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关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤的科学内涵
1
作者 冯国瑞 李剑 +3 位作者 白锦文 邵明仁 王喆 王鹏 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期387-402,共16页
我国煤矿残采区内遗存大量难采煤炭资源(后文简称“遗煤”),浅层遗煤储量可观且开采价值巨大,安全回收能够助力我国煤炭资源持续供给;同时,遗煤长期滞留易自燃,威胁环境安全且难以处置。因此,基于绿色开采和科学开采学术思想,结合充填... 我国煤矿残采区内遗存大量难采煤炭资源(后文简称“遗煤”),浅层遗煤储量可观且开采价值巨大,安全回收能够助力我国煤炭资源持续供给;同时,遗煤长期滞留易自燃,威胁环境安全且难以处置。因此,基于绿色开采和科学开采学术思想,结合充填开采和煤炭地下气化开采工艺,提出了一种关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤的技术构想。该技术体系通过遗煤地下气化关键域全过程识别、充填材料优选及结构设计、遗煤地下气化空间重构、遗煤资源地下气化复采、复采区监测及充填综合调控等步骤,实现遗煤资源的安全低碳高效开采。关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤需要解决四大关键科学问题:遗煤赋存空间煤岩失稳破坏特征及关键域判别原理、关键域充填材料热损伤机制及耐高温机理、遗煤地下气化煤岩充结构体承载-渗流特性及失稳机理、关键域充填结构设计及参数优化准则等。关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤面临的四大关键技术包括:残采区关键域多参量识别技术、关键域充填材料优选技术、遗煤地下气化燃空区链式灾变模拟技术、关键域充填协同地下气化“充填-气化”参数调控技术等。关键域充填协同地下气化复采浅层难采遗煤需要完成的研究内容有:残采区关键域精准判别与充填位置科学确定、关键域充填材料优选与结构设计、遗煤地下气化分布式燃空区失稳特征与灾变机理、关键域充填协同地下气化复采岩层稳定性控制方法等。该技术有望同步实现浅层难采遗煤回收和矿山固废再利用,推动煤炭地下气化和岩层控制技术的发展,保障我国的能源供给安全。 展开更多
关键词 残采区 遗留煤炭资源 煤炭地下气化 关键域充填 岩层控制
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突出矿井全生命周期煤气共采技术模式与实践
2
作者 胡国忠 秦伟 +4 位作者 许家林 李国君 袁梅 杨南 李康 《绿色矿山》 2026年第1期70-78,共9页
随着煤矿采深增加,越来越多的开采煤层逐渐转为突出煤层,并具有地质构造复杂、无开采保护层、透气性低、地应力高等特点,造成煤层瓦斯抽采难度增加,而煤气共采是解决上述难题的有效途径。以阳泉矿区为例,从煤炭开采的采前、采中、采后... 随着煤矿采深增加,越来越多的开采煤层逐渐转为突出煤层,并具有地质构造复杂、无开采保护层、透气性低、地应力高等特点,造成煤层瓦斯抽采难度增加,而煤气共采是解决上述难题的有效途径。以阳泉矿区为例,从煤炭开采的采前、采中、采后的全生命周期角度,阐述了煤矿全生命周期煤气共采的概念内涵与技术模式;建立了以煤矿规划区复杂构造带地面直井压裂靶向预抽、煤矿开拓区底抽巷穿层钻孔液态二氧化碳相变致裂预抽、煤矿生产区本煤层超前卸压瓦斯二次封孔强化抽采、废弃采空区瓦斯地面钻井抽采为代表的煤矿全生命周期煤气共采技术体系。结果表明,以人工增透与采动卸压为手段的煤气共采成套技术的成功应用,使阳泉矿区的煤矿规划区地面直井单井抽采量提高了7倍、煤矿开拓区本煤层瓦斯抽采量提高了5.7~8倍、煤矿生产区工作面超前卸压瓦斯抽采量提高了184%、废弃采空区地面钻井产气量平均达3504 m3/d,有效提高了深部开采煤层的瓦斯抽采效果。研究成果将有助于煤矿企业从矿井全生命周期角度进行科学的瓦斯抽采规划,以促进瓦斯灾害事故预防、瓦斯利用与减排。 展开更多
