变、爆破后切缝面的不平整性和贯通程度的差异性以及保证厚硬顶板在矿山压力作用下顺利垮落,采用13.6m的切顶高度和10°的切顶角度,结合顶板垮落后的碎涨系数,理论验证了顶板垮落后的高度大于工作面实际高度,即垮落顶板能够及早支撑上覆岩层,减轻覆岩运动对留巷和煤柱稳定性的影响。现场监测到巷道顶底板及两帮变形量较小,围岩较稳定,验证了数值模拟结果的可靠性以及切顶卸压技术的可行性,可为类似条件的切顶留巷提供借鉴和参考。

关键词：薄直接顶大采高综采工作面切顶卸压切顶参数轴力变化系数

朱庄煤矿切顶留巷关键参数及矿压显现规律研究

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朱庄煤矿切顶留巷关键参数及矿压显现规律研究

作者：郝江海中国矿业大学

学位级别：硕士

切顶留巷作为一种无煤柱开采技术,被广泛应用于各大煤矿,缓解了资源浪费,减少了工作面准备时间,是我国煤矿绿色开采的一大助力。论文以朱庄煤矿III635工作面为背景,运用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方式,开展了坚硬顶板下切顶... 详细信息

切顶留巷作为一种无煤柱开采技术,被广泛应用于各大煤矿,缓解了资源浪费,减少了工作面准备时间,是我国煤矿绿色开采的一大助力。论文以朱庄煤矿III635工作面为背景,运用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方式,开展了坚硬顶板下切顶留巷关键参数及矿压显现研究,提出了III635机巷超前预裂切顶卸压最佳切顶高度、切顶角度和炮孔间距,并进行了沿空留巷围岩控制效果分析及矿压观测。主要研究内容如下:(1)建立切顶留巷力学模型,推算出周期垮落步距,确定III635工作面最佳切顶高度及切顶角度,在此基础上改变基本顶承受上覆岩层载荷,研究切顶高度、角度对未切顶部分最大拉应力的影响。(2)构建数值模型,研究切顶高度、角度对III635机巷顶板垮落、围岩变形、垂直应力的影响,确定了最佳切顶高度、角度,有效切断了巷道及采空区顶板之间的应力传递,切顶部分能沿切缝面垮落,未切顶部分在矿山压力作用下发生断裂,弱化了沿空巷道矿压显现。(3)根据炸药及岩石参数建立双孔爆破模型,分析双孔爆破下裂纹扩展情况及有效应力变化规律,研究改变炮孔间距对裂纹扩展及有效应力的影响,确定了炮孔间距为800mm时裂纹贯通情况最优。该论文有图63幅,表10个,参考文献80篇。

关键词：切顶卸压切顶参数矿压显现预裂爆破围岩变形

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大巷煤柱优化设计及切顶卸压技术应用

山西煤炭 2024年第2期44卷 24-30页

作者：宋阳升霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司山西吕梁033102

针对工作面停采线与采区大巷之间留设较大宽度的保护煤柱及切顶卸压技术问题,以木瓜煤矿二盘区10-208工作面为工程背景,采用力学理论分析与数值模拟等方法,分析10-208超前支撑压力分布及影响规律,探讨了不同切顶高度和切顶角度时护巷煤... 详细信息

针对工作面停采线与采区大巷之间留设较大宽度的保护煤柱及切顶卸压技术问题,以木瓜煤矿二盘区10-208工作面为工程背景,采用力学理论分析与数值模拟等方法,分析10-208超前支撑压力分布及影响规律,探讨了不同切顶高度和切顶角度时护巷煤柱的安全性及稳定性。结果表明:10-208工作面在切顶卸压基础上,停采线护巷煤柱尺寸应不小于24.29 m;模拟显示切顶卸压效果是随着切顶高度的增加而增加的,在切顶高度15 m时卸压效果最好;随着切顶高度的确定,不同切顶角度下的卸压效果差距不大,但相比较而言,切顶角度为65°时可减小超前影响范围。通过实施10-208切巷静态胀裂切顶卸压方案,实现为矿井安全高效生产提供有力支撑。

关键词：煤柱优化切顶卸压切顶参数

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厚硬顶板切顶留巷最优参数及围岩稳定性分析

中国矿山工程 2023年第1期52卷 60-66页

作者：陶宏斌盘州市能源局贵州盘州553536

为确定厚硬顶板切顶留巷最优技术参数,选取5 m、10 m、15 m切顶高度和0°、10°、15°、20°切顶角度,通过理论分析和3DEC数值模拟,对厚硬顶板切顶成巷形态和围岩稳定性进行研究。研究结果表明:切顶后巷道顶板形成“短臂梁”结构,当切... 详细信息

