检索结果-南通市图书馆

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

坚硬顶板复合爆破定向造缝技术及工程应用

煤炭学报 2023年第1期48卷 126-138页

作者：于斌邰阳李勇匡铁军张文阳孟祥斌重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 晋能控股集团有限责任公司技术中心山西大同037000

造缝切顶是改变坚硬岩层破断运移规律,进而控制采场强矿压的有效手段。为了实现定向、弱扰动、大间距的造缝切顶,开发了一种坚硬顶板复合爆破定向造缝技术。在系统性的介绍该技术关键设备——高能射孔枪的结构组成的基础上,分析了复合... 详细信息

造缝切顶是改变坚硬岩层破断运移规律,进而控制采场强矿压的有效手段。为了实现定向、弱扰动、大间距的造缝切顶,开发了一种坚硬顶板复合爆破定向造缝技术。在系统性的介绍该技术关键设备——高能射孔枪的结构组成的基础上,分析了复合爆破定向造缝切顶的工艺流程;基于AUTODYN数值计算软件,阐明了基于聚能射流和高压劈裂的复合爆破定向成缝机制;采用LS-DYNA软件构建了聚能射流及高压劈裂数值模型,优化了射孔弹尺寸及助推剂用量;开展了坚硬顶板复合爆破定向造缝地面实验,揭示了相邻孔间裂缝扩展延伸特征,验证了射孔弹尺寸和助推剂用量的合理性;在塔山煤矿8311工作面进行了坚硬顶板复合爆破造缝切顶工业实验,监测了8311工作面推进过程中2312临空巷道煤柱不同深度的垂直应力峰值,得出如下结论:(1)复合爆破技术定向造缝机制是聚能射流冲击岩石侵彻面上形成的压力远大于岩石的强度,造成岩石发生破碎,形成定向孔道;二次爆燃产生的高压气体进入射孔孔道内,在“气楔”作用下沿着孔道形成连续平整的裂隙面。(2)在射孔弹口径为40 mm、助推剂为4片时,复合爆破定向造缝技术可以实现1.5 m钻孔间距下中粒砂岩层劈裂。(3)现场实测表明,在采用复合爆破定向造缝技术后临空巷道煤柱的垂直应力峰值平均降低31%,有效的控制了巷道矿压。

关键词：坚硬顶板复合爆破造缝切顶强矿压

坚硬顶板厚隔水层条件下底板突水致灾机理及全周期治理技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭科学技术 2023年第S01期51卷 318-327页

作者：尹希文于秋鸽张玉军关永强樊振丽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 冀中能源峰峰集团有限公司河北邯郸056011

峰峰矿区九龙矿4号煤层顶板为厚3.5 m的坚硬野青灰岩,煤层底板岩层组合为“厚隔水层夹薄层灰岩+奥陶系灰岩”,九龙矿开采4号野青煤以来,发生多起底板奥灰突水事故。针对煤层底板存在厚隔水层且传统井下底板加固甚至区域治理仍无法完全... 详细信息

峰峰矿区九龙矿4号煤层顶板为厚3.5 m的坚硬野青灰岩,煤层底板岩层组合为“厚隔水层夹薄层灰岩+奥陶系灰岩”,九龙矿开采4号野青煤以来,发生多起底板奥灰突水事故。针对煤层底板存在厚隔水层且传统井下底板加固甚至区域治理仍无法完全消除奥灰突水的现状,笔者基于零位破坏理论,建立了考虑顶板压力传递的煤层底板采动破坏力学模型,分析了顶板压力传递和承压导升作用下的底板突水致灾机理,提出底板水害“采前−采中−采后”全周期治理技术并通过井下底板验证孔−工作面涌水量−奥灰水位动态变化“三位一体”立体化监测对治理效果进行评价。研究结果表明:①坚硬顶板条件下,采空区悬露面积大,周期来压强烈,导致底板破坏深度增加,在煤层底板导水构造阶梯式导升作用下容易发生滞后突水;②通过采前区域治理对煤层底板进行全面加固消除致灾因素,采中对煤层底板微震事件多发、构造发育区域进行重点加固达到减水开采,采后补强加固实现保水开采,创建了工作面底板奥灰水害全周期治理模式;③治理后,工作面底板薄层灰岩与奥灰无水力联系,奥灰水位与工作面底板涌水量随工作面来压发生变化,但变化幅度较小,工作面涌水量仅为0.46~1.12 m^(3)/min,治理效果较好。研究结果对华北型煤田坚硬顶板厚隔水层条件下煤层开采底板奥灰水害防治具有一定借鉴意义。

