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深井跨采巷道群开采扰动模拟分析与围岩控制对策研究

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煤炭工程 2024年第4期56卷 60-66页

作者：席天乐杨建飞宗琳琳胡志强高广慧秦忠诚山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 济宁矿业集团有限公司安居煤矿山东济宁272200

针对工作面开采扰动下底板巷道围岩控制难题,以安居煤矿1315工作面跨采底板巷道群为研究背景,通过数值模拟及现场实践的方法,分析了上覆工作面回采过程中巷道围岩的应力和塑性区分布特征。研究结果表明:工作面推进至终采线100 m时,超前... 详细信息

针对工作面开采扰动下底板巷道围岩控制难题,以安居煤矿1315工作面跨采底板巷道群为研究背景,通过数值模拟及现场实践的方法,分析了上覆工作面回采过程中巷道围岩的应力和塑性区分布特征。研究结果表明:工作面推进至终采线100 m时,超前支承压力在水平方向影响范围约35.8 m,在竖直方向影响范围约37.8 m。底板巷道按照到工作面距离的大小先后受到回采影响,具有过程性。针对3_(上)煤底板巷道群围岩受扰动变形等特点,提出“锚网索+T型钢带+金属网”联合支护技术方案。现场监测表明,支护方案对底板巷道群围岩变形量控制效果显著,确保了工作面下覆巷道群在回采期间的稳定使用。

关键词：跨采巷道巷道群数值模拟支护参数围岩控制

冲击地压矿井充填工作面超前采动应力对充填体充实率的反馈机制

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煤炭学报 2024年第4期49卷 1804-1818页

作者：王兆会陈明振李强王伟李增强徐德生郑晓晨孙少龙吴传平郭心洋安君琦中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 济宁市能源局山东济宁272000 兖矿能源集团股份有限公司山东煤炭科技研究院分公司山东济南250117 山东东山古城煤矿有限公司山东济宁272000 冀中能源峰峰集团有限公司梧桐庄矿河北邯郸056011

高应力是深部矿井冲击地压灾变频率走高的主要原因,充填开采则是控制岩层运动,缓解采动应力集中程度,降低围岩破坏和冲击风险的有效手段。为研究采空区充填体对超前采动应力的控制能力,以山东古城煤矿1123充填工作面为工程背景,采用理... 详细信息

高应力是深部矿井冲击地压灾变频率走高的主要原因,充填开采则是控制岩层运动,缓解采动应力集中程度,降低围岩破坏和冲击风险的有效手段。为研究采空区充填体对超前采动应力的控制能力,以山东古城煤矿1123充填工作面为工程背景,采用理论分析、室内试验、现场实测手段探究充填开采工作面采动应力分布规律,揭示超前采动应力对充填体充实率的反馈机制,指导冲击地压矿井充实率确定。结果表明:工作面开采初期充填体充实率低于80%,坚硬顶板下沉量大,超前采动影响范围大于30 m,应力集中系数达到1.5,断层影响区采动应力影响范围和集中系数分别增至60 m和1.65,片帮冒顶等围岩失稳现象增多;实测了采空区充填体承载应力全程动态演化特征,承载应力分布曲线划分为“快速降低—短暂稳定—快速升高—缓慢降低—二次稳定”5个阶段,低充实率条件下采空区上、中、下3个区域承载应力稳定值分别为1.9、5.2、2.8 MPa;将采空区充填体划分为非充分压实区和充分压实区,构建了充填体支撑作用下坚硬顶板连续沉降模型,得到了坚硬顶板“ʅ”型沉降曲线,非充分压实区范围随充实率近似呈线性减小;试验得到充填体弹性模量和单轴抗压强度随凝固时间的演化曲线,结合顶板沉降曲线和推进速度得到工作面前后采动应力全区域分布曲线;建立了超前采动应力集中程度与充填体承载能力的负指数函数关系,揭示了超前采动应力对充填体充实率的负向反馈机制,实现充填开采降载防冲效果的定量评价;提出了充填体充实率“三位一体”协同提升措施,将1123工作面充实率升高至90%,增强了充填体承载能力,超前采动应力集中系数降至1.3,厚顶煤膨胀变形量减少至50 mm,坚硬顶板破断致冲风险显著降低。

关键词：冲击地压充填开采坚硬顶板采动应力反馈机制

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采煤工作面放顶煤工艺探讨与分析

内蒙古煤炭经济 2024年第8期 49-51页

作者：尹楠楠马永林鲁西矿业集团鲁西煤矿山东济宁272100

随着我国煤矿发展,采煤工艺与流程更新。采煤工作面放顶煤工艺是合理的采煤技术,可以提高煤矿开采效率。放顶煤工艺中包含了采煤必备的技术要素和安全要素,需要依据最新的行业标准对采煤工艺进行调整。本文以放顶煤工艺为中心,对其内在... 详细信息

