检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

围岩破碎区注浆改性提高支护抗冲击能力研究

围岩破碎区注浆改性提高支护抗冲击能力研究

作者：李哲辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

近几年随着煤炭行业大规模发展,浅部能源逐渐枯竭,为满足我国能源需求,煤矿开采深度逐年加深,面临着高地应力及复杂水文地质条件等情况,更容易出现冲击地压事件。本文主要针对冲击地压巷道浅表围岩破碎深部围岩塑性区扩展现象,提出围岩... 详细信息

近几年随着煤炭行业大规模发展,浅部能源逐渐枯竭,为满足我国能源需求,煤矿开采深度逐年加深,面临着高地应力及复杂水文地质条件等情况,更容易出现冲击地压事件。本文主要针对冲击地压巷道浅表围岩破碎深部围岩塑性区扩展现象,提出围岩破碎区注浆改性方法,通过对巷道围岩注浆延缓围岩破碎区强度劣化,控制围岩塑性区扩展,抑制围岩变形,提高围岩支护抗冲击能力。采用理论分析、试验研究、数值模拟及现场应用方法,研究破碎区围岩改性前后力学性质变化,及改性后围岩支护的抗冲击能力。主要研究成果如下:(1)根据现场实际情况,分析冲击地压巷道围岩变形破坏特征,在冲击载荷作用下,浅表围岩破碎严重、深部围岩塑性区扩展、原有支护结构失效。为解决实际问题,提高支护抗冲击能力,本文提出破碎区围岩注浆改性方法,阻止围岩表面破碎区强度劣化,抑制围岩塑性区扩展。(2)建立力学模型,引入应变软化模型和扩容模型,推导破碎区及塑性区范围。并根据实际情况,采用算例分析不同影响因素下围岩破碎区及塑性区范围变化。研究结果表明,控制围岩破碎区残余强度,可有效减小围岩塑性区范围。(3)基于理论计算结果,采用数值模拟方法,研究围岩破碎区强度劣化对围岩应力场及变形场影响,结果表明:随着破碎区围岩强度劣化,增加了围岩变形,扩大了围岩塑性区范围。控制围岩破碎区强度劣化,可有效控制围岩变形,提高围岩的抗冲击能力。(4)试验研究围岩破碎区注浆改性后,围岩随时间强化特征。结果表明,随时间增加,围岩破碎区力学性质逐渐增强,抗压强度和弹性模量最终达到原始煤样的51.05%、63%,黏聚力较原始煤样提高2.05倍,改性后破碎围岩稳定性及完整性均有较大提高。(5)根据试验结果可知,围岩注浆改性提高了围岩破碎区强度,但较原始煤样强度还有一定差距。采用数值模拟的方法,分别分析无支护、仅采取锚杆支护及锚杆支护后采取注浆改性三种工况下围岩支护受冲击载荷作用下,抵抗变形的能力。研究结果表明:围岩破碎区注浆改性后,受冲击动载作用下,围岩变形量减小,塑性区范围无明显变化,降低表面质点峰值速度,有一定的抗冲击能力。(6)根据现场实际情况制定围岩改性方案,设计输浆注头。并采用“十字交叉法”分别测量改性区段和未改性区段围岩位移变化,结果表明:在相同条件的冲击震动下注浆区段两帮及顶底板移近量分别减少了51%和49%。该论文有图70幅,表16个,参考文献75篇。

关键词：冲击地压围岩破碎区注浆改性力学特性支护抗冲击

深井高应力大巷煤柱释能改性防冲机理及应用研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2024年

作者：朱斯陶张翔姜福兴马俊鹏张修峰夏开文王超李士栋刘金海朱权洁曲效成北京科技大学土木与资源工程学院山东能源集团有限公司兖矿能源集团股份有限公司中国地质大学工程技术学院兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿华北科技学院应急技术与管理学院北京安科兴业科技股份有限公司

针对当前我国深井高应力大巷煤柱频繁发生冲击地压的现状，采用现场调查、理论分析、数值模拟和工程试验等方法，研究了我国大巷煤柱冲击地压发生类型与机理，提出了一种高应力大巷煤柱释能改性防治冲击地压的新方法，基于该方法开展了... 详细信息