关键词 煤气共采 煤矿全生命周期 绿色开采 人工增透 采动卸压
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厚煤层充填开采覆岩动态演化过程与煤基固废注浆充填实践
3
作者 杨科 冯小伍 +6 位作者 何祥 韩磊 马国军 赵新元 张继强 于祥 刘振 《煤炭科学技术》 北大核心 2026年第1期84-99,共16页
厚煤层开采过程中,上覆岩层在采动应力作用下发生由局部变形到整体破坏的渐进式动态演化,形成原位采空区、低位垮落带、高位离层区等地下空间,引发岩层移动、地表沉陷等地质问题。同时,煤炭开采利用产生的煤基固废堆存不仅占用土地,还... 厚煤层开采过程中,上覆岩层在采动应力作用下发生由局部变形到整体破坏的渐进式动态演化,形成原位采空区、低位垮落带、高位离层区等地下空间,引发岩层移动、地表沉陷等地质问题。同时,煤炭开采利用产生的煤基固废堆存不仅占用土地,还存在环境污染风险,其处置需求与煤层开采覆岩运移形成的关键空间具有高度适配性。因此,基于厚煤层开采覆岩空间的动态演化过程,揭示了初始采动、采动发展、采动稳定三阶段的特征差异。通过分析内在属性与外在因素对覆岩演化的控制机理,明确了覆岩关键空间的形成机制与分布规律,并提出了原位采空区注浆、低位垮落带注浆、高位离层注浆的差异化工艺,进而构建了“下承-中固-上控”的多层位协同注浆充填体系。开展物理相似模拟试验对覆岩关键空间动态演化及注浆充填效果进行研究,复现覆岩动态演化过程中的垮落、裂隙发育及离层形成过程,量化分析原位采空区注浆、低位垮落带注浆、高位离层注浆对覆岩移动的控制效果,为理论分析结论与技术参数优化提供了试验依据。在工程应用方面,豹子沟煤矿采空区注浆、任家庄煤矿垮落带注浆及霍尔辛赫煤矿离层注浆实践均实现了煤基固废的规模化处置,验证了注浆充填技术体系在不同地质条件下的适配性,实现了提升覆岩稳定性和有效控制地表沉陷的效果,为厚煤层绿色开采提供了可推广的实践范例。本研究成果通过理论-试验-实践的闭环验证,厘清了厚煤层开采覆岩演化与注浆充填的内在关联,构建了厚煤层开采多层位协同控制技术体系,为厚煤层开采覆岩灾害防治及煤基固废资源化利用提供了支撑与技术范式。 展开更多
关键词 厚煤层开采 固废处置 注浆充填 相似模拟 工程应用
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从离层注浆到覆岩隔离注浆充填的创新与发展
4
作者 许家林 轩大洋 +1 位作者 李建 王秉龙 《煤炭学报》 北大核心 2026年第1期209-223,共15页
建筑物压煤开采一直是困扰煤矿的重大技术难题,为了解决我国这一问题,20世纪80年代开始在近10个煤矿开展了离层注浆减沉试验,取得了一定效果,但由于其实际减沉率达不到建筑物保护的要求,通过离层注浆开采建筑物压煤的技术可行性受到质... 建筑物压煤开采一直是困扰煤矿的重大技术难题,为了解决我国这一问题,20世纪80年代开始在近10个煤矿开展了离层注浆减沉试验,取得了一定效果,但由于其实际减沉率达不到建筑物保护的要求,通过离层注浆开采建筑物压煤的技术可行性受到质疑而逐渐被弃用。基于岩层控制的关键层理论和全柱状学术思想研发的覆岩隔离注浆充填技术,2009年率先在淮北矿区成功应用,解决了建筑物压煤开采的难题,应用范围、规模、领域不断扩大。当前,覆岩隔离注浆充填热度有增无减,为促进行业技术健康发展,有必要科学回顾、全面审视发展历程,清晰厘定理论、技术层面的差异,系统论述覆岩隔离注浆充填在理论、技术、实践等方面的创新。在原理层面,鲜明地将技术实质由离层注浆的“寻找离层”扭转到隔离注浆的“压实注浆”,坚定了正确的指导思想与理论方向。从采动覆岩卸荷膨胀累积效应审视发现,离层受到抑制作用,最大量通常小于采高的10%,有些条件下甚至没有,离层注浆将重心放在“离层空间”并加以灌注,实践证明其充填量少、注采比小,难以阻止关键层破断下沉,这是离层注浆减沉效果不及预期的根本原因。覆岩隔离注浆的压实注浆方法,变被动“寻找离层”为主动“挖掘空间”,通过注浆压力的“托上压下”作用,在关键层破断前将其下部卸荷膨胀岩层重新压实,从而产生可注浆充填空间,大幅提高注采比,在采空区中部形成压实支撑体,对关键层结构产生支撑并保持长期稳定性。