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动载扰动诱发底板冲击矿压演化规律研究

采矿与安全工程学报 2012年第3期29卷 334-338页

作者：徐学锋窦林名刘军张银亮张国华王士超河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 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 义马煤业集团跃进煤矿河南义马472300

为了研究动载作用下底板冲击矿压的演化规律,采用理论分析和数值模拟的手段研究了动应力波作用下巷道底板煤体的应力和位移等参数的响应特征,揭示了动载扰动诱发底板冲击的原因和显现过程。研究结果表明:动应力和巷道底板的高水平应力... 详细信息

为了研究动载作用下底板冲击矿压的演化规律,采用理论分析和数值模拟的手段研究了动应力波作用下巷道底板煤体的应力和位移等参数的响应特征,揭示了动载扰动诱发底板冲击的原因和显现过程。研究结果表明:动应力和巷道底板的高水平应力叠加使底板煤体达到或超过强度极限发生屈曲失稳和变形,并且应力波入射到底板表面反射形成拉应力导致底板发生层裂破坏,在这过程中破坏范围逐渐扩大,导致底板冲击。动载作用过程中底板煤体的水平应力、垂直应力、应力差先上升后瞬间大幅度降低,同时底板煤体拉伸破坏的层裂破坏范围和垂直位移瞬间增加,在此过程中,底板水平应力集中现象逐渐消失。

关键词：动载扰动底板冲击演化规律数值模拟

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不同侧压系数对动载诱发巷道底板冲击的影响

采矿与安全工程学报 2013年第2期30卷 251-255页

作者：谢龙窦林名吕长国于贵良王毅中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院江苏徐州221116 华亭煤业集团砚北煤矿甘肃平凉744100

为了探讨侧压系数对动载诱发特厚煤层巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同侧压系数作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律及显现过程。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的... 详细信息

为了探讨侧压系数对动载诱发特厚煤层巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同侧压系数作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律及显现过程。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的煤体应力增加并打破平衡状态从而诱发底板冲击;动载作用下,随着侧压系数的增加巷道底板的临界水平应力值和最大应力差呈线性增加,底板最大垂直位移在2.0期间呈非线性增加,在2.0后出现微降,说明底板失稳难易程度与底板冲击显现强度不完全呈正相关;底板冲击的显现过程是底板的水平应力瞬间达到临界水平应力,底板塑性破坏区域扩大,致使弹性能瞬间释放,最终导致底板垂直位移发生突然增大产生冲击。研究成果为探索底板冲击机理及防治提供借鉴。

关键词：底板冲击侧压系数动载扰动数值模拟

深井大倾角厚煤层沿空掘巷底板冲击机理与防治研究

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矿业安全与环保 2020年第5期47卷 23-28页

作者：刘霞翟春佳张晴李常浩重庆工程职业技术学院重庆402260 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 潞安集团余吾煤业有限公司山西长治046103

为了研究深井大倾角厚煤层沿空掘巷底板冲击机理与防治方法,以华丰煤矿14采区工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、理论分析、工业性试验、SOS微震监测和钻屑量监测等手段,对1412上巷沿空掘巷防治底板冲击进行了研究。结果表明,围... 详细信息

为了研究深井大倾角厚煤层沿空掘巷底板冲击机理与防治方法,以华丰煤矿14采区工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、理论分析、工业性试验、SOS微震监测和钻屑量监测等手段,对1412上巷沿空掘巷防治底板冲击进行了研究。结果表明,围岩水平应力和法向应力越低,存储在底板坚硬岩层中的能量就越小,冲击破坏时对巷道造成的影响就越小。揭示了沿空掘巷底板冲击防治机理,通过改变底板能量积聚和应力环境,可有效消除底板冲击危险性。提出留设5 m负煤柱沿空掘巷防治底板冲击的优化设计方案,并在1412上巷进行工业性试验,微震和钻屑法监测数据均表明有效降低了巷道底板发生冲击的可能性。

关键词：大倾角煤层沿空掘巷底板冲击微震监测钻屑法

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半孤岛面全煤巷道底板冲击启动原理分析

煤炭学报 2011年第S2期36卷 332-338页

作者：潘俊锋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

采用案例分析与理论分析,提出了冲击地压启动概念,指出冲击地压发生依次经历冲击启动—冲击能量传递—冲击地压显现3个阶段,将冲击地压防治研究着眼点提前到冲击启动阶段;建立了巷道冲击地压发生工程结构模型,揭示了全煤巷道底板冲击启... 详细信息

采用案例分析与理论分析,提出了冲击地压启动概念,指出冲击地压发生依次经历冲击启动—冲击能量传递—冲击地压显现3个阶段,将冲击地压防治研究着眼点提前到冲击启动阶段;建立了巷道冲击地压发生工程结构模型,揭示了全煤巷道底板冲击启动实质来自于两帮高集中应力区,底板只是能量传递与释放的载体,即冲击地压显现位置。进一步提出了冲击地压发生的冲击启动理论,指出巷道围岩近场系统内静载荷的过度积聚是冲击启动的内因,系统外动载源是外因,确定了冲击启动的能量判据,指出了冲击地压可能的启动区域。

关键词：孤岛开采巷道底板冲击冲击启动理论能量判据冲击地压防治

基于煤层巷道开挖卸荷效应的底板冲击孕育过程研究

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煤田地质与勘探 2015年第2期43卷 77-82页

作者：徐学锋刘军张银亮河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 义马煤业集团跃进煤矿河南义马472300