为确定厚硬顶板切顶留巷最优技术参数,选取5 m、10 m、15 m切顶高度和0°、10°、15°、20°切顶角度,通过理论分析和3DEC数值模拟,对厚硬顶板切顶成巷形态和围岩稳定性进行研究。研究结果表明:切顶后巷道顶板形成“短臂梁”结构,当切顶高度和切顶角度一定时,切落顶板对巷道顶板“短臂梁”支撑力越大,其顶板所需的支护力F则越小,因此在切顶成巷时,需尽量使切落顶板充分接顶;随切顶高度增大,巷道实煤体一侧水平位移值随之增大、垂直位移随之减小,而巷道低位顶板水平位移几乎均为0;对厚硬顶板切顶成巷时需保持倾斜切缝,而随着切顶角度增大,巷道顶板垂直位移和实煤体一侧水平位移随之增大。基于此,综合确定10 m切顶高度、10°~15°切顶角度的最优切顶参数。

关键词：厚硬顶板沿空留巷切顶参数数值模拟

厚煤层工作面双回撤通道切顶卸压区间煤柱优化研究

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煤 2024年第7期33卷 68-71页

作者：刘瑞国能神东煤炭大柳塔煤矿陕西神木719300

文章首先通过理论计算确定了切顶卸压方案,随后采用数值模拟方法,分别对比了切顶前后不同煤柱宽度的煤柱稳定性和双回撤通道的围岩稳定性,最终结果表明,当区间煤柱留设宽度25 m,切顶角度14.5°,顶板处理高度10.4~21.5 m,钻孔间距1 m时,... 详细信息

文章首先通过理论计算确定了切顶卸压方案,随后采用数值模拟方法,分别对比了切顶前后不同煤柱宽度的煤柱稳定性和双回撤通道的围岩稳定性,最终结果表明,当区间煤柱留设宽度25 m,切顶角度14.5°,顶板处理高度10.4~21.5 m,钻孔间距1 m时,切顶后的煤柱垂直变形量和水平变形量较切顶前分别降低了38.4%和28.4%,煤柱垂直应力降低了29.8%,同时回撤通道垂直变形量和水平变形量与切顶前相比降低了49.7%和30.1%,回撤辅巷降低了37.2%和49.2%.综合表明,采用该切顶卸压方案,且区间煤柱宽度留设25 m时,可有效保证煤柱及其双回撤通道围岩稳定性,同时达到高效开采煤炭资源的目的。

关键词：双回撤通道切顶卸压区间煤柱宽度切顶参数

浅部中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术研究与应用

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现代矿业 2024年第7期40卷 76-80页

作者：管玉旗兰奇李长林梅常钧杜克才山东里能鲁西矿业有限公司

为缓解矿井接续紧张局面,减少矿井井巷工程量,以鲁西煤矿3下A07工作面为研究背景,结合生产地质条件、理论分析及现场实测等方法,对浅部中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术中关键参数展开研究,确定了预裂切顶高度为6.28~10 m,切顶角度为15°,... 详细信息

为缓解矿井接续紧张局面,减少矿井井巷工程量,以鲁西煤矿3下A07工作面为研究背景,结合生产地质条件、理论分析及现场实测等方法,对浅部中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术中关键参数展开研究,确定了预裂切顶高度为6.28~10 m,切顶角度为15°,爆破间距为600 mm,切缝装药结构为2+1+1。通过在巷道内布置测站点对留巷围岩变形量进行监测,并对切顶卸压沿空留巷效果进行评价。结果表明:巷道围岩变形量较小,顶板最大移近量为193 mm,两帮最大移近量为235 mm,采空区顶板岩石在垮落后充满矸石帮,具有良好稳定性,无明显底鼓现象,留巷完整且满足使用条件,研究结果可为类似条件下的切顶卸压沿空留巷工程提供参考。

关键词：煤炭开采切顶卸压沿空留巷切顶参数

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爆破切顶卸压合理参数模拟研究

山西冶金 2023年第9期46卷 106-108页

作者：张秀忠山西亚美大宁能源有限公司山西晋城048000

为解决厚坚硬顶板难垮难落的问题,利用数值模拟软件对某矿井爆破切顶卸压情况进行分析,发现爆破后岩体内部可以分为压碎区、破裂区和震动区三个部分。对不同切顶参数下切顶效果进行模拟分析,确定最佳切顶角度为15°,最佳卸压高度为8 m;... 详细信息

为解决厚坚硬顶板难垮难落的问题,利用数值模拟软件对某矿井爆破切顶卸压情况进行分析,发现爆破后岩体内部可以分为压碎区、破裂区和震动区三个部分。对不同切顶参数下切顶效果进行模拟分析,确定最佳切顶角度为15°,最佳卸压高度为8 m;同时对切顶前后护巷煤柱应力情况进行分析,发现切顶后煤柱应力峰值为13.60 MPa,未切顶的煤柱应力峰值为37.48 MPa,切顶后巷道围岩稳定性得到了有效的控制,为坚硬顶板治理作出了贡献。

关键词：数值模拟切顶卸压切顶参数切顶高度