在原理创新的基础上,从技术层面攻克了往哪注、注多少、怎么注等3方面难题,将压实注浆由抽象理论转化为工艺方法。在注浆层位方面,创新提出了主层位概念,从根本上确保了注浆充填的控沉效果;通过基于关键层位置的裂隙带高度预计等理论方法的运用,确保了注浆充填隔离层的安全性;尤其是在全柱状学术思想的指导下,针对薄基岩厚松散层条件下覆岩结构由基岩关键层向松散层拱结构转移,覆岩隔离注浆的层位也由基岩进化到松散层底界,并取得了实践创新。围绕充填量与注采比的关键技术问题,从理论上阐明了充填物料由固相浆材到液态浆体再到压实固结的过程,进而根据岩层移动规律确定了充填体在空间上呈梯台状的赋存形态,并提出了考虑岩体碎胀与地表沉陷的注采比计算式,回答了能够注多少以及需要注多少的问题,彻底颠覆了以离层量预计充填量的认知。进而,提出了以注采匹配为核心的注浆控制技术,使压实注浆转化为可控的导向注浆,从源头保障了减沉效果;加之注浆钻孔布置等系列设计方法,与钻孔压力、密度、流量参数监测调控的运用,实现了采动黑箱地层中钻孔注浆的长周期健康运行,以及地表沉陷控制效果的稳定性。在系列理论与关键技术支撑下,覆岩隔离注浆将注采比提高到50%以上,地表下沉系数控制在0.1以下,满足了建筑物保护的要求,实现了村庄不搬迁开采(减沉),以及百万吨级煤基固废的综合利用(减排)、含水层保护(减漏)和矿震防治(减震)。发展方向是,针对煤矿固废充填材料不足和“双碳”目标,将CO_(2)作为注浆充填材料,达到减沉、减排、减漏、减震、减碳的“一注五减”效果,实现煤炭资源绿色开采与低碳利用。 展开更多
关键词 覆岩隔离注浆充填 卸荷膨胀累积效应 全柱状 关键层 绿色开采
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基于多源数据融合的特厚煤层综放开采覆岩“两带”高度研究
5
作者 孔令涛 李小明 +3 位作者 李永军 徐锐 徐晓斌 张海松 《煤矿安全》 北大核心 2026年第1期187-198,共12页
为防止采煤工作面覆岩导水裂隙带高度发育至含水层导致工作面发生水害事故,对陈家沟煤矿8514工作面特厚煤层综放开采条件下覆岩导水裂隙带和垮落带(合称“两带”)高度进行了深入研究。8514工作面覆盖岩层主要由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组... 为防止采煤工作面覆岩导水裂隙带高度发育至含水层导致工作面发生水害事故,对陈家沟煤矿8514工作面特厚煤层综放开采条件下覆岩导水裂隙带和垮落带(合称“两带”)高度进行了深入研究。8514工作面覆盖岩层主要由泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成,地质单元结构较为简单,厚煤层的大采高综放开采而导致上覆岩层受到明显的采动破坏,基于地面钻孔实测、经验公式理论计算、数值模拟(^(3D)EC与FLAC^(3D))、相似模拟等多源数据融合,综合分析“两带”的发育高度。研究结果表明:实测结果显示,ZK−1孔的导水裂隙带高度为151.71 m,垮落带高度为87.21 m;经验公式理论计算结果显示,导水裂隙带高度为134.21 m,垮落带高度为53.92 m;数值模拟(采用^(3D)EC与FLAC^(3D)方法)分析结果显示,导水裂隙高度为122.6 m,裂采比为10.66;相似模拟分析结果显示,导水裂隙带高度为135.7 m,裂采比为11.8。以安全生产的角度综合多方面结果得出,导水裂隙带高度为151.71 m,裂采比12.24;垮落带高度87.21 m,垮采比7.03。 展开更多
关键词 多源数据融合 特厚煤层 综放开采 导水裂隙带 垮落带 顶级水害 防治水
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西部弱胶结地层工作面长度效应分析
6
作者 任浩男 付宝杰 涂敏 《中国矿业》 北大核心 2026年第1期181-189,共9页
