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房柱式采空区顶板垮落冲击对下层煤开采的影响评估研究

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中国矿业 2023年第12期32卷 147-152页

作者：孙万明于秋鸽刘贵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设计研究分院北京100013

为了研究上层煤房柱式采空区顶板失稳垮落后对下煤层开采的影响,以某矿3-1煤层房柱式采空区下5-2煤层长壁综合机械化开采条件为研究背景,采用理论分析、数值模拟、实测数据对比等手段,分别对房柱式采空区顶板垮落冲击荷载及其在底板内... 详细信息

为了研究上层煤房柱式采空区顶板失稳垮落后对下煤层开采的影响,以某矿3-1煤层房柱式采空区下5-2煤层长壁综合机械化开采条件为研究背景,采用理论分析、数值模拟、实测数据对比等手段,分别对房柱式采空区顶板垮落冲击荷载及其在底板内的影响深度、下层煤开采覆岩破坏高度进行分析,并以上层煤顶板垮落冲击荷载影响范围是否波及下层煤开采覆岩破坏范围为判据评价上层煤对下层煤开采的影响程度。研究方法及判据可为类似条件房柱式采空区下煤层下行开采影响评估提供有益借鉴。

关键词：房柱式采空区顶板垮落冲击荷载下行开采下层煤开采影响

孤岛工作面岩层地应力分布及顶板垮落规律分析

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山东煤炭科技 2023年第3期41卷 150-153页

作者：王冲孙少磊华能灵台邵寨煤业公司甘肃平凉744400 华能灵台邵寨煤业公司邵寨煤业甘肃平凉744400

为了孤岛工作面的安全回采和支护方案的设计,以许厂煤矿4303孤岛工作面为研究对象,在孤岛工作面工程地质条件的基础上,对孤岛工作面岩层力学特性及渗透性进行了测定,并通过应力解除法获得岩层地应力大小。研究结果得到了孤岛工作面地层... 详细信息

为了孤岛工作面的安全回采和支护方案的设计,以许厂煤矿4303孤岛工作面为研究对象,在孤岛工作面工程地质条件的基础上,对孤岛工作面岩层力学特性及渗透性进行了测定,并通过应力解除法获得岩层地应力大小。研究结果得到了孤岛工作面地层最大最小主应力的分布规律以及地层应力场的屈服状态,并最终确定了孤岛工作面顶板的垮落规律。

关键词：孤岛工作面地应力测定顶板垮落岩层控制

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顶板垮落型冲击地压防治技术研究

能源与节能 2020年第3期 123-124页

作者：王三虎沁和能源集团有限公司山西沁水048205

以沁和能源集团南凹寺矿为研究对象,针对该矿急倾斜特厚煤层顶板垮落产生冲击地压的问题进行了分析研究,结合其发生机理,提出有效的监测预警方法及防治方案,并进行了实践应用。结果表明,在工作面采用超前顶板预裂爆破、巷帮煤岩体卸压... 详细信息

以沁和能源集团南凹寺矿为研究对象,针对该矿急倾斜特厚煤层顶板垮落产生冲击地压的问题进行了分析研究,结合其发生机理,提出有效的监测预警方法及防治方案,并进行了实践应用。结果表明,在工作面采用超前顶板预裂爆破、巷帮煤岩体卸压爆破、煤层注水卸压等技术措施,有效消除了巷道内的冲击地压危险,保障了井下生产的安全进行。

关键词：顶板垮落冲击地压预裂爆破卸压爆破注水卸压

近距离房柱采空区下长壁采场顶板垮落特征研究

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采矿与安全工程学报 2012年第2期29卷 157-161页

作者：杨真童兵黄成成王刚中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

为了研究近距离房柱采空区下长壁采场覆岩随时间变化的渐进破断过程和采动裂隙的发展演化规律,以唐山沟煤矿某工作面为工程试验背景,采用物理相似模拟、顶板下沉梯度分析和图像增强算法方法研究了11-2煤房柱式开采后下部近距离的12煤长... 详细信息

