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6~10 m厚煤层超大采高液压支架及其工作面系统自适应智能耦合控制

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煤炭科学技术 2024年第5期52卷 276-288页

作者：韩会军王国法许永祥张金虎雷声李艳鹏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北京100013

厚煤层储量及产量占我国原煤总储量及产量的一半,通过梳理厚煤层开采历史沿革,总结了我国厚煤层开采40年来的技术及装备研发实践,系统分析了以高端大采高液压支架及围岩智能耦合理论为代表的6~10 m大采高综采高效智能化综采技术及装备... 详细信息

厚煤层储量及产量占我国原煤总储量及产量的一半,通过梳理厚煤层开采历史沿革,总结了我国厚煤层开采40年来的技术及装备研发实践,系统分析了以高端大采高液压支架及围岩智能耦合理论为代表的6~10 m大采高综采高效智能化综采技术及装备研究进展,提出了大采高支护理论及围岩智能耦合控制的突破是厚煤层一次开采高度突破的首要因素,完善的感知体系建立是液压支架自适应支护的前提,数字技术的应用为大采高工作面高效推进及装备智能协同控制提供了新的技术途径;阐明了大采高综放液压支架与围岩耦合关系,剖析了采高增加对硬煤层冒放性的有利影响,提出了基于煤矸识别、放煤机构控制的“纯煤段记忆放煤+煤岩分界模糊段人工反馈式干预放煤”的智能放煤控制策略;分析了大采高开采“采–运”协同智能耦合控制关键技术,构建了基于采煤机牵引速度与刮板输送机链速间联动调节的工作面装备间多机异构耦合自适应协同控制模型;研发了厚煤层开采中10 m超大采高液压支架,分析了厚煤层开采不断突破开采高度极限的新认识,从开采装备、控制系统等方面提出厚煤层一次开采高度的突破的研发方向。

关键词：厚煤层开采高端开采装备支架–围岩耦合大采高综采大采高综放

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大采高综放面区段煤柱合理留设研究

岩土力学 2014年第S2期35卷 460-466页

作者：孔德中王兆会李小萌王颜亮王闯中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

侧向支承压力分布、资源回收率以及煤柱和巷道的稳定性是大采高综放面区段煤柱宽度留设要兼顾的因素,为了确定大采高综放面区段煤柱宽度,以某矿8103面为工程背景,首先,采用理论计算和现场应力监测等方法确定大采高综放工作面倾向支承压... 详细信息

侧向支承压力分布、资源回收率以及煤柱和巷道的稳定性是大采高综放面区段煤柱宽度留设要兼顾的因素,为了确定大采高综放面区段煤柱宽度,以某矿8103面为工程背景,首先,采用理论计算和现场应力监测等方法确定大采高综放工作面倾向支承压力分布规律,得出应力降低区宽度约为8 m,原岩应力区为巷帮侧28 m外。其次,采用工程类比方法确定大采高综放工作面巷帮外侧煤体严重破裂区宽度约为4 m。最后,采用FLAC3D数值软件分析了下区段工作面回采时窄煤柱(6、8 m)和宽煤柱(28、30m)的应力场、位移场及塑性区特征,获得不同煤柱宽度时巷道和煤柱力学特征。研究表明:当煤柱宽度6m和8m时,在采动支承压力下煤柱几乎无承载能力,且巷道变形量较大;当煤柱宽度28 m和30 m时,在采动支承压力下煤柱中央仍有一定的弹性核,煤柱保持稳定且巷道变形量较小。综合考虑资源回收、巷道稳定性、次生灾害控制等因素,确定大采高综放工作面区段煤柱宽度为28m。

关键词：大采高综放倾向支承压力区段煤柱数值模拟

大采高综放面煤壁片帮判定准则及安全评价系统研究

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中国矿业大学学报 2015年第5期44卷 800-807页

作者：殷帅峰何富连程根银华北科技学院安全工程学院北京101601 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