随着我国煤矿发展,采煤工艺与流程更新。采煤工作面放顶煤工艺是合理的采煤技术,可以提高煤矿开采效率。放顶煤工艺中包含了采煤必备的技术要素和安全要素,需要依据最新的行业标准对采煤工艺进行调整。本文以放顶煤工艺为中心,对其内在要素进行论述。

关键词：采煤工作面放顶煤工艺探讨与分析

霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断分析及支护优化设计

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山东煤炭科技 2024年第5期42卷 53-57,62页

作者：储丹东宋庆爽高建华济宁矿业集团有限公司霄云煤矿山东济宁272213

针对霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断问题,利用现场调研报告与数值模拟软件,分析巷道围岩的应力分布与塑性区发育趋势,研究巷道锚杆在过构造段的损坏特征,从地质构造、应力转移、支护方案三个方面分析锚杆破断机理,得出破断锚杆的受力状态... 详细信息

针对霄云煤矿2307泄水巷锚杆破断问题,利用现场调研报告与数值模拟软件,分析巷道围岩的应力分布与塑性区发育趋势,研究巷道锚杆在过构造段的损坏特征,从地质构造、应力转移、支护方案三个方面分析锚杆破断机理,得出破断锚杆的受力状态。根据现场巷道锚杆破坏形态与理论分析结果,对原有支护方案提出了增加巷道帮部锚索支护、使用T型钢带、配备让压环等加固措施。结果表明,锚杆破坏集中在过构造段,巷道应力集中区出现在巷道肩角处,水平应力大于垂直应力,巷道支护优化方案成功应用于工程实际,有利解决现场围岩控制难题。

关键词：数值模拟应力分布锚杆破断机理支护优化

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矿山机电系统中智能控制技术的应用研究

科技资讯 2024年第10期22卷 69-71页

作者：薛维兵张瑞山东省微山湖矿业集团有限公司永胜煤矿山东济宁272000

随着工业自动化与信息技术的飞速发展,矿山机电系统越来越多地采用了智能控制技术。引入智能控制技术后,矿山机电系统作业效率显著提高,系统安全性得到加强,设备寿命得到有效延长。矿山机械设备控制系统经过智能化向更高层次自动化方向... 详细信息

随着工业自动化与信息技术的飞速发展,矿山机电系统越来越多地采用了智能控制技术。引入智能控制技术后,矿山机电系统作业效率显著提高,系统安全性得到加强,设备寿命得到有效延长。矿山机械设备控制系统经过智能化向更高层次自动化方向发展,达到作业过程实时监控与优化调度。矿山电气系统智能化又注重能量高效利用与电气安全问题,矿山液压系统智能化又注重精确控制与故障预防。矿山监控系统智能化通过集成先进传感器与数据分析技术对矿山生产进行综合信息支持与决策辅助。通过对智能控制技术助力矿山机电系统未来的发展进行展望,以期为这一领域技术的更新和创新提供理论参考及应用指南。

关键词：矿山机电系统智能控制技术自动化系统安全性设备维护

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深埋煤层回采巷道支护参数优化设计

山东煤炭科技 2024年第4期42卷 20-23,29页

作者：陈亮亮林明恒张孝坡山东能源临沂矿业集团山东东山古城煤矿有限公司山东济宁272100

深部煤层受高地应力及采动应力的影响,巷道围岩破碎松散,支护问题较为突出,围岩变形速度快,持续变形时间较长。以古城煤矿3103轨道顺槽的支护方案为研究对象,通过数值计算对支护参数进行优化,采用巷道顶帮强支、强护,底板弱支、弱护,围... 详细信息

深部煤层受高地应力及采动应力的影响,巷道围岩破碎松散,支护问题较为突出,围岩变形速度快,持续变形时间较长。以古城煤矿3103轨道顺槽的支护方案为研究对象,通过数值计算对支护参数进行优化,采用巷道顶帮强支、强护,底板弱支、弱护,围岩钻孔卸压的“强+弱+卸”三位一体综合围岩控制技术,巷道围岩变形量有所减小,两帮支护效果较为明显,围岩变形量分别减少了37%和14%,优化支护方案符合煤矿的安全生产要求,保证了巷道在掘进过程中安全可靠性。

关键词：深埋煤巷支护优化

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深部沿空巷道锚固围岩破坏失稳能量驱动机理

煤炭学报 2024年第4期49卷 1819-1833页

作者：刘学生王新谭云亮李学斌杨生龙裴洪喜山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 兖矿能源集团股份有限公司鲍店煤矿山东济宁273513 山东科技大学矿山灾害预防控制重点实验室山东青岛266590 国家能源集团宁夏煤业有限公司宁夏银川750011