为了研究近距离房柱采空区下长壁采场覆岩随时间变化的渐进破断过程和采动裂隙的发展演化规律,以唐山沟煤矿某工作面为工程试验背景,采用物理相似模拟、顶板下沉梯度分析和图像增强算法方法研究了11-2煤房柱式开采后下部近距离的12煤长壁采场顶板岩层破断垮落及裂隙扩展情况。通过实验观察,并从能量释放的角度对岩层运移变化进行分析,结果表明:在近距离房柱采空区下,采用长壁回采工艺时,上部煤柱随时间变化产生破裂失稳,上覆岩层的能量以周期性的方式积累和释放,同时,每隔一个大的周期,有较大能量的突然释放。在此过程中,长壁采场顶板裂隙发育明显,裂隙扩展迅速,裂隙易与上部房柱采空区煤房导通,加速煤柱失效,并形成导水通道。

关键词：相似模拟房柱采空区顶板垮落顶板位移变化率采动裂隙

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采煤工作面顶板初次垮落判识的数值分析

能源科技 2022年第1期20卷 22-27页

作者：王宏伟梁浩邓代新中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

本文以河南义马矿区千秋煤矿21221工作面为工程背景,建立了采煤工作面顶板发生初次垮落的超静定梁力学模型,揭示了顶板初次垮落超静定梁两端三自由度受限时的力学机理,推导了超静定梁的应力分布演化方程,计算了考虑限制三自由度的顶板... 详细信息

本文以河南义马矿区千秋煤矿21221工作面为工程背景,建立了采煤工作面顶板发生初次垮落的超静定梁力学模型,揭示了顶板初次垮落超静定梁两端三自由度受限时的力学机理,推导了超静定梁的应力分布演化方程,计算了考虑限制三自由度的顶板初次垮落极限步距。通过FLAC^(3D)建立了与理论模型相对应的采煤工作面顶板初次垮落数值模型,根据初次垮落极限步距理论解模拟了工作面动压影响下顶板位移的演化和顶板初次垮落过程,模拟结果与实验结果基本相符合。本文的研究可为同类煤矿工作面上覆岩层运动和垮落研究提供数值分析理论基础。

关键词：顶板垮落超静定梁极限步距数值模拟

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液态CO_2相变致裂强制煤层顶板垮落技术

煤矿安全 2016年第6期47卷 67-70页

作者：程小庆王兆丰李豪君河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室培育基地河南焦作454003

针对我国部分煤矿存在煤层顶板不垮落问题,在现场试验的基础上提出了一种液态CO_2相变致裂强制煤层顶板垮落技术。在工作面内利用液态CO_2相变产生的威力对上覆老顶进行扰动和破坏,使工作面推进后老顶能够顺利垮落,保证工作面生产的正... 详细信息

针对我国部分煤矿存在煤层顶板不垮落问题,在现场试验的基础上提出了一种液态CO_2相变致裂强制煤层顶板垮落技术。在工作面内利用液态CO_2相变产生的威力对上覆老顶进行扰动和破坏,使工作面推进后老顶能够顺利垮落,保证工作面生产的正常接替。在焦煤集团九里山矿用该技术处理老顶悬空问题的试验取得理想的效果。该技术优势在于其安全可靠、操作简单。对于强制垮落过程利用COMSOL数值模拟软件进行模拟分析,模拟得到的结果也充分验证了该技术的可靠性。

关键词：液态CO2 相变致裂顶板垮落安全可靠数值模拟

韩家湾煤矿房柱式采空区下近距离煤层开采顶板垮落灾害研究

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韩家湾煤矿房柱式采空区下近距离煤层开采顶板垮落灾害研究

作者：孟庄涵西安科技大学

学位级别：硕士

顶板灾害是煤矿生产中极易引发的灾害之一,特别对于西北地区煤层浅埋深、薄基岩的地质条件,当近距离煤层综采工作面布置在房柱式采空区下时,工作面顶板更易发生瞬时大面积垮落灾害,对其安全开采造成巨大影响。因此,开展房柱式采空区下... 详细信息