关键词：坚硬顶板厚隔水层突水机理全周期治理技术立体化检测

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

坚硬顶板回采巷道冲击地压的卸载滑脱机制

煤炭学报 2022年第2期47卷 711-721页

作者：韩军崔露郁贾冬旭惠乾嘉朱志洁 CAO Chen 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 澳大利亚伍伦贡大学土木、采矿与环境学院新南威尔士伍伦贡2522 辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000

冲击地压严重威胁煤炭安全高效开采,研究冲击地压发生机制具有重要意义。首先对矿井回采巷道冲击地压显现特征进行了归纳和总结,认为坚硬顶板和坚硬煤体是回采巷道发生冲击地压的关键地质特征,水平应力是冲击地压力源,巷帮煤体滑脱是回... 详细信息

冲击地压严重威胁煤炭安全高效开采,研究冲击地压发生机制具有重要意义。首先对矿井回采巷道冲击地压显现特征进行了归纳和总结,认为坚硬顶板和坚硬煤体是回采巷道发生冲击地压的关键地质特征,水平应力是冲击地压力源,巷帮煤体滑脱是回采巷道冲击的破坏特征。基于弹性地基理论,分析了坚硬顶板条件下回采工作面前方和临空侧顶板向上挠曲、导致煤层竖直压力卸载的特性,并与现场监测工程实践进行对比验证。在此基础上,以巷帮煤体为研究对象,建立了顶板-煤层-底板复合结构体的卸载滑移力学模型,通过分析煤块所受水平应力、煤体拉力及煤-顶板和煤-底板结构面摩擦力之间的力学平衡关系,建立了巷帮煤体冲击启动的临界方程,并对各变量的取值进行了讨论。结果显示,开采过程中,悬顶使坚硬顶板向下弯沉,坚硬煤体导致工作面前方和侧方顶板向上挠曲,从而使工作面前方或者侧向煤层垂直压力降低,使得顶底板对煤层夹持作用减弱,巷帮煤体在水平应力作用下,克服顶、底板摩擦力及煤体抗拉力后冲入巷道,形成冲击地压。基于建立的模型,分析了开采深度、顶板强度、弹模和厚度、煤层强度和弹模等控制要素的影响和作用。最后,以唐山矿“8·2”冲击地压和红阳三矿“11·11”冲击地压为例,应用提出的模型解释了坚硬顶板挠曲、巷帮煤体卸载滑脱的冲击地压发生机制,对提出的模型进行了验证。

关键词：坚硬顶板回采巷道冲击地压卸载滑脱机制

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

坚硬顶板工作面支架前方切顶卸压技术研究

矿业研究与开发 2024年第5期44卷 85-91页

作者：李奥立王沉苟仁涛李子臣黄文贵州大学矿业学院贵州贵阳550025 黔西南布依族苗族自治州能源局贵州黔西南布依族苗族自治州562399

针对青龙煤矿21606工作面上部坚硬顶板难以垮落造成工作面支架支撑压力过大的问题,运用理论计算、数值模拟、现场实测的手段,分析了工作面切顶前后的覆岩运移特征及切顶后的工作面支架来压情况,开展现场工业试验,验证了支架前方切顶技... 详细信息

针对青龙煤矿21606工作面上部坚硬顶板难以垮落造成工作面支架支撑压力过大的问题,运用理论计算、数值模拟、现场实测的手段,分析了工作面切顶前后的覆岩运移特征及切顶后的工作面支架来压情况,开展现场工业试验,验证了支架前方切顶技术卸压效果。结果表明:采用切顶技术能够切断坚硬顶板之间的联系,根据强制放顶断裂力学模型计算出了切顶后的第1层基本顶的初次断裂步距为27.3 m,第2层基本顶的初次断裂步距为50.3 m,相较于未切顶条件下,分别减小了4.3 m、8.3 m;采用数值模拟分析了上覆岩层的运移规律,得出最佳切顶高度为15 m;切顶后工作面支架平均支撑压力由36 MPa减小为26.5 MPa;切顶后工作面基本顶在开采50 m后完全破断;根据来压规律,得出切顶技术实施间距为50 m。支架前方切顶卸压技术对减少工作面的煤壁片帮、增加采空区侧顶板垮落量、降低工作面支架压力等方面都有较好的效果。