采用相似模拟和数值模拟研究了河南义马煤田跃进矿采掘影响下巷道底板的应力及变形规律,揭示底板冲击矿压发生前的孕育过程。研究表明,巷道底板冲击受煤层埋深、顶板条件、巷道施工布置方式等多因素影响。在巨厚坚硬上覆砾岩影响下,工... 详细信息

采用相似模拟和数值模拟研究了河南义马煤田跃进矿采掘影响下巷道底板的应力及变形规律,揭示底板冲击矿压发生前的孕育过程。研究表明,巷道底板冲击受煤层埋深、顶板条件、巷道施工布置方式等多因素影响。在巨厚坚硬上覆砾岩影响下,工作面开采增加了相邻工作面的应力水平。在厚煤层中巷道沿顶板布置留底煤,巷道开挖后,一定范围的煤层底板中的水平应力升高,垂直应力降低,增加了煤层失稳破坏的可能性。巷道开挖卸荷过程中,底板由于没有支护,垂直位移增加,底板的塑性区范围大于两帮,并产生了明显的拉伸破坏,容易使底板成为冲击破坏突破口。

关键词：煤层巷道卸荷效应底板冲击相似模拟数值模拟孕育过程

褶皱区底煤厚度对动载诱发巷道底板冲击的影响

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煤矿安全 2014年第7期45卷 175-178,182页

作者：陈峰窦林名王桂峰谢群谢龙上海大屯能源股份有限公司江苏徐州221600 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221006 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221006

为了探讨褶皱区不同底煤厚度对动载诱发巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同底煤厚度作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的煤体应力... 详细信息

为了探讨褶皱区不同底煤厚度对动载诱发巷道底板冲击的影响,使用岩体力学和FLAC2D有限差分数值模拟软件研究了不同底煤厚度作用下应力波诱发特厚煤层巷道底板冲击的动态响应规律。研究表明,动力扰动的作用是使处于极限应力下的煤体应力增加并打破平衡状态从而诱发底板冲击;动载作用下,若底煤下方为厚度较大的坚硬粗砂岩,当底煤厚度d底板容易受扰动失稳,且底板冲击显现强度呈缓慢增加;首次冲击失稳后,二次冲击矿压危险性降低。

关键词：底板冲击底煤厚度动载扰动数值模拟褶皱区

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构造应力作用下巷道底板冲击破坏的原因分析

煤矿安全 2012年第1期43卷 153-156页

作者：谢龙窦林名刘命元于贵良温颖远易恩兵煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221008 华亭煤业集团砚北煤矿甘肃平凉744100

针对在褶皱区构造应力作用下回采巷道底板冲击频发的问题,基于底板冲击发生的力学条件,以某矿250206上工作面为工程背景,借助弹性薄板理论对回采巷道在水平构造应力作用下底板冲击发生的原因进行了分析,建立了底板失稳破坏的力学模型,... 详细信息

针对在褶皱区构造应力作用下回采巷道底板冲击频发的问题,基于底板冲击发生的力学条件,以某矿250206上工作面为工程背景,借助弹性薄板理论对回采巷道在水平构造应力作用下底板冲击发生的原因进行了分析,建立了底板失稳破坏的力学模型,通过理论推导计算出了底板发生失稳破坏的临界载荷表达式,并给出了底板所受水平应力的计算公式,最后对底板冲击危险性系数进行了修正。

关键词：底板冲击水平应力力学模型临界载荷底板冲击危险性系数

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向斜构造区巷道底板冲击机理与防治

煤矿安全 2017年第9期48卷 197-200页

作者：芦庆和钟诗颖刘义宗贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003 贵州省凯里市安全生产监督管理局贵州凯里556000

以某矿N_2105工作面回采过程中进风巷穿过向斜构造区发生的2次底板冲击为研究对象,理论分析了巷道底板失稳破坏机理,并数值模拟了水平应力集中系数与底板塑性区的变化关系。研究结果表明:水平应力集中系数越高,底板越容易产生滑移变形鼓... 详细信息

以某矿N_2105工作面回采过程中进风巷穿过向斜构造区发生的2次底板冲击为研究对象,理论分析了巷道底板失稳破坏机理,并数值模拟了水平应力集中系数与底板塑性区的变化关系。研究结果表明:水平应力集中系数越高,底板越容易产生滑移变形鼓起;底板的冲击破坏是动静载叠加引起的;煤体大直径钻孔卸压能够有效卸压,从而抑制巷道底板冲击。

关键词：向斜构造区底板冲击数值模拟应力集中系数卸压底鼓

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火成岩坚硬底板冲击矿压原因及防治

煤矿安全 2012年第2期43卷 155-157,162页

作者：刘礼鹏牟宗龙窦林名阮国强中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 兖州矿业集团山东邹城273500 兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿山东菏泽274705

近年来,受复杂地质条件影响的冲击矿压灾害越来越频繁,赵楼煤矿首采工作面在火成岩底板区域发生过数次严重的底板冲击事故。通过生产中发生的几次底板冲击事故分析了火成岩坚硬底板诱发冲击矿压的原因,指出了火成岩的高强度和其造成的... 详细信息

近年来,受复杂地质条件影响的冲击矿压灾害越来越频繁,赵楼煤矿首采工作面在火成岩底板区域发生过数次严重的底板冲击事故。通过生产中发生的几次底板冲击事故分析了火成岩坚硬底板诱发冲击矿压的原因,指出了火成岩的高强度和其造成的高水平应力是导致底板冲击的主因;并提出了火成岩底板冲击的控制机理和防治对策。针对赵楼煤矿首采工作面的坚硬火成岩侵入底板,提出了具体有针对的底板防冲措施,取得了良好的防冲效果。

关键词：火成岩坚硬底板底板冲击防冲措施