顶板灾害是煤矿生产中极易引发的灾害之一,特别对于西北地区煤层浅埋深、薄基岩的地质条件,当近距离煤层综采工作面布置在房柱式采空区下时,工作面顶板更易发生瞬时大面积垮落灾害,对其安全开采造成巨大影响。因此,开展房柱式采空区下近距离煤层开采顶板垮落灾害的系统研究,对促进我国西北类似地质条件矿井煤炭资源开发具有十分重要的现实意义。本文以陕北榆神府矿区的韩家湾煤矿3301综采工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟及工程验证的研究方法,对房柱式采空区稳定性、房柱式采空区下近距离煤层开采顶板断裂形式及采空区内煤柱爆破后下煤层开采覆岩运动规律与矿压特征等问题进行了探讨与分析。运用非线性理论和数值模拟相结合的方法,对韩家湾煤矿3301工作面上覆房柱式采空区进行稳定性评价。构建了韩家湾煤矿3301工作面双关键层模型,并对3301工作面进行顶板断裂力学分析,得出3301工作面顶板失稳的判别条件。分别建立了 3301工作面上层房柱式采空区煤柱爆破和未爆破下工作面开采数值计算模型,再现了工作面回采过程中覆岩运动特征。上述分析结果在韩家湾煤矿3301工作面开采实践中得到了验证,为榆神府矿区上覆房柱式采空区段下近距离煤层综采将遇到的安全问题提供解决范例。

关键词：韩家湾煤矿房柱式采空区顶板垮落数值模拟煤柱爆破

魏家地煤矿工作面顶板垮落带与裂隙带高度确定

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现代矿业 2021年第10期37卷 55-60页

作者：张建江苗在全甘肃靖远煤电股份有限公司魏家地煤矿

以魏家地煤矿北1103工作面为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,探究工作面顶板垮落带与裂隙带高度,为魏家地煤矿瓦斯抽采提供理论依据。研究结果表明:北1103工作面顶板共存在3层关键层,分别为粉砂岩、泥岩粉砂岩互层以及砂... 详细信息

以魏家地煤矿北1103工作面为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,探究工作面顶板垮落带与裂隙带高度,为魏家地煤矿瓦斯抽采提供理论依据。研究结果表明:北1103工作面顶板共存在3层关键层,分别为粉砂岩、泥岩粉砂岩互层以及砂质泥岩。理论计算得到北1103工作面在开采过后形成的垮落带高度为39.13 m,裂隙带高度大于127.85 m,经验公式计算结果与理论分析结果吻合。工作面开挖后,工作面顶板形成应力卸压区,应力由工作面向外逐渐降低,应力卸压区呈现出椭球体状。工作面顶板岩层在开挖后出现典型的马鞍形塑性区,塑性区最大高度约为39.13 m。取各种计算方法的平均值,最终确定北1103工作面顶板垮落带高度为39.46 m,裂隙带高度为125.45 m。

关键词：工作面顶板垮落带裂隙带

采空区大面积顶板垮落防冲密闭墙合理厚度数值模拟

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煤矿安全 2015年第10期46卷 52-55页

作者：高双双李海涛西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054

为了确定山西大同云岗煤矿8617综放工作面回风巷永久密闭墙合理厚度，建立了密闭墙力学模型并确定了边界条件，采用FLAC如软件对粉煤灰充填材料最佳配比下不同工况进行了数值模拟研究，分析了密闭充填墙的应力场、破坏场和位移场相关特... 详细信息

为了确定山西大同云岗煤矿8617综放工作面回风巷永久密闭墙合理厚度，建立了密闭墙力学模型并确定了边界条件，采用FLAC如软件对粉煤灰充填材料最佳配比下不同工况进行了数值模拟研究，分析了密闭充填墙的应力场、破坏场和位移场相关特性。研究结果表明，云岗煤矿8617工作面回风顺槽密闭墙最佳厚度为5．4m左右。

关键词：采空区顶板垮落密闭墙合理厚度数值模拟矿山压力冲击地压