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火成岩侵入影响的特厚煤层巷道高预应力锚杆支护技术与应用

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中国煤炭 2017年第7期43卷 66-72页

作者：张小荣姜鹏飞孟国胜杨建威刘跃东大同煤矿集团有限责任公司山西省大同市037003 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京市朝阳区100013 煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京市朝阳区100013

以塔山煤矿3~#~5~#煤层8105工作面邻空巷道5105回风平巷特厚顶煤大断面全煤巷道锚杆锚索联合支护为工程背景,井下实测分析了锚杆、锚索在煤层中的锚固性能。采用单轴、三轴压缩试验方法对比研究了煤体试件在不同围压下的承载能力,得出... 详细信息

以塔山煤矿3~#~5~#煤层8105工作面邻空巷道5105回风平巷特厚顶煤大断面全煤巷道锚杆锚索联合支护为工程背景,井下实测分析了锚杆、锚索在煤层中的锚固性能。采用单轴、三轴压缩试验方法对比研究了煤体试件在不同围压下的承载能力,得出了锚杆与锚索高预应力对改善巷道围岩受力状态十分明显,大幅提高了巷道顶部和巷帮煤体的自承能力。数值模拟研究了不同托盘规格、无钢带及不同钢带尺寸对围岩应力场分布特征。提出了火成岩侵入影响的特厚煤层巷道高预应力锚杆支护技术,并进行井下试验。结果表明,高预应力锚杆支护技术应用后,工作面回采期间5105回风平巷顶底板移近90 mm,两帮移近179mm,巷道断面收缩率仅为3.9%。

关键词：特厚煤层火成岩侵入高预应力巷道支护锚杆支护

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火成岩侵入特厚煤层巷道支护技术研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2017年第3期36卷 15-20页

作者：郭金刚大同煤矿集团有限责任公司山西大同037003

针对大同矿区石炭系火成岩侵入特厚煤层大断面巷道稳定控制难题,分析巷道围岩变形破坏特征,并提出相应的控制方法。现场煤岩体原位强度测试以及巷道变形观测分析表明,受火成岩侵入后,煤体硅化易碎,黏聚力和内摩擦角显著减小,火成岩侵入... 详细信息

针对大同矿区石炭系火成岩侵入特厚煤层大断面巷道稳定控制难题,分析巷道围岩变形破坏特征,并提出相应的控制方法。现场煤岩体原位强度测试以及巷道变形观测分析表明,受火成岩侵入后,煤体硅化易碎,黏聚力和内摩擦角显著减小,火成岩侵入特厚煤层巷道围岩表现出结构性流变特性。基于此,提出了高预应力让压支护技术,并在塔山矿二盘区回采巷道开展了工程应用,能有效控制了火成岩侵入特厚煤层巷道围岩的结构性流变。

关键词：特厚煤层巷道支护火成岩侵入围岩控制

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火成岩侵入区巷道支护技术研究

中国煤炭 2014年第6期40卷 50-53页

作者：杜学领王宁李杨张修泽中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京市海淀区100083 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京市海淀区100083

针对山西永定庄矿火成岩侵入造成全煤巷道顶板突发断裂和冒落、巷帮片帮严重、巷道破坏具有不均衡性等特点,在现场调研的基础上提出进行支护设计时,要从个体到整体提升支护系统强度,并考虑注浆锚索的有效注浆半径及巷道围岩的整体性。5... 详细信息

针对山西永定庄矿火成岩侵入造成全煤巷道顶板突发断裂和冒落、巷帮片帮严重、巷道破坏具有不均衡性等特点,在现场调研的基础上提出进行支护设计时,要从个体到整体提升支护系统强度,并考虑注浆锚索的有效注浆半径及巷道围岩的整体性。5209运输巷过火成岩侵入区支护设计时采用锚杆锚索联合支护作为基础支护,采用中空注浆锚索作为补强支护,采用金属支架作为临时或加强支护。局部严重冒落区设计采用背板、U型金属支架、罗克休泡沫充填的方法来维护巷道及围岩的稳定性。实践证明,上述支护技术能够解决火成岩侵入区掘进顶板易冒落、锚索锚固效果差等问题。