针对大采高综放面煤壁片帮控制难题,建立不同片帮迹线煤壁失稳力学模型及含软弱夹矸煤壁片帮力学模型,运用C++语言研发了大采高综放面煤壁片帮安全评价系统,简化了煤壁片帮判定准则的计算过程.基于安全余量法,得出坚硬煤壁斜直线型片帮... 详细信息

针对大采高综放面煤壁片帮控制难题,建立不同片帮迹线煤壁失稳力学模型及含软弱夹矸煤壁片帮力学模型,运用C++语言研发了大采高综放面煤壁片帮安全评价系统,简化了煤壁片帮判定准则的计算过程.基于安全余量法,得出坚硬煤壁斜直线型片帮力学条件判据;基于严格Janbu法,得出软弱煤壁片帮安全系数判别式;基于夹矸强度弱化理论,得出夹矸煤壁失稳判别准则.实践表明:大采高综放面煤壁片帮安全评价系统不仅能够预测单一片帮准则条件下煤壁是否发生片帮,而且能够判定兼容片帮准则条件下煤壁是否发生片帮,在同忻煤矿8107大采高综放面应用效果良好.

关键词：大采高综放煤壁片帮判定准则安全评价系统

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大采高综放割煤高度合理确定及放煤工艺研究

煤炭科学技术 2011年第12期39卷 29-32,71页

作者：于斌大同煤矿集团有限责任公司山西大同037003 中国矿业大学江苏徐州221008

为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理... 详细信息

为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理机采高度为4.0～4.3 m,合理放煤步距为一刀一放0.8 m,合理放煤方式为多轮间隔顺序多口放煤。

关键词：特厚煤层大采高综放机采高度放煤步距顶煤采出率放煤工艺

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大采高综放面倾向支承压力分布的采厚效应

煤炭工程 2014年第10期46卷 165-168页

作者：孔德中王兆会王颜亮范苑中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

为了确定大采高综放面倾向支承压力分布与采厚的关系,在现场实测的基础上,应用弹塑性极限平衡理论计算不同采厚下倾向支承压力峰值点大小、位置;采用FLAC3D数值模拟不同采厚下工作面推进过程中支承压力的动态变化。研究结果表明:大采高... 详细信息

为了确定大采高综放面倾向支承压力分布与采厚的关系,在现场实测的基础上,应用弹塑性极限平衡理论计算不同采厚下倾向支承压力峰值点大小、位置;采用FLAC3D数值模拟不同采厚下工作面推进过程中支承压力的动态变化。研究结果表明:大采高综放工作面支承压力峰值点大小与一次采厚近似成反比关系,峰值点距离与一次采厚成非线性正比关系。由于开采扰动,使得理论计算的结果偏小,需要对理论计算结果进行修正。

关键词：大采高综放倾向支承压力采厚效应理论分析数值计算

大采高综放采场矿压显现规律及围岩控制技术研究

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大采高综放采场矿压显现规律及围岩控制技术研究

作者：白志飞太原理工大学

学位级别：硕士

大采高综放开采技术在我国开采缓倾斜特厚煤层中的应用越来越广泛。本文通过对平朔井工二矿29209工作面、井工三矿39104工作面、大同塔山矿8202工作面、同忻矿8106工作面、保德孙家沟矿13304工作面五个大采高综放工作面进行矿压观测、... 详细信息

大采高综放开采技术在我国开采缓倾斜特厚煤层中的应用越来越广泛。本文通过对平朔井工二矿29209工作面、井工三矿39104工作面、大同塔山矿8202工作面、同忻矿8106工作面、保德孙家沟矿13304工作面五个大采高综放工作面进行矿压观测、矿压数据分析、工作面顶板运动特征研究、工作面初次来压步距和周期来压步距分析,研究了大采高综放工作面矿压显现一般规律,研究表明：（1）大采高综放工作面顶板初次来压步距随顶煤厚度增加而增大,但周期来压步距变化较小;（2）大采高综放液压支架工作阻力随采高、顶煤厚度的增加而增大。利用RFPA软件模拟平朔井工二矿29209工作面从开切眼处向前推进16m过程中顶煤的破碎情况,通过模拟研究了29209工作面在推进过程中顶煤破碎特征和采场应力分布规律,研究表明：（1）29209工作面向前推进至12m时,顶煤裂隙发育逐渐充分,顶煤破碎情况良好,当推进至16m时,顶煤裂隙发育充分,若在实际生产过程中,可进行首次放煤试验;（2）在推进过程中29209工作面前方支承压力范围为5-11m,最高峰值约为6.1Mpa,为原岩应力值（3.2Mpa）的1.9倍。研究了支架与围岩的力学关系、确定了液压支架选型原则及大采高综放液压支架工作阻力的计算方法,研究表明：支架的支护强度、支护高度、推移步距仍然是大采高综放液压支架在选型中的重要参数。通过分析归纳总结了3种计算大采高综放液压支架工作阻力的方法：理论分析法实测法、载荷估算法。

