检索结果-南通市图书馆

煤炭学报 2020年第12期45卷 3984-3994页

作者：张晨阳潘俊锋夏永学杨光宇刘少虹陆闯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 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013

为研究底煤厚度对巷道底板冲击地压的影响机制,以厚度为3 m以下的薄及中厚底煤为分析对象,基于掘进巷道底板冲击特征并采用理论分析,建立底板煤岩层叠体梁挠曲破坏力学模型,底板煤岩层挠曲变形曲线具有同步异幅的发展特性。公式计算表明... 详细信息

为研究底煤厚度对巷道底板冲击地压的影响机制,以厚度为3 m以下的薄及中厚底煤为分析对象,基于掘进巷道底板冲击特征并采用理论分析,建立底板煤岩层叠体梁挠曲破坏力学模型,底板煤岩层挠曲变形曲线具有同步异幅的发展特性。公式计算表明,随着底煤厚度的增加,底煤积聚弹性能逐渐增加,增加梯度逐渐平缓,其与底煤厚度的4次方倒数具有负相关关系。通过FLAC3D数值模拟开展底板煤岩主应力、塑性区及弹性能分析,结果表明,巷道底板岩层是主要的冲击动力能贮存体,而底煤是主要的动力释放显现体;底煤通过影响底板潜在冲击启动区、潜在冲击能量传递区、潜在冲击地压显现区的范围、贮存能量以及3者之间的依存位置,进而影响底板煤岩层之间的能量储存与传递机制,从而影响底板冲击地压的形成过程。底煤相对于底板岩层具有较弱的弹性能储存能力,底煤厚度是影响底煤储存弹性能量的关键因素,底煤厚度通过影响底煤与底板岩层之间的弹性能量传递能力从而影响底板冲击危险性。随着底煤厚度的增加,底板冲击危险性逐渐增加,增加梯度逐渐降低;当底煤厚度增加到2 m时,底煤厚度的再增加对底板冲击危险性无明显叠加影响,呈现出底煤厚度对底板冲击危险性影响的阈值效应。留底煤底板卸压时,应针对底板岩层采取解危措施,阻断应力传递路径,减小底板能量积聚,从而降低底板冲击危险性。研究成果在现场进行了应用分析,通过钻屑法监测显示解危效果良好。

关键词：底板冲击地压掘进巷道底煤厚度底板煤岩底板卸压

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底煤厚度对巷道底板冲击启动的影响规律研究

底煤厚度对巷道底板冲击启动的影响规律研究

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作者：张晨阳煤炭科学研究总院

学位级别：硕士

近年来,巷道底板冲击地压灾害频繁发生,严重制约深部矿井安全高效开采。现场统计资料表明,煤矿由于地质及采掘技术条件等限制因素会留有厚度不等的底煤,是影响底板冲击启动的重要因素。论文综合采用真三轴试验、数值模拟、理论分析、现... 详细信息

近年来,巷道底板冲击地压灾害频繁发生,严重制约深部矿井安全高效开采。现场统计资料表明,煤矿由于地质及采掘技术条件等限制因素会留有厚度不等的底煤,是影响底板冲击启动的重要因素。论文综合采用真三轴试验、数值模拟、理论分析、现场实测相结合的手段,研究底煤厚度对掘进巷道底板冲击力源分布、应力传递、启动过程等的影响机制。得到如下主要成果:(1)来自底板煤岩层的组合煤岩体真三轴试验表明:岩样是主要弹性能贮存体,而煤样是主要动力释放显现体。煤样较薄(煤样与岩样比例为1:2)或者偏厚(比例为2:1)时,均会极大程度地增强组合煤岩体动力破坏可能性。当煤厚比例为0.33、0.67时,组合体试样动态破坏时间较低、冲击能量指数较高,试样整体冲击倾向性较高。(2)留底煤巷道掘进数值模拟分析表明:底板横向应力场集中程度相对轴向、垂向应力场更为显著,其应力集中系数约是后两者的1.4倍左右,底板横向应力场是煤岩冲击破坏的主导力源因素。(3)底板煤岩层叠体梁挠曲破坏力学模型分析认为:随着底煤厚度的增加,底煤积聚弹性能逐渐增加,增加梯度与底煤厚度4次方的倒数具有负相关关系。(4)巷道掘进时,底板岩层是主要的冲击动力能贮存体,而底煤是主要的动力释放显现体。底煤厚度变化会影响底板潜在冲击启动区、潜在冲击能量传递区、潜在冲击地压显现区的范围、能量贮存程度、能量传递能力以及这三者之间的空间依存位置,进而影响底板冲击的概率和范围。随着底煤厚度的增加,底板冲击启动的趋势性逐渐增强,当底煤厚度增加到2m时,其对底板冲击启动的影响梯度趋于零值。(5)冲击地压煤层在掘进巷道时应避免留设底煤,必须留底煤时,底煤厚度不应超过2m。留底煤底板卸压时,应针对底板岩层采取解危措施,阻断应力传递路径,弱化底板冲击启动趋势。论文研究结论在现场进行了应用分析,底板解危效果良好。

关键词：冲击地压底煤厚度影响规律底板冲击底板卸压

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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底煤厚度d≥3 m时,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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巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击研究

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中国矿业 2016年第11期25卷 127-131页

作者：刘建刚郁钟铭刘赛井广成刘洪洋李志刚六盘水师范学院矿业工程系贵州六盘水553004 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

基于FLAC2D数值模拟软件分析巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击的动态响应规律。结果表明:随着底煤厚度的增加,动力扰动下巷道底板水平应力峰值先升高后降低并逐渐向底板深处转移,底板垂直位移峰值、塑性区深度及最大能量密度均呈非线性增... 详细信息

基于FLAC2D数值模拟软件分析巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击的动态响应规律。结果表明:随着底煤厚度的增加,动力扰动下巷道底板水平应力峰值先升高后降低并逐渐向底板深处转移,底板垂直位移峰值、塑性区深度及最大能量密度均呈非线性增加,且增加趋势越来越弱,并趋于稳定;动力扰动下特厚煤层巷道极易发生底鼓冲击动力灾害,动力效应明显;现场矿震演化规律分析验证数值模拟结论的合理性。研究成果可为特厚煤层巷道底冲击矿压防治提供借鉴。

关键词：底煤厚度矿震动态响应底鼓冲击特厚煤层

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