为分析我国西部弱胶结松软顶板采场存在的工作面长度效应,在力学测试、XRD试验与电镜扫描等岩石特性分析的基础上,结合理论分析和数值模拟对工作面长度效应进行系统研究。研究结果表明:色连二矿2-2中煤层顶板中主要砂岩层强度低、胶结... 为分析我国西部弱胶结松软顶板采场存在的工作面长度效应,在力学测试、XRD试验与电镜扫描等岩石特性分析的基础上,结合理论分析和数值模拟对工作面长度效应进行系统研究。研究结果表明:色连二矿2-2中煤层顶板中主要砂岩层强度低、胶结力弱、抗变形能力差,易发生垮落与压实。其中,覆岩的垮落高度与工作面长度变化呈正相关,工作面长度越大,垮落高度越高,在推进过程中形成的板结构就越短,相应的来压步距也会越小。通过UDEC模拟了不同工作面长度下的垮落高度与来压步距,当工作面长度由160m变化为300m时,垮落高度从18.18m上升至29.05m,初次来压步距由27.8m减小到25.9m,周期来压步距由14.4m减小至10.5m,工作面长度在超过240m后垮落高度与步距逐渐趋于稳定。基于弱胶结软岩性质建立了压力拱模型,结合对工作面长度效应的分析得到了不同工作面长度下的支架载荷求解公式,确定了支架受力也存在着随工作面长度增加而增大到一定长度稳定的现象。现场实测与理论分析基本一致,研究结果为类似地质条件下工作面长度与支架选择提供了借鉴和参考。 展开更多
关键词 弱胶结 工作面长度效应 断裂步距 数值模拟 压力拱 支架阻力
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我国近距离煤层群开采研究进展与展望
7
作者 康钦容 任渝陵 +3 位作者 张延良 邓荣斌 张卫中 姜永东 《煤炭技术》 2026年第1期74-79,共6页
近距离煤层群安全开采是煤炭高效开发的重要方向,面临地质条件复杂、层间作用显著等挑战。归纳分析了近距离煤层群开采方式方法、煤柱留设、巷道布置和支护技术的研究成果,指出当前存在上行开采机理不明确、复杂地质参数优化不足及支护... 近距离煤层群安全开采是煤炭高效开发的重要方向,面临地质条件复杂、层间作用显著等挑战。归纳分析了近距离煤层群开采方式方法、煤柱留设、巷道布置和支护技术的研究成果,指出当前存在上行开采机理不明确、复杂地质参数优化不足及支护协同机制薄弱等理论瓶颈。未来,需深化上覆关键层失稳机制、大倾角煤柱应力调控及支护协同机理研究,构建安全开采理论体系。研究成果为近距离煤层群安全高效开采,提供系统的理论框架和技术路径。 展开更多
关键词 近距离煤层 开采方式 巷道合理布置 支护
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矿物掺合料胶结充填体强度及渗透特征
8
作者 邱华富 李亮亮 +2 位作者 李宇航 王一洺 何国庆 《西安科技大学学报》 北大核心 2026年第1期115-126,共12页
在“双碳”战略背景下,工业固废资源化利用需求日益增长,矿物掺合料用于充填材料改性意义重大。文中选用钙基膨润土、矿渣粉、硅灰为矿物掺合料,制备充填材料,通过单轴压缩试验、渗透性及孔隙试验、SEM试验等,研究不同矿物掺合料对胶结... 在“双碳”战略背景下,工业固废资源化利用需求日益增长,矿物掺合料用于充填材料改性意义重大。文中选用钙基膨润土、矿渣粉、硅灰为矿物掺合料,制备充填材料,通过单轴压缩试验、渗透性及孔隙试验、SEM试验等,研究不同矿物掺合料对胶结充填体强度及渗透特征的影响。结果表明:矿渣粉对充填体强度提升效果最优,最佳掺量为40%,硅灰次之,最佳掺量为10%,膨润土最弱且存在负效应,掺量超过30%后强度下降;含矿物掺合料充填材料损伤演化分为孔隙压密、微裂隙萌生、裂隙扩展、裂隙贯通4阶段,其破坏程度从大到小依次为含膨润土的充填材料、含硅灰的充填材料、含矿渣粉的充填材料;随着膨润土、矿渣粉和硅灰含量的增加,破坏模式由剪切破坏逐渐向拉伸破坏转变;膨润土容易形成集中分布的大孔隙和裂隙网络,导致孔隙度和渗透率增大,矿渣粉通过强火山灰反应细化孔隙,从而降低渗透率,硅灰具有最优密实度,硅灰掺量大于10%后,因分散性导致局部孔隙发育;强度与孔隙度呈负相关,渗透率与孔隙度呈强正相关,强度与渗透率通过孔隙度中介形成二次负相关。研究为优化充填材料设计、合理选择矿物掺合料及提升矿山开采安全性与经济性提供了理论依据。 展开更多
关键词 胶结充填体 矿物掺合料 损伤演化 破坏特征 渗透特征
