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高应力综放面区段煤柱合理宽度与控制技术

采矿与安全工程学报 2018年第1期35卷 19-26页

作者：赵宾王方田梁宁宁王文林中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100011 陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500

针对综放面巷道围岩变形破坏严重等难题,以蒋家河煤矿ZF201工作面为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟与现场试验等方法,研究了煤柱合理宽度确定方法及巷道围岩控制技术。研究表明:煤柱稳定性主要受上方基本顶断裂及多次采动活动的影... 详细信息

针对综放面巷道围岩变形破坏严重等难题,以蒋家河煤矿ZF201工作面为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟与现场试验等方法,研究了煤柱合理宽度确定方法及巷道围岩控制技术。研究表明:煤柱稳定性主要受上方基本顶断裂及多次采动活动的影响,随着煤柱宽度的增加,应力集中区域由实体煤侧向煤柱中部转移,塑性破坏区由煤柱两侧向中部呈"X"型贯穿趋势;综合考虑巷道稳定性及安全高效开采等因素,确定煤柱合理宽度为18 m;提出采用树脂加长锚杆及锚索补强组合支护系统进行巷道支护,现场监测表明煤柱受力呈不对称"双峰"分布,巷道围岩控制效果好。研究成果成功应用于工程实践,为类似条件下巷道布置提供了有益借鉴。

关键词：高应力区段煤柱合理宽度组合支护围岩控制

深部回采人工矿柱合理宽度计算及关键影响因素分析

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采矿与安全工程学报 2012年第1期29卷 54-59页

作者：王晓军冯萧杨涛波赵康赵奎江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

稀有贵重金属矿石深部回采时,为设计人工矿柱的几何参数,提出了深部回采人工矿柱合理宽度计算公式。针对高应力及大扰动,根据普氏地压学说理论,阐明了深部开采人工矿柱承载机理,从推导的公式中分析得到影响人工矿柱合理宽度的关键因素... 详细信息

稀有贵重金属矿石深部回采时,为设计人工矿柱的几何参数,提出了深部回采人工矿柱合理宽度计算公式。针对高应力及大扰动,根据普氏地压学说理论,阐明了深部开采人工矿柱承载机理,从推导的公式中分析得到影响人工矿柱合理宽度的关键因素是回采跨度与回采深度,并进行了二者影响度的计算分析。结果表明:矿体回采跨度对人工矿柱宽度的影响度要远大于矿体的回采深度。结合某金矿工程实例,计算了深部回采人工矿柱的合理宽度,通过现场试验验证了公式计算的合理性及关键因素的影响度。

关键词：人工矿柱合理宽度回采跨度回采深度影响度

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不同断层倾角条件下防水煤柱合理宽度的研究

采矿与安全工程学报 2009年第2期26卷 179-182,186页

作者：彭文庆王卫军李青锋湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室能源与安全工程学院湖南湘潭411201

为了研究不同断层倾角条件下的防水煤柱合理宽度,本文运用摩尔库伦准则求取了突水类型的断层倾角临界值.在综合考虑了煤柱本身受矿压及水压作用后的稳定程度;以及考虑煤柱一侧开采后形成的底板导水裂隙带位置与断层以及含水层的关系的... 详细信息

为了研究不同断层倾角条件下的防水煤柱合理宽度,本文运用摩尔库伦准则求取了突水类型的断层倾角临界值.在综合考虑了煤柱本身受矿压及水压作用后的稳定程度;以及考虑煤柱一侧开采后形成的底板导水裂隙带位置与断层以及含水层的关系的情况下,运用弹塑性极限平衡理论、流体力学、土力学理论求得了断层倾角较大和较小时的防水煤柱宽度的计算公式.在推导出的理论公式基础上,利用MATLAB工具箱编程计算出托山煤矿防水煤柱宽度应为16 m.相对于以前设计的防水煤柱宽度来说,可减少4 m宽,既保证了煤矿的安全生产,又提高了采煤回收率,对节约能源起到了重要作用.