针对当前我国深井高应力大巷煤柱频繁发生冲击地压的现状，采用现场调查、理论分析、数值模拟和工程试验等方法，研究了我国大巷煤柱冲击地压发生类型与机理，提出了一种高应力大巷煤柱释能改性防治冲击地压的新方法，基于该方法开展了防冲原理研究、技术体系设计、井下工业试验等一系列研究工作，主要得到了以下结论：基于大巷煤柱冲击地压的主导力源类型，结合多起冲击地压典型案例，将我国大巷煤柱冲击地压划分为基础应力叠加型、附加应力诱发型和自身蠕变失稳型3类，分别建立并推导了3类大巷煤柱冲击地压发生机理的力学模型与工程判据，揭示了3类大巷煤柱冲击地压的发生机制。提出一种深井高应力大巷煤柱压裂-注浆协同防治冲击地压的方法，其防冲原理体现在“释能”和“改性”2方面，井下工业试验发现弹核煤体起裂压力约40MPa，整体最大压裂宽度达19.5m，现场监测验证该方法能够降低大巷煤柱能量积聚水平，提高大巷煤柱整体冲击阈值。设计了深井高应力大巷煤柱释能改性防冲成套技术体系，包括孤立煤体冲击危险“评估-检验-校核”方法、弹性核水力压裂增缝释能技术和整体注浆加固改性技术。研发了大巷煤柱弹性核压裂“震动-应力-位移”三场监测设备和PS-Z-A/B型无机双组份速凝整体注浆改性材料。

关键词：大巷煤柱冲击地压释能改性压裂释能注浆改性

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案研究

陕西煤炭 2024年第7期43卷 99-104,112页

作者：刘宝振许博陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳713500

针对雅店煤矿深部高应力地质条件下巷道围岩大变形难题,以雅店煤矿ZF1407工作面为工程背景,分析得出巷道围岩大变形的主要因素为高应力作用、巷道掘进和回采影响。提出巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案,方案采用浅部高强度锚杆索支... 详细信息

针对雅店煤矿深部高应力地质条件下巷道围岩大变形难题,以雅店煤矿ZF1407工作面为工程背景,分析得出巷道围岩大变形的主要因素为高应力作用、巷道掘进和回采影响。提出巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案,方案采用浅部高强度锚杆索支护、深部压裂卸压及破碎围岩注浆加固协同控制的方法,并进行理论论证和现场设计实践,通过观测方案实施后井下围岩情况与矿压监测情况。监测结果表明,方案实施后巷道变形量减小,工作面来压稳定,锚杆、支架受力情况得到明显改善。巷道围岩改性-支护-卸压协同控制方案可以有效解决雅店煤矿深部复杂困难条件下的巷道支护问题,保证巷道支护安全稳定。

关键词：围岩协同控制锚杆支护注浆改性水力压裂卸压

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工作面底板水害治理及防治技术研究

山东煤炭科技 2024年第7期42卷 142-146页

作者：贾先德山西宁武榆树坡煤业有限公司山西宁武036700

以山西宁武榆树坡煤业为工程背景,针对隔水层厚度小、突水威胁大问题,采用理论分析、工业性试验和现场实测的方法,分析了工作面充水水源、充水通道及充水强度,提出了底板定向钻探及注浆改性的矿井水灾害防治措施,减小了底板水对工作面... 详细信息

以山西宁武榆树坡煤业为工程背景,针对隔水层厚度小、突水威胁大问题,采用理论分析、工业性试验和现场实测的方法,分析了工作面充水水源、充水通道及充水强度,提出了底板定向钻探及注浆改性的矿井水灾害防治措施,减小了底板水对工作面回采的威胁。结果表明:地表水对工作面不产生直接威胁,顶板砂岩裂隙含水层及奥灰岩溶裂隙含水层将会是工作面涌水的主要来源;通过钻探探查、注浆改性综合治理,增加了隔水层阻水性能、消除了底板薄弱区。现场物探结果显示,底板地层主要裂隙被泥浆注满凝固,电阻率值有明显的增高,注浆改性对含水裂隙的封堵作用较为明显,可有效防止采掘过程中奥灰水通过导水通道突出造成矿井水害事故。