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基于数值模拟的采煤工艺优化研究
9
作者 徐宏斌 卫敏 +1 位作者 冀峰 陈炯 《自动化应用》 2026年第1期209-212,216,共5页
针对某煤矿采煤工作面特厚煤层夹矸层厚度大、硬度高,严重影响顶煤放出率的问题,采用数值模拟的方法对该煤矿采煤工艺进行了优化分析。通过建立顶煤冒落规律数值模型、分析夹矸厚度顶煤冒落及不同应力条件下顶煤冒落规律的影响,得出当... 针对某煤矿采煤工作面特厚煤层夹矸层厚度大、硬度高,严重影响顶煤放出率的问题,采用数值模拟的方法对该煤矿采煤工艺进行了优化分析。通过建立顶煤冒落规律数值模型、分析夹矸厚度顶煤冒落及不同应力条件下顶煤冒落规律的影响,得出当夹矸层在煤层中位且厚度大于1 m,或工作面上方12#为采空区时,煤层应进行软化或破碎等措施;通过建立放煤工艺优化数值模型、研究放煤工艺优化方案以及分析放煤工艺优化模拟结果,完成了某煤矿采煤工作面放煤工艺优化,得出了该煤矿工作面当顶板上方为实体煤和采空区时的工艺最优参数。工程实践分析表明,该煤矿采煤工作面顶煤放煤工艺经优化后,顶煤含矸率下降,顶煤放出率显著提高,提升了该煤矿的企业效益,符合采煤工艺优化的要求。 展开更多
关键词 数值模拟 采煤工艺 采空区 顶煤放出率
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固废基灌浆料胶结再生骨料回填体力学性能及损伤演化
10
作者 金佳旭 刘涛 +1 位作者 王超 左胜浩 《绿色矿山》 2026年第1期79-89,共11页
针对矿山采空区回填处置的需求,为实现铁尾矿、建筑垃圾等固体废弃物的协同资源化利用,研究了利用机制砂石粉(MMS)改性水泥–尾矿灌浆料(CTG),制备了胶结再生骨料回填体(RAFB),通过单轴压缩试验与声发射(AE)技术实时监测,系统分析了不... 针对矿山采空区回填处置的需求,为实现铁尾矿、建筑垃圾等固体废弃物的协同资源化利用,研究了利用机制砂石粉(MMS)改性水泥–尾矿灌浆料(CTG),制备了胶结再生骨料回填体(RAFB),通过单轴压缩试验与声发射(AE)技术实时监测,系统分析了不同固体质量分数(MF)和水灰比(W/C)下RAFB的力学性能与损伤演化过程。结果表明:RAFB的抗压强度主要取决于CTG的力学性能和灌注度。声发射参数(振铃计数、能量、b值、AF与RA值)对应力发展的响应具有明显的时变响应规律,能有效表征RAFB的损伤演化。RAFB的破坏过程可分为压实、弹性、塑性屈服和破坏4个阶段,其损伤变量演化呈现缓慢增长与快速增长2阶段特征,最终收敛于完全破坏。基于AF与RA值的分析表明,回填体的破坏以拉伸模式为主,且随W/C增大,拉伸破坏比例由68.3%增至75.6%。研究结果为MMS改性回填体的工程应用与损伤预警提供了理论依据。 展开更多
关键词 机制砂石粉 采空区回填 胶结再生骨料回填体 声发射技术 损伤演化
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隐伏岩溶陷落柱对煤层回采及防治水的影响
11
作者 杨艳涛(文/图) 《能源新观察》 2026年第1期53-54,共2页
隐伏岩溶陷落柱是华北煤田奥陶系灰岩发育区普遍存在的特殊地质构造类型,其形成受区域构造条件、基底岩性组合及地下水长期溶蚀作用共同影响,对煤层回采及矿井防治水安全构成潜在威胁。在同类矿区研究成果与工程实践的基础上,系统分析... 隐伏岩溶陷落柱是华北煤田奥陶系灰岩发育区普遍存在的特殊地质构造类型,其形成受区域构造条件、基底岩性组合及地下水长期溶蚀作用共同影响,对煤层回采及矿井防治水安全构成潜在威胁。在同类矿区研究成果与工程实践的基础上,系统分析了区域水文地质条件及岩溶发育特征,对隐伏岩溶陷落柱的平面分布、垂向发育特征及地球物理响应。针对性提出以综合物探、钻探验证和工程防治相结合的防控思路,可为类似地质条件矿区的安全开采提供参考。 展开更多
关键词 岩溶陷落柱 奥陶系灰岩 煤层回采
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上下煤层工作面协同开采合理错距优化分析
12