关键词：火成岩侵入巷道掘进巷道支护全煤巷道联合支护

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火成岩侵入条件下煤低温氧化特性实验研究

煤矿安全 2018年第8期49卷 43-47页

作者：梁洪军毕强曲宝史全林高远秦波涛中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 铁法煤业集团公司辽宁调兵山112700

为了研究火成岩侵入条件下煤的低温氧化特性,以大兴矿南五709、南二905 2个工作面的正常煤与受火成岩侵入影响的变质煤为研究对象,采用程序升温实验测煤的耗氧特性、产气特性(CO、C_2H_4)及交叉点温度Tcpt,同时采用低温氮气吸附法、压... 详细信息

为了研究火成岩侵入条件下煤的低温氧化特性,以大兴矿南五709、南二905 2个工作面的正常煤与受火成岩侵入影响的变质煤为研究对象,采用程序升温实验测煤的耗氧特性、产气特性(CO、C_2H_4)及交叉点温度Tcpt,同时采用低温氮气吸附法、压汞法研究火成岩对煤孔隙结构的影响。结果表明:受火成岩侵入影响,煤中部分介孔、宏观孔的比表面积、孔容增加,煤的平均孔径增大,煤中具备更多可与氧气结合的反应点位;变质煤较正常煤的耗氧量及耗氧速率更大,Tcpt更低,煤自燃倾向性指数也大幅降低,S5709煤样由正常煤的605.69降至310.62,S2905煤样由正常煤的761.34降至382.91;且整个低温氧化过程表现出变质煤释放CO、C_2H_4含量更大的特点。火成岩侵入的高温高压作用使煤中孔结构(孔径>20 nm)发育,增加了煤的自燃危险性。

关键词：火成岩侵入孔隙结构低温氧化自燃倾向性程序升温

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火成岩侵入煤CO吸附动力学分析

煤炭技术 2017年第5期36卷 139-142页

作者：朱令起杨帆刘聪华北理工大学矿业工程学院河北唐山063009 河北省矿业开发与安全技术重点实验室河北唐山063009

为研究火成岩侵入下煤中CO吸附特性及影响因素,以林南仓矿东二采区至火成岩岩墙不同距离的7个煤样为研究对象,通过等温吸附法实验,建立了CO等温吸附模型并确定煤的多元物性参数与火成岩距离的关系。

关键词：火成岩侵入吸附特性吸附势

火成岩侵入影响的特厚破碎煤层全煤巷道支护技术

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煤矿安全 2010年第3期41卷 52-54页

作者：郑书兵天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013

采用理论分析和现场试验相结合的研究方法,总结了火成岩侵入影响的特厚破碎煤层全煤巷道的变形和破坏特征,提出了采用高强度高刚度的锚杆锚索支护系统进行巷道支护设计,井下施工实践证明,这种方法技术经济效益显著,有效地提高了巷道的... 详细信息

采用理论分析和现场试验相结合的研究方法,总结了火成岩侵入影响的特厚破碎煤层全煤巷道的变形和破坏特征,提出了采用高强度高刚度的锚杆锚索支护系统进行巷道支护设计,井下施工实践证明,这种方法技术经济效益显著,有效地提高了巷道的安全程度。

关键词：火成岩侵入特厚破碎煤层高强度高刚度支护系统错层注浆锚索

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火成岩侵入条件下工作面放顶技术

煤矿安全 2014年第8期45卷 101-103页

作者：迟占国中煤平朔集团有限公司山西朔州036000

火成岩的侵入导致某矿10#煤层赋存不稳定,顶板局部地段过于坚硬,工作面回采期间顶板空顶范围过大,对工作面的安全生产造成重大威胁,针对以上情况,开展工作面放顶技术研究。研究表明:顶板不能充分垮落时,必须采取"切顶排加强支护+人工强... 详细信息

火成岩的侵入导致某矿10#煤层赋存不稳定,顶板局部地段过于坚硬,工作面回采期间顶板空顶范围过大,对工作面的安全生产造成重大威胁,针对以上情况,开展工作面放顶技术研究。研究表明:顶板不能充分垮落时,必须采取"切顶排加强支护+人工强制放顶"措施处理坚硬顶板;放顶线上另增密集支柱的线密度nzmc为5.85根/m,可保证工作面初放阶段安全回采;为保证切断顶板,应在放顶排正常支柱之间加强布置1根支柱,则支柱柱距由0.5 m变为0.25 m。