关键词：矿井水害充水因素防治措施注浆改性

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

浅埋深薄基岩巷道锚注加固技术研究

煤炭工程 2023年第8期55卷 39-44页

作者：常波峰郑旭鹤程利兴徐宝军汪占领陕煤集团神木红柳林矿业有限公司陕西榆林719300 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

针对红柳林煤矿浅埋深薄基岩巷道顶板锚固力低的难题,分析了风化基岩分布特征以及矿物成分,开展了薄基岩注浆加固试验,分析了薄基岩巷道注浆加固机理,提出了巷道锚注加固技术方案,并开展了井下工程实践,分析了工程应用效果。结果表明:... 详细信息

针对红柳林煤矿浅埋深薄基岩巷道顶板锚固力低的难题,分析了风化基岩分布特征以及矿物成分,开展了薄基岩注浆加固试验,分析了薄基岩巷道注浆加固机理,提出了巷道锚注加固技术方案,并开展了井下工程实践,分析了工程应用效果。结果表明:风化薄基岩黏土矿物成分含量高,增大了顶板岩体软化和膨胀变形,影响巷道围岩稳定性;井下注浆充填了风化基岩裂隙,封堵了顶板水渗流通道,提高了顶板完整性,增大了薄基岩层的抵抗破坏的能力;通过锚索注浆达到了较好的注浆固结效果,锚杆(索)初期受力缓慢增大,随后基本保持稳定,锚杆受力55~67 kN,锚索受力92 kN左右,顶板离层量3 mm左右,巷道围岩变形明显减小,达到了较好的巷道支护效果,表明锚注加固技术可有效解决浅埋深薄基岩巷道变形控制难题。

关键词：浅埋深煤层薄基岩锚注支护注浆改性注浆机理

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

冲击地压巷道锚杆-围岩系统复刚度特性

中国矿业大学学报 2018年第1期47卷 183-189页

作者：王爱文潘一山李忠华赵宝友辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学冲击地压研究院辽宁阜新123000 辽宁大学辽宁沈阳110036 辽宁工程技术大学辽宁阜新123000

为探讨冲击载荷作用下锚固围岩体动力失稳机理与能量耗散机制,基于振动力学理论,建立锚杆-围岩在冲击载荷作用下的三维轴对称力学模型,获得了冲击载荷作用下锚杆-围岩系统复刚度的解析表达.从抵抗变形与能量耗散两个方面,分析了冲击地... 详细信息

为探讨冲击载荷作用下锚固围岩体动力失稳机理与能量耗散机制,基于振动力学理论,建立锚杆-围岩在冲击载荷作用下的三维轴对称力学模型,获得了冲击载荷作用下锚杆-围岩系统复刚度的解析表达.从抵抗变形与能量耗散两个方面,分析了冲击地压发生时锚杆-围岩系统的动力响应特征.结果表明:在相同频率的冲击载荷作用下,随着围岩黏性阻尼、围岩强度以及锚固长的增加,锚杆-围岩系统复刚度越大,抵抗纵向变形能力越强,应力波能量耗散越快,系统吸能特性越好;随着冲击载荷频率的增加,围岩强度与黏性材料阻尼对锚杆-围岩系统复刚度影响更为明显;全长锚固条件下,锚杆-围岩系统抵抗纵向变形能力几乎不受冲击载荷频率控制.采用数值分析验证了理论分析的正确性.建议采用围岩注浆改性与锚杆全长锚固方式,提高冲击载荷作用下锚杆-围岩系统抵抗冲击变形能力与增强系统阻尼耗能性能.