作者 党正伟 张宁 +3 位作者 苗星 刘增辉 江海龙 李浩南 《煤炭与化工》 2026年第1期39-43,49,共6页
为研究煤层间距较大,且不属于近距离煤层范畴的上下煤层工作面协调同采的安全错距,以焦家寨煤矿5号和2号煤层同采工作面为研究对象,分析了上下煤层间距与协同开采顶板“三带”关系,提出3种结构模型;研究上下煤层的工作面同采应力扰动,... 为研究煤层间距较大,且不属于近距离煤层范畴的上下煤层工作面协调同采的安全错距,以焦家寨煤矿5号和2号煤层同采工作面为研究对象,分析了上下煤层间距与协同开采顶板“三带”关系,提出3种结构模型;研究上下煤层的工作面同采应力扰动,计算上下煤层工作面开采的垮落带和裂隙带高度,同采工作面合理走向错距。建立FLAC3D数值计算模型,分析错距为10、40、70、100、130、160 m条件下围岩应力分布及位移规律。研究结果表明,5号煤层与2号煤层的间距72.4 m大于5号煤层工作面的垮落带,小于其裂隙带;理论计算获得5号和2号煤层协调同采的合理错距为90 m;工作面随着上下煤层工作面之间错距的减小,下煤层工作面的超前支承压力峰值增加。该研究为同类上下煤层协调同采提供了参考。 展开更多
关键词 同采工作面 合理错距 支承压力 数值模拟 应力扰动
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三软地层建下充填开采技术研究与应用
13
作者 邹玉龙 周景奎 +1 位作者 刘明明 万蕾 《煤矿现代化》 2026年第1期80-87,共8页
梁家煤矿是典型的软岩矿井,建(构)筑物下压煤严重,为解决建下压煤开采问题,积极寻求适合软岩条件的建下充填开采方法。鉴于软岩随采随冒的特性,制约瓶颈是没有充填时间和空间,基于对煤矿安全生产先进适用技术推广目录中连采连充工艺的... 梁家煤矿是典型的软岩矿井,建(构)筑物下压煤严重,为解决建下压煤开采问题,积极寻求适合软岩条件的建下充填开采方法。鉴于软岩随采随冒的特性,制约瓶颈是没有充填时间和空间,基于对煤矿安全生产先进适用技术推广目录中连采连充工艺的不断调研、分析,结合矿井实际,系统阐述了软岩矿井实施充填开采的可行性,通过优化工作面设计、充填工艺、支护工艺、封堵工艺等,有针对性制订了软岩条件下连采连充方案。配合锚杆测力计、顶板离层仪、充填体应力计和位移计等监测方法和工具,针对充填巷双帮、单帮制定差异化支护措施,规避了顶板下沉、帮部片落的风险,经现场应用,解决了软岩顶板维护问题,开创软岩矿井充填开采的先河,填补软岩充填开采技术空白,形成一套采用固体废物实施绿色开采关键技术。 展开更多
关键词 软岩充填 随采随冒 差异化支护 连采连充
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正断层下盘工作面合理保护煤柱留设及围岩控制技术研究
14
作者 刘晓明 石光金 +4 位作者 王志乾 范德源 孟兴国 王论 裴洪喜 《煤炭工程》 北大核心 2026年第2期61-69,共9页
梅花井煤矿232206工作面运输巷在断层附近布置回采巷道,在“采动应力+断层构造应力”作用下易发生变形破坏,各阶段围岩变形表现出明显差异,针对回采巷道变形破坏的问题,首先采用UDEC数值模拟方法研究合理断层保护煤柱宽度留设问题,获得... 梅花井煤矿232206工作面运输巷在断层附近布置回采巷道,在“采动应力+断层构造应力”作用下易发生变形破坏,各阶段围岩变形表现出明显差异,针对回采巷道变形破坏的问题,首先采用UDEC数值模拟方法研究合理断层保护煤柱宽度留设问题,获得了不同断层保护煤柱宽度下断层“活化”的特征和规律。由研究结果可知,断层保护煤柱小于50 m时对232206工作面开采,断层会产生活化现象,得出随着断层煤柱宽度减小,断层附近的垂直位移逐渐增大,垂直位移范围降低,即断层随着断层煤柱宽度减小活化越明显,活化位置越低。发现60 m断层保护煤柱比30 m断层保护煤柱下断层处垂直应力减小34.5%。然后,通过尖点突变理论揭示了断层保护煤柱塑性区与断层保护煤柱的关系,发现当煤柱宽度与煤柱单侧屈服带宽度之比1.5时为合理断层保护煤柱尺寸,根据现场数据计算出合理的断层保护煤柱尺寸为51.66 m。最后,基于对不同断层煤柱尺寸下回采巷道的变形规律的研究,采用卸-支协同思想设计了232206工作面运输巷道控制技术方案。设置对照实验对控制技术进行验证,通过对试验段和对照段测点监测数据分析,巷道围岩变形控制效果明显,平均变形量减小58.55%。 展开更多