关键词：大采高综放矿压显现数值模拟顶板活动支架选型

基于ARAMIS M/E微震监测的大采高综放顶板活动规律

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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煤炭学报 2011年第S2期36卷 293-298页

作者：于雷闫少宏毛德兵夏永学祝凌甫张震煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 天地科技股份有限公司北京100013

采用高精度微震监测技术,结合现场支架阻力观测,对大采高综放开采顶板活动规律进行了研究。研究表明:微震事件的频次和能量具有明显的周期性,微震事件在高度上的动态发展规律反映出大采高综放顶板来压存在大小周期现象,且这种现象与工... 详细信息

采用高精度微震监测技术,结合现场支架阻力观测,对大采高综放开采顶板活动规律进行了研究。研究表明:微震事件的频次和能量具有明显的周期性,微震事件在高度上的动态发展规律反映出大采高综放顶板来压存在大小周期现象,且这种现象与工作面宏观观测得到的周期来压具有一致性;根据微震监测和支架阻力观测结果得出大采高综放开采顶板为"悬臂梁-铰接岩梁"结构。

关键词：微震监测大采高综放岩层运动 “悬臂梁-铰接岩梁”结构

大采高综放顶煤冒放分析及端面冒顶的防治技术

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煤炭工程 2011年第7期43卷 45-47页

作者：王立萌北京华宇工程有限公司西安分公司陕西西安710061

大采高综放开采较综放开采具有采高大、顶煤厚的特点,为了达到较为理想的放煤效果,首先对顶煤进行了理论分析,将顶煤变形分为三个阶段,并分析每一个阶段顶煤的变形特点。在此基础上,进一步通过顶煤位移量评价可放性效果,认为较硬顶煤在... 详细信息

大采高综放开采较综放开采具有采高大、顶煤厚的特点,为了达到较为理想的放煤效果,首先对顶煤进行了理论分析,将顶煤变形分为三个阶段,并分析每一个阶段顶煤的变形特点。在此基础上,进一步通过顶煤位移量评价可放性效果,认为较硬顶煤在掩护梁上方出现较大位移。由于端面冒顶受到采高的影响,因此在实际工程背景的应用中还要考虑防治措施,并给出安全生产建议。

关键词：较硬煤层大采高综放冒放性端面冒顶

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极近距离采空区下大采高综放覆岩应力演化

煤炭技术 2017年第1期36卷 59-61页

作者：肖江梅玉剑杨浩丁自伟西安科技大学能源学院西安710054 教育部西部矿井开采灾害防治重点实验室西安710054

以龙王沟煤矿为工程背景,采用UDEC数值模拟软件对比研究原始地层下和6上煤采空区下,6#煤大采高综放采场覆岩应力演化规律。研究表明:采空区下工作面超前应力集中影响范围更大,应力突变性高,应力增高系数是原始地层下的2.4倍;强烈的超前... 详细信息

以龙王沟煤矿为工程背景,采用UDEC数值模拟软件对比研究原始地层下和6上煤采空区下,6#煤大采高综放采场覆岩应力演化规律。研究表明:采空区下工作面超前应力集中影响范围更大,应力突变性高,应力增高系数是原始地层下的2.4倍;强烈的超前集中应力将破坏覆岩结构,引起剧烈的矿压显现,威胁工人生命安全。

关键词：大采高综放极近距离采空区超前应力集中