关键词：冲击地压锚杆-围岩系统动力学模型复刚度全长锚固注浆改性

煤矿千米深井巷道围岩支护-改性-卸压协同控制技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭学报 2020年第3期45卷 845-864页

作者：康红普姜鹏飞黄炳香管学茂王志根吴拥政高富强杨建威程利兴郑仰发李建忠天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 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 河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454003 中煤新集能源股份有限公司安徽淮南232170

针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软... 详细信息

针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软岩结构性流变及超长工作面采动影响等方面,揭示了高地应力与超长工作面强采动应力叠加作用下巷道围岩大变形机理。以此为基础提出千米深井、软岩、强采动巷道支护-改性-卸压协同控制理念,采用数值模拟对比研究了无支护、锚杆支护、锚杆支护-注浆改性、锚杆支护-注浆改性-水力压裂卸压4种方案巷道围岩应力、变形及破坏规律,阐述了巷道支护-改性-卸压协同控制原理。研发出CRMG700超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,研究揭示了锚杆受拉、剪、扭、弯及冲击复合载荷作用的力学响应特征;开发出微纳米无机有机复合改性材料及配套高压劈裂注浆技术;研发出分段压裂水力压裂卸压技术与设备,形成了巷道支护-改性-卸压协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿示范巷道支护-改性-卸压布置方案与参数,并进行了井下试验与矿压监测。监测结果表明,巷道围岩协同控制技术应用后,巷道变形量降低50%以上,锚杆、锚索破断率降低90%,工作面采动应力明显减小,有效控制了千米深井、软岩、强采动巷道大变形。最后,对下一步的研究工作进行了展望。

关键词：煤矿巷道千米深井强采动围岩协同控制锚杆支护注浆改性水力压裂卸压

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

采动影响煤帮变形机理与控制技术研究

能源与环保 2022年第2期44卷 291-296页

作者：朱云龙刘献武董鹏飞国家能源集团神东柳塔煤矿内蒙古鄂尔多斯017000

为解决邻近工作面采动影响下3213运输巷煤帮变形显著问题,基于3215工作面开采后覆岩的结构特征,确定了基本顶断裂位置,分析了煤柱变形破坏机制,提出了高预紧力和注浆改性的煤帮变形控制思路,根据3213运输巷地质条件设计了技术参数。现... 详细信息

为解决邻近工作面采动影响下3213运输巷煤帮变形显著问题,基于3215工作面开采后覆岩的结构特征,确定了基本顶断裂位置,分析了煤柱变形破坏机制,提出了高预紧力和注浆改性的煤帮变形控制思路,根据3213运输巷地质条件设计了技术参数。现场监测结果表明,提出的破碎煤帮稳定性控制技术实施效果良好,可有效控制巷道围岩的稳定性,顶底板移近量降低了81.4%,两帮移近量降低了79.6%。研究成果为类似条件矿井采动影响破碎煤帮变形控制提供指导。

关键词：采动影响高预紧力注浆改性煤帮变形控制

多重采动煤柱留巷累积损伤特征及围岩协同控制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

西安科技大学学报 2021年第5期41卷 808-814页

作者：孙志勇中煤科工开采研究院有限公司北京100013

采动应力影响下煤柱护巷呈现复杂的非稳定和非线性变形特征,煤体结构损伤导致支护系统失效现象频发。以寺河煤矿双侧开采扰动下盘区大巷留设问题为工程背景,数值模拟分析大巷从掘巷至双侧工作面回采全过程的围岩应力及变形破坏特征。结... 详细信息

采动应力影响下煤柱护巷呈现复杂的非稳定和非线性变形特征,煤体结构损伤导致支护系统失效现象频发。以寺河煤矿双侧开采扰动下盘区大巷留设问题为工程背景,数值模拟分析大巷从掘巷至双侧工作面回采全过程的围岩应力及变形破坏特征。结果表明双侧采空后大巷应力集中系数达3.55。基于巷道累积损伤破坏特征针对性提出“三主动”围岩协同控制方法,水力压裂主动切顶卸压,缩短侧向支承压力的作用时间,改变煤柱应力分配比例;注浆加固主动围岩改性,重塑煤岩体完整性,提升围岩承载能力;锚杆锚索主动高强支护,确保预应力向围岩深部传递,形成稳定的承载结构。井下工作面超前支护应力、围岩表面位移监测评价分析显示,协同方案有效控制了多重回采扰动下大巷围岩变形,确保了工作面安全高效开采。

关键词：多重采动损伤特征切顶卸压注浆改性高强支护协同控制