关键词 正断层 保护煤柱 尖点突变理论 断层活化 卸-支协同
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煤矿井防治水用新型聚氨酯注浆材料研究
15
作者 何继 《化学工程师》 2026年第2期94-97,108,共5页
为了提高煤矿井涌水的封堵治理效率,保障煤矿井的安全生产,以聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、三亚乙基二胺(TEDA)、阻燃剂ZR-2、多异氰酸酯(PM-200)和有机锡催化剂(T12)为主要原料,制备出一种适合煤矿井防治水用的阻燃型聚氨酯注浆材料。考... 为了提高煤矿井涌水的封堵治理效率,保障煤矿井的安全生产,以聚醚多元醇A、聚醚多元醇B、三亚乙基二胺(TEDA)、阻燃剂ZR-2、多异氰酸酯(PM-200)和有机锡催化剂(T12)为主要原料,制备出一种适合煤矿井防治水用的阻燃型聚氨酯注浆材料。考察了阻燃剂ZR-2加量对注浆材料阻燃性能、耐热性能和力学性能的影响,并评价了注浆材料的耐老化性能。结果表明,阻燃剂ZR-2的质量分数越大,注浆材料的极限氧指数越高,阻燃性能和耐热性能越优异,抗压强度、抗折强度、抗剪强度和黏结强度则均呈“先增大后减小”的趋势。当阻燃剂ZR-2的最佳质量分数为8%时,阻燃型聚氨酯注浆材料具有良好的阻燃性能、耐热性能和力学性能。另外,阻燃型聚氨酯注浆材料的耐老化性能也比较好,在80℃条件下老化11d后仍能保持较高的抗压强度。研究结果表明,阻燃型聚氨酯注浆材料的综合性能优良,能够满足煤矿井防治水施工对注浆材料性能的要求。 展开更多
关键词 煤矿井 防治水 阻燃剂 聚氨酯注浆材料 力学性能
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煤矿大倾角工作面安全高效开采技术的运用
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作者 郭庆春 《科技创新与应用》 2026年第2期161-164,共4页
该文以高家梁煤矿为例,对煤矿大倾角工作面的安全高效开采技术展开探析。首先分析工程概况,并采用模拟分析的方法,对大倾角工作面采场覆岩活动规律展开探讨,分析开采深度为不同时,采场覆岩移动特征变化,并对工作面倾斜方向的采场覆岩活... 该文以高家梁煤矿为例,对煤矿大倾角工作面的安全高效开采技术展开探析。首先分析工程概况,并采用模拟分析的方法,对大倾角工作面采场覆岩活动规律展开探讨,分析开采深度为不同时,采场覆岩移动特征变化,并对工作面倾斜方向的采场覆岩活动规律进行总结。然后搭建大倾角工作面安全高效开采技术体系,依次介绍大倾角工作面稳定性控制技术、防片帮冒顶控制技术、安全高效过断层技术的具体应用方法。最后通过矿压实测,判断此技术体系的应用效果。结果表明,该文所提出的开采技术体系,可有效防范大倾角工作面开采作业安全事故,能够保障开采作业安全、高效、科学推进。 展开更多
关键词 煤矿大倾角工作面 安全开采 开采技术 模拟分析 开采深度
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深部煤炭资源开采中矿建工程的关键问题及对策
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作者 王斌 《中国煤炭工业》 2026年第2期62-63,共2页
我国已探明深部煤炭资源量超5.9万亿吨,千米以深资源量占50%以上。随着浅部煤炭资源日渐枯竭,深部开采已成为保障能源安全的必然选择。深部开采矿建工程面临“三高一扰动”的极端环境,衍生出冲击地压、围岩失稳、热害等核心技术难题。... 我国已探明深部煤炭资源量超5.9万亿吨,千米以深资源量占50%以上。随着浅部煤炭资源日渐枯竭,深部开采已成为保障能源安全的必然选择。深部开采矿建工程面临“三高一扰动”的极端环境,衍生出冲击地压、围岩失稳、热害等核心技术难题。江苏省作为东部老矿井集中区域,其深部矿建工程积累的灾害防控经验具有典型性。因此,要基于岩层控制理论与热害治理原理,系统剖析关键问题的形成机制,构建“监测—预警—治理”一体化技术框架,并结合工程实践案例阐述支护加固、智能防冲、热害控制等技术的应用成效,为同类条件下矿建工程提供理论支撑与实践参考。 展开更多