深部沿空巷道受侧向顶板断裂所产生的动载影响,锚固围岩易产生大变形,甚至破坏失稳。以山东省孙村煤矿31120工作面上平巷为工程背景,首先采用YTJ20型岩层探测记录仪获得了锚固顶板裂隙发育规律及以脆性张裂破坏为主的破坏方式。然后,通... 详细信息

深部沿空巷道受侧向顶板断裂所产生的动载影响,锚固围岩易产生大变形,甚至破坏失稳。以山东省孙村煤矿31120工作面上平巷为工程背景,首先采用YTJ20型岩层探测记录仪获得了锚固顶板裂隙发育规律及以脆性张裂破坏为主的破坏方式。然后,通过相似材料模拟试验方法获得了深部沿空巷道侧向顶板前期、过渡期和后期3个运动阶段典型特征,并分析了不同阶段锚固围岩破裂演化及能量释放规律;其中过渡期运动阶段锚固围岩内部应力、变形量急剧增大,裂隙发育明显,能量释放显著,对沿空巷道锚固围岩稳定性影响最大。最后,构建了侧向顶板断裂运动下沿空巷道结构力学模型,给出了锚固围岩输入能量与可抵抗能量定量计算方法,揭示了侧向顶板断裂诱发锚固围岩破坏失稳能量驱动机理,并定义了失稳能量判据,即当作用在沿空巷道锚固围岩上的能量大于锚固围岩可抵抗能量时,将发生破坏失稳。进一步地,提出了锚固围岩失稳风险等级划分方法和相应地控制技术,计算结果表明,31120工作面沿空巷道锚固围岩失稳风险等级为中风险。采取加强支护措施后,沿空巷道顶底板及两帮移近量分别减小35.47%和35.71%,锚索受力减小23.43%,变形速度明显降低,锚固围岩能量积聚程度减小。

关键词：沿空巷道侧向顶板锚固围岩能量驱动机理

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新河煤矿煤自然发火规律实验研究

山东煤炭科技 2024年第1期42卷 77-81页

作者：信长伟高常华王润武山东新河矿业有限公司山东济宁272000 临沂矿业集团菏泽煤电有限公司彭庄煤矿山东菏泽274700

为了有效预测预防工作面煤自燃事故,以新河煤矿7312工作面新鲜煤样为研究对象,研究3煤层自然发火规律。通过煤自燃程序升温实验台,对煤体进行了氧化程序升温实验。结果表明:新河煤矿煤样在30℃,空气流量为50.4 mL/min的条件下,可以释放... 详细信息

为了有效预测预防工作面煤自燃事故,以新河煤矿7312工作面新鲜煤样为研究对象,研究3煤层自然发火规律。通过煤自燃程序升温实验台,对煤体进行了氧化程序升温实验。结果表明:新河煤矿煤样在30℃,空气流量为50.4 mL/min的条件下,可以释放出CO,CO量在9.7×10^(-6)~12.7×10^(-6)之间;在自加热阶段,煤的氧化温度为70℃,从缓慢的氧化过渡到加快的氧化过程。在70℃时,煤样氧化所放出的CO量比常温时高3~4倍,煤炭氧化速率的增加为0.6×10^(-6)~0.8×10^(-6)/℃;二次氧化过程中CO生成率、耗氧速率和最大放热强度较初次氧化时均有所升高,CO_(2)生成率大幅降低。

关键词：氧化升温自然发火指标气体二次氧化

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采矿工程巷道掘进和支护技术的应用

内蒙古煤炭经济 2024年第7期 121-123页

作者：司洪福山东能源集团西北矿业公司葛亭煤矿山东济宁272053

采矿工程中,地下工程相对较多,为施工安全带来挑战。因此,煤矿应注重对先进施工技术的应用,灵活使用巷道掘进技术,并结合巷道支护技术,完善技术应用方案,创建相对安全的作业环境,降低作业风险,为开采作业流程推进打下坚实基础。本文对... 详细信息

采矿工程中,地下工程相对较多,为施工安全带来挑战。因此,煤矿应注重对先进施工技术的应用,灵活使用巷道掘进技术,并结合巷道支护技术,完善技术应用方案,创建相对安全的作业环境,降低作业风险,为开采作业流程推进打下坚实基础。本文对巷道掘进与支护技术应用价值加以阐释,分析巷道掘进技术应用的要点,探寻支护技术的类型,旨在提升开采水平。

关键词：采矿工程巷道掘进支护技术应用