关键词：断层防水煤柱突水弹塑性极限平衡理论合理宽度

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胶州湾第二海底隧道车行横通道合理宽度研究

公路交通科技 2023年第3期40卷 158-165页

作者：孙文昊王加庆陈立保中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 水下隧道技术国家地方联合工程研究中心湖北武汉430063 青岛城市建筑设计院有限公司山东青岛266061

分离式双洞道路隧道之间的横通道对应急救援起着重要作用,目前国内大型海底隧道工程横通道宽度设计研究尚属空白。采用资料调研、理论分析和对比论证的方法,对胶州湾第二海底隧道车行横通道合理宽度设计进行了研究,包括海底隧道内消防... 详细信息

分离式双洞道路隧道之间的横通道对应急救援起着重要作用,目前国内大型海底隧道工程横通道宽度设计研究尚属空白。采用资料调研、理论分析和对比论证的方法,对胶州湾第二海底隧道车行横通道合理宽度设计进行了研究,包括海底隧道内消防车主要行车参数研究、内部救援车辆最小转弯半径调研分析、救援车从横通道进出主线隧道所需净宽对比论证、救援车从横通道进出服务隧道所需宽度对比分析、不同宽度横通道工程费用研究等。结果表明:车辆直角转弯时,主线隧道3条车道宽度组成为(3.75+3.5+3.5)m,满足转弯前最小宽度要求;当车行横通道路面宽4.0 m时,主线隧道转入车行横通道的边缘位置,从左、中、右侧车道转入横通道均需对其进行局部加宽;当车行横通道路面宽度6.0 m时,消防车可从主线隧道一次性转入车行横通道,从横通道可一次性转至主线隧道任意一条车道,为隧道救援提供有利条件;当横通道路面宽度增大至8.0 m时,可实现横通道与主线隧道任意一条车道之间的转入或转出,相对6.0 m宽路面,仅增加了从左侧车道一次性转入横通道的功能。综合考虑使用功能、工程建设难度和经济性,建议车行横通道路面宽度取6.0 m。研究成果可应用于工程设计,为后续的海底隧道工程设计、施工提供参考借鉴。

关键词：隧道工程合理宽度设计研究车行横通道转弯半径

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矸石混凝土巷旁充填体材料及合理宽度研究

煤矿安全 2024年第11期55卷 166-175页

作者：杨庚群王军孙永康陈现辉李文璞王涛太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030024

为了降低巷旁充填成本以及保证留巷体系的稳定,以神磊煤矿150202综采工作面为背景,以煤矸石、粉煤灰为基料制作巷旁充填体,通过正交试验、理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,研究充填材料的最佳配比、不同充填宽度对巷道围岩屈服... 详细信息

为了降低巷旁充填成本以及保证留巷体系的稳定,以神磊煤矿150202综采工作面为背景,以煤矸石、粉煤灰为基料制作巷旁充填体,通过正交试验、理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,研究充填材料的最佳配比、不同充填宽度对巷道围岩屈服应力和变形规律。结果表明:矸石充填体的最佳配比为水灰比1∶1.85,粉煤灰替代水泥率为20%,细粗骨料比35∶65,硅酸钠质量分数为6%;沿空留巷巷旁充填体宽度越大,巷道围岩的变形量和煤帮的垂直应力越低;综合对比不同宽度下围岩所受应力与围岩位移,沿空留巷巷旁充填体的合理宽度为1.2 m。

关键词：沿空留巷矸石混凝土巷旁充填体充填材料合理宽度变形规律

采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理宽度研究

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煤矿安全 2021年第3期52卷 61-67页

作者：孙强冯国瑞郭军王朋飞钱瑞鹏李松玉文晓泽太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 山西省绿色矿山工程技术研究中心山西太原030024

为了研究浅埋近距离煤层中下煤层回撤通道护巷煤柱合理留设宽度,采用理论分析、相似模拟和数值模拟的研究方法,研究了下煤层回撤通道护巷煤柱覆岩结构特征,确定了采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理留设宽度。研究表明:在上煤层开采完... 详细信息

为了研究浅埋近距离煤层中下煤层回撤通道护巷煤柱合理留设宽度,采用理论分析、相似模拟和数值模拟的研究方法,研究了下煤层回撤通道护巷煤柱覆岩结构特征,确定了采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理留设宽度。研究表明:在上煤层开采完毕后,由于上煤层停采线煤柱的原因,下煤层回撤通道因布置位置不同将造成护巷煤柱的覆岩结构存在较大差异,从而导致煤柱所承载的荷载出现不同;在煤柱宽度留设时,从采空区压实区到卸压区应逐渐减小,从卸压区到上煤层实体煤下应逐渐增大,采空区压实区煤柱宽度应小于实体煤区。通过建立工况条件下采空区边缘下方回撤通道数值模拟模型,确定了护巷煤柱合理留设宽度为18 m。