关键词：火成岩侵入放顶技术切顶排加强支护人工强制放顶

火成岩侵入区高瓦斯煤层开采瓦斯综合治理技术

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煤炭工程 2009年第5期41卷 43-45页

作者：胡立国王德民陈志平铁煤集团公司辽宁调兵山112700 铁煤集团大兴煤矿辽宁调兵山112700

针对高瓦斯煤层火成岩侵入区煤层瓦斯赋存状态,运用煤层开采动压理论,综合分析通风和抽放等措施对瓦斯运移、涌出的影响,合理制定出焦化变质煤层开采的瓦斯综合治理方案,保证了工作面的安全回采,提高了工作面的生产能力。

关键词：瓦斯治理焦化煤层瓦斯运移火成岩侵入瓦斯抽放

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火成岩侵入区石门揭开煤层群防突技术研究

火成岩侵入区石门揭开煤层群防突技术研究

作者：李浩安徽理工大学

学位级别：硕士

煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一,往往会造成重大人员伤亡和财产损失。即使没有人员伤亡,也会使得巷道内瓦斯涌出量的增大,造成瓦斯浓度高值超限,威胁矿井安全。石门揭煤过程中,由于特殊的瓦斯赋存条件和地质构造因素,煤... 详细信息

煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一,往往会造成重大人员伤亡和财产损失。即使没有人员伤亡,也会使得巷道内瓦斯涌出量的增大,造成瓦斯浓度高值超限,威胁矿井安全。石门揭煤过程中,由于特殊的瓦斯赋存条件和地质构造因素,煤与瓦斯突出灾害发生的几率更大。为此,许多国家、科研机构和矿区不断地探索较为安全可靠的防突技术,以确保安全、顺利地揭煤。海孜煤矿是典型的受火成岩侵入影响较大的矿区。火成岩从海孜矿5煤层开始侵入,最大厚度可达到170m,覆盖矿区的大部分地区。在火成岩的炙热烘烤和上覆载荷的作用下,其下伏煤层的瓦斯赋存异常,工作面前方应力峰值增大。历史上,海孜矿火成岩侵入区域下伏煤层曾多次发生煤与瓦斯突出事故,造成了重大人员伤亡和财产损失,也出现了多次瓦斯高值超限的事故,给煤矿安全带来重大安全威胁。海孜矿Ⅱ32采区主运石门上覆有均厚140m的火成岩分布,为了安全、顺利地揭开Ⅱ32主运石门9、8煤层群,首先,通过损伤力学理论和固流耦合的相关原理分析作为理论基础,分析造成煤与瓦斯突出的相关因素;其次运用COMSOL-Multiphysics数值模拟软件对比分析在上覆为火成岩和砂岩的两种不同情况下,待揭煤工作面前方应力分布的异同;再次,对比分析受火成岩影响不同的两个采区相同煤层瓦斯赋存的异同;最后,对待揭煤层实施密集预抽钻孔预抽瓦斯和低压水力冲孔的区域防治措施,以消除待揭煤层的煤与瓦斯突出危险性。通过数值模拟分析,上覆为巨厚火成岩的待揭煤工作面前方的应力集中区域和应力峰值高于上覆为砂岩的情况,表明待揭煤层的突出危险性会增大;受火成岩影响的采区的瓦斯赋存相关参数明显高于不受影响的采区;对待揭煤层实施密集预抽钻孔抽采瓦斯和低压水力冲孔,冲孔后,钻孔的纯流量增加了26.5%-43.8%,瓦斯浓度增加了84.4%-91.7%;抽采结束后,待揭煤层的残余瓦斯压力为0.3MPa、0.22MPa,残余瓦斯含量为5.23m3/t、5.21m3/t,整体抽采率达到了55.7%。表明,采取的一系列措施效果较明显,可以实现安全、顺利揭煤的目标。

关键词：石门揭煤火成岩侵入瓦斯抽采低压水力冲孔