关键词：坚硬顶板支架前方切顶卸压初次断裂步距切顶高度

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

坚硬顶板下近距离煤层群切顶卸压技术研究

煤炭工程 2022年第9期54卷 75-80页

作者：王帅赵国贞刘超太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室山西太原030024

针对存在多层坚硬顶板的近距离煤层巷道在工作面开采时处于高应力状态难以维护的问题,以西铭矿近距离煤层为研究对象,采用理论分析和数值模拟相结合,提出了坚硬顶板条件下近距离煤层开采通过切顶卸压消除顶板悬顶结构的方法,研究切顶位... 详细信息

针对存在多层坚硬顶板的近距离煤层巷道在工作面开采时处于高应力状态难以维护的问题,以西铭矿近距离煤层为研究对象,采用理论分析和数值模拟相结合,提出了坚硬顶板条件下近距离煤层开采通过切顶卸压消除顶板悬顶结构的方法,研究切顶位置和煤柱宽度对巷道围岩应力及稳定性的影响。研究表明,含多层坚硬顶板的近距离煤层开采时,在上位煤层开采完毕后,存在不利下位煤层巷道围岩稳定的大跨度悬顶结构;合理的切顶位置能有效消除悬顶效应对下位煤层巷道围岩应力分布的影响;上位煤层煤柱宽度影响下位煤层巷道围岩变形率,30m煤柱宽度是巷道围岩变形速率的临界分界点。

关键词：近距离煤层坚硬顶板切顶卸压切顶位置煤柱宽度

坚硬顶板遗留煤层下综放工作面冲击地压发生机理

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

采矿与安全工程学报 2021年第6期38卷 1144-1151页

作者：杜涛涛鞠文君陈建强张传玖李红平孙如达煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 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 国家能源集团神华新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

为研究坚硬顶板遗留煤层条件下综放工作面冲击地压发生机理,以宽沟煤矿坚硬顶板遗留煤层下I010203工作面易发生高能量事件的临空巷道为工程背景,通过理论分析、现场监测、数值模拟和工程验证相结合的方法,分析了B_(4)、B_(2)煤层开采过... 详细信息

为研究坚硬顶板遗留煤层条件下综放工作面冲击地压发生机理,以宽沟煤矿坚硬顶板遗留煤层下I010203工作面易发生高能量事件的临空巷道为工程背景,通过理论分析、现场监测、数值模拟和工程验证相结合的方法,分析了B_(4)、B_(2)煤层开采过程中覆岩结构特征及演化过程,模拟了不同结构形态下煤岩体应力分布规律,并通过钻孔实测、微震监测和PASAT M探测多种方法进行了验证。研究表明:B_(4)与B_(2)煤层开采后,低位覆岩结构Ⅰ以侧向悬臂的形式加载临空巷道,悬顶长度为18.5~37.5 m,造成临空巷道煤岩体形成应力升高区;随着开采范围增大,覆岩活动空间向上发展,微震事件向上聚集,采空空间逐渐增大,当B_(4)与B_(2)煤层采空区导通后,波及高位覆岩结构Ⅱ,r_(2)岩层运动下沉造成实体侧煤体应力升高区范围扩大、转移,应力集中系数再增大,最终r_(2)岩层破断失稳,结构Ⅰ与结构Ⅱ积聚的弹性能瞬间释放,动静载共同作用达到冲击地压发生的临界条件,造成临空巷道冲击显现。

关键词：冲击地压遗留煤层坚硬顶板综放工作面

坚硬顶板强矿压动力灾害超前区域控制技术研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

中国煤炭 2024年第4期50卷 36-45页

作者：郑凯歌王林涛王永福中煤科工集团西安研究院有限公司陕西省西安市710054 陕西煤矿安全监察局安全技术中心陕西省西安市710001

厚层坚硬顶板条件下大采高综放工作面采场矿压显现强烈,极易引发冲击地压、矿震等灾害。为掌握坚硬顶板大采高综放开采条件下覆岩破断演化规律,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,揭示了坚硬顶板岩层呈现大“悬臂梁”形式垮落及... 详细信息