关键词：近距离煤层回撤通道护巷煤柱覆岩结构合理宽度

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张家峁矿近水体煤层群隔水煤柱合理宽度确定

西安科技大学学报 2024年第2期44卷 256-267页

作者：呼少平胡俭姬中奎杨帆王海贺晓忠韩强薛小渊陈盼东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 陕煤神木张家峁矿业公司陕西神木719316 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077

针对张家峁常家沟水库近水体煤层开采后覆岩裂隙扩展诱发透水的潜在风险,对煤层开采过程中的覆岩破坏特征及裂隙扩展规律进行了模型试验及数值模拟研究。为合理确定4^(-2)煤层的隔水煤柱宽度,基于矿山支承压力和静水压力对隔水煤柱的不... 详细信息

针对张家峁常家沟水库近水体煤层开采后覆岩裂隙扩展诱发透水的潜在风险,对煤层开采过程中的覆岩破坏特征及裂隙扩展规律进行了模型试验及数值模拟研究。为合理确定4^(-2)煤层的隔水煤柱宽度,基于矿山支承压力和静水压力对隔水煤柱的不同作用机理,将4^(-2)煤层隔水煤柱划分为矿压影响区和有效隔水区,分别构建了矿压影响区和有效隔水区的煤柱受力分析计算模型,推导了4^(-2)煤层矿压影响区和有效隔水区的理论宽度计算公式。在此基础上,考虑煤层开采边界角与水体下伏不同煤层矿压影响区宽度的关系,提出了“上覆煤柱宽度+矿压影响区”的水体下伏煤层群隔水煤柱宽度确定方法。结果表明:4^(-2)煤层工作面初次来压步距为45~56 m,周期来压步距为13.8~14.9 m,上覆岩层冒落带高度为12~13 m;地表最大下沉量为2.0~2.2 m,下沉系数为0.571~0.629,4^(-2)、4^(-3)、4^(-4)和5^(-2)煤层隔水煤柱的合理宽度分别为25,39,51和87 m。现场实测隔水效果验证了近水体煤柱理论留设宽度的合理性及其工程适用性,为张家峁近水体煤层群安全高效开采提供了技术保障。

关键词：近水体煤层群覆岩破坏隔水煤柱矿压影响区有效隔水区合理宽度

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迎采动沿空掘巷窄煤柱合理宽度的研究

煤炭工程 2017年第9期49卷 36-39页

作者：孟海东田睿徐严军内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古包头014010 神华乌海能源有限责任公司内蒙古乌海016000

以棋盘井煤矿0913回风巷道掘进工程为背景,采用理论计算和数值模拟的方法研究了沿空掘巷窄煤柱的合理宽度。首先,通过极限平衡理论计算出窄煤柱合理宽度为5.08 m。然后,利用FLAC^(3D)数值模拟软件分析了不同的煤柱宽度对巷道围岩造成的... 详细信息

以棋盘井煤矿0913回风巷道掘进工程为背景,采用理论计算和数值模拟的方法研究了沿空掘巷窄煤柱的合理宽度。首先,通过极限平衡理论计算出窄煤柱合理宽度为5.08 m。然后,利用FLAC^(3D)数值模拟软件分析了不同的煤柱宽度对巷道围岩造成的变形影响,得出窄煤柱的合理宽度为5~6m。为了现场施工管理方便,最终确定合理的窄煤柱宽度为5m。

关键词：沿空掘巷窄煤柱合理宽度数值模拟

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近距离煤层群上煤层区段煤柱合理宽度研究

煤矿开采 2014年第2期19卷 38-41页

作者：任志成孔德中宋高峰中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

针对近距离煤层群上煤层留设的区段煤柱在煤柱下方形成一定区域的应力增高区,下煤层回采巷道受集中应力影响维护困难、严重影响正常生产这一难题,结合新柳矿地质条件采用UDEC2D数值计算及现场实测研究了煤柱下方底板集中应力分布特征,... 详细信息

针对近距离煤层群上煤层留设的区段煤柱在煤柱下方形成一定区域的应力增高区,下煤层回采巷道受集中应力影响维护困难、严重影响正常生产这一难题,结合新柳矿地质条件采用UDEC2D数值计算及现场实测研究了煤柱下方底板集中应力分布特征,分析了下煤层回采巷道的布置方式对巷道围岩变形的影响,研究表明:上煤层残留煤柱越大,底板应力集中系数越大;在上煤层残留煤柱集中应力影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量接近2000mm,巷道变形破坏严重。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道超前支护可保证下煤层巷道稳定。

关键词：近距离煤层群区段煤柱合理宽度回采巷道围岩变形量数值模拟