关键词 围岩失稳 深部煤炭资源 矿建工程 岩层控制理论
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急倾斜煤层开采技术在乌兹别克斯坦煤矿的研究与应用
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作者 吕礼国 《煤炭科技》 2026年第1期115-118,共4页
急倾斜煤层开采是煤矿开采中的一大技术难题,尤其是地质条件复杂的地区。乌兹别克斯坦作为中亚重要的煤炭生产国,其煤矿普遍存在煤层倾角大、地质构造复杂等特点,给煤炭开采带来了巨大挑战。近年来,随着煤炭需求的增长和开采深度的增加... 急倾斜煤层开采是煤矿开采中的一大技术难题,尤其是地质条件复杂的地区。乌兹别克斯坦作为中亚重要的煤炭生产国,其煤矿普遍存在煤层倾角大、地质构造复杂等特点,给煤炭开采带来了巨大挑战。近年来,随着煤炭需求的增长和开采深度的增加,乌兹别克斯坦煤矿急倾斜煤层开采问题日益突出,亟须开展针对性技术研究和应用实践。针对乌兹别克斯坦煤矿急倾斜煤层开采面临的技术难题,以Angren煤矿为研究对象,在分析其地质特征、开采现状的基础上,提出了适用于该矿的急倾斜煤层开采技术方案,并进行了实践应用。应用结果表明,该技术方案有效提高了煤炭开采效率和安全,为类似地质条件下的煤炭开采提供了参考和示范。 展开更多
关键词 伪倾斜 乌兹别克斯坦 长壁 急倾斜煤层
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铜矿中段顶柱回采工艺优化研究
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作者 兰瑞 《资源信息与工程》 2026年第1期61-64,共4页
为解决铜矿中段顶柱回采的顶板不稳定、资源浪费及成本偏高问题,以L铜矿为研究对象,结合UDEC数值模拟,从进路宽度与充填方式两方面优化回采工艺。结果表明:单个进路宽度应控制在5.0 m以内,其中进路宽度为3.0 m时应预留3个进路不充填或... 为解决铜矿中段顶柱回采的顶板不稳定、资源浪费及成本偏高问题,以L铜矿为研究对象,结合UDEC数值模拟,从进路宽度与充填方式两方面优化回采工艺。结果表明:单个进路宽度应控制在5.0 m以内,其中进路宽度为3.0 m时应预留3个进路不充填或仅充填无胶结尾矿砂,进路宽度为5.0 m时应在中部预留1~2个不充填进路;推荐采用4#进路不充填(或充填无胶结尾矿砂)的方式。该方案在L铜矿-245 m中段应用后,矿石回收率显著提升,充填成本降低,回采周期缩短7~10 d,效果良好。 展开更多
关键词 铜矿中段 顶柱回采 进路充填 顶板稳定
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煤柱影响区综采工作面安全推进技术
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作者 侯智杰 《凿岩机械气动工具》 2026年第2期115-117,共3页
以厘清矿压演化规律、保障工作面安全推进为目标,分析煤柱影响区应力传递及分布特征,阐述顶板稳定性演化及设备-围岩耦合作用机制,研究包括应力调控及顶板强化加固技术、动态适配推进技术等在内的煤柱影响区综采工作面安全推进关键技术... 以厘清矿压演化规律、保障工作面安全推进为目标,分析煤柱影响区应力传递及分布特征,阐述顶板稳定性演化及设备-围岩耦合作用机制,研究包括应力调控及顶板强化加固技术、动态适配推进技术等在内的煤柱影响区综采工作面安全推进关键技术。应用结果表明,应用相关技术能有效应对煤柱影响带来的安全风险。 展开更多
关键词 煤柱影响区 综采工作面 安全推进技术 顶板稳定性
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