厚层坚硬顶板条件下大采高综放工作面采场矿压显现强烈,极易引发冲击地压、矿震等灾害。为掌握坚硬顶板大采高综放开采条件下覆岩破断演化规律,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,揭示了坚硬顶板岩层呈现大“悬臂梁”形式垮落及破断冲击能致灾机理,并提出了坚硬顶板分段压裂超前弱化解危技术。研究表明:低位坚硬岩层在覆岩运移过程中常以“悬臂梁”结构出现,该结构不易垮落,进而导致能量积聚,引发矿压动力灾害。而在水力压裂超前弱化技术治理后,顶板垮落步距显著减小,平均降幅54%,来压强度降幅21.67%,且有效改变了低位坚硬顶板破碎程度,扩大了工作面垮落带范围,增加了采空区矸石充填程度,达到了顶板结构改造及动力灾害有效控制的目的。

关键词：坚硬顶板强矿压致灾机理分段水力压裂控制机理

坚硬顶板破断冲击机理及支架与围岩“收敛-约束”耦合机制研究

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

采矿与安全工程学报 2020年第5期37卷 951-959页

作者：宋高峰王振伟钟晓勇北方工业大学土木工程学院北京100144 呼伦贝尔东明矿业有限责任公司内蒙古呼伦贝尔021506

为研究坚硬顶板动力破断下支架与围岩的冲击响应,建立了基本顶架前破断动载冲击力学模型,开展了顶板冲击效应及煤壁稳定性三维相似模拟试验。研究结果表明:1)支架初始增阻期间,顶板平缓下沉,下沉量为5.5mm;煤壁变形不明显。2)支架"横阻... 详细信息

为研究坚硬顶板动力破断下支架与围岩的冲击响应,建立了基本顶架前破断动载冲击力学模型,开展了顶板冲击效应及煤壁稳定性三维相似模拟试验。研究结果表明:1)支架初始增阻期间,顶板平缓下沉,下沉量为5.5mm;煤壁变形不明显。2)支架"横阻"期间,顶板阶梯式下沉,下沉梯度达3.9mm;煤壁裂隙发育且屈曲明显。3)随着支架阻力的增阻和屈服,顶板对应地平稳变形和剧烈下沉,支架和围岩"收敛-约束"耦合特性明显。4)试验结束时,顶板最大下沉量为42.7 mm;煤壁发生大面积片帮,煤壁上部和中部水平位移分别为0.60和0.35 mm。5)当煤壁刚度较大或直接顶较软弱时,有助于缓解支架阻力;支架刚度与支架阻力呈正相关,提高支架刚度有利于降低煤壁压力和控制基本顶回转。

关键词：坚硬顶板冲击机理煤壁片帮 “收敛-约束”耦合初撑力

坚硬顶板工作面初采深浅孔耦合三维定向水力致裂技术研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

煤炭工程 2023年第1期55卷 53-58页

作者：张京民孟波刘洪晨库车市科兴煤炭实业有限责任公司新疆库车842099 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

针对坚硬顶板下工作面初采阶段顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重以及悬顶突然大面积垮落带来的冲击力对设备和人员造成危害等问题,提出了初采深浅孔耦合三维定向水力致裂弱化顶板技术方案,通过理论分析、数值计算和现... 详细信息

针对坚硬顶板下工作面初采阶段顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重以及悬顶突然大面积垮落带来的冲击力对设备和人员造成危害等问题,提出了初采深浅孔耦合三维定向水力致裂弱化顶板技术方案,通过理论分析、数值计算和现场观测等方法,对比工作面切眼未水力致裂及新工艺水力致裂初次来压数据,研究了初采深浅孔耦合三维定向水力致裂技术对厚煤层综放面坚硬顶板结构控制机理。结果表明,深浅孔耦合三维定向水力致裂使1012工作面基本顶初次来压步距从58m缩短为16.3m,大大改善了坚硬顶板工作面初采期间的安全生产条件。

关键词：坚硬顶板深浅孔水力致裂初采期