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高速铁路采空区地基“活化”及临界荷载研究
1
作者 高保彬 陈志斌 +4 位作者 任连伟 邹友峰 王昕 朱宏博 任闯难 《河南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期70-76,共7页
目的为了合理预计高速铁路列车动荷载是否会引起下方采空区“活化”的阈值,开展高速铁路采空区地基“活化”及临界荷载研究。方法采用理论分析计算和数值模拟相结合的方法,系统分析高速铁路采空区地基“活化”判定、采空区高速铁路列车... 目的为了合理预计高速铁路列车动荷载是否会引起下方采空区“活化”的阈值,开展高速铁路采空区地基“活化”及临界荷载研究。方法采用理论分析计算和数值模拟相结合的方法,系统分析高速铁路采空区地基“活化”判定、采空区高速铁路列车动荷载及对应的列车速度与轴重的计算。基于高速铁路采空区地基“活化”判定与高速铁路列车动荷载计算,建立采空区高速铁路临界荷载计算方法,应用于工程实践并得到临界荷载,对应得到高速铁路列车临界静轴重与临界速度;通过MIDAS软件进行数值模拟计算,求取导水裂隙带高度和临界荷载范围,验证采空区高速铁路临界荷载计算方法及理论分析计算结果的可行性和正确性。结果结果表明:在高速铁路列车通过采空区地表时,临界荷载为26.60 t。以设计静轴重17 t通过采空区地表时,临界车速为188.24 km/h,以设计速度250 km/h通过采空区地表时,临界静轴重为15.20 t。高速铁路列车以不超过计算的临界荷载26.60 t运行时,采空区地基不易“活化”;若同时以设计速度250 km/h和设计静轴重17 t通过采空区地表时,高速铁路列车荷载29.75 t已超过计算的临界荷载,为保证高速铁路和列车安全,应进行采空区处理。结论研究结果对高速铁路在采空区地表的建设和治理方案选择具有一定的指导价值。 展开更多
关键词 高速铁路 采空区 采空区“活化” 交通荷载 数值模拟
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考虑富水及采空区影响的隧道变形及受力机理研究
2
作者 王晓磊 陈夏衍 +2 位作者 王波 黄宏伟 万明富 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期76-83,共8页
研究富水及采空区影响下隧道变形与受力机理,为复杂环境下隧道建设与运营安全提供参考。应用有限元软件FLAC3D,建立精细化隧道模型,模拟不同工况下隧道开挖后渗流场分布、隧道拱顶和仰拱处位移和衬砌、锚杆的受力机理,研究渗流场与采空... 研究富水及采空区影响下隧道变形与受力机理,为复杂环境下隧道建设与运营安全提供参考。应用有限元软件FLAC3D,建立精细化隧道模型,模拟不同工况下隧道开挖后渗流场分布、隧道拱顶和仰拱处位移和衬砌、锚杆的受力机理,研究渗流场与采空区分别作用与共同作用下隧道变形及受力影响。研究表明:采空区与富水区耦合时,隧道开挖形成的降水漏斗范围更大、周边水压更低,且此时拱顶与仰拱位移、衬砌弯矩、锚杆轴力均最危险。富水条件下,无论有无采空区,均需关注地下水对隧道结构的不利影响;存在采空区时,随围岩等级提升,仰拱先隆起后沉降,高围岩等级工况需加固采空区、强化仰拱与拱脚处理,并重点监测仰拱位移。此外,单一采空区工况需加强拱腰支护,渗流与采空区耦合时则需同步强化拱腰与拱脚支护。 展开更多
关键词 渗流场 采空区 围岩 隧道支护 衬砌内力
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矿山采空区边坡动态稳定性评价方法 被引量：10
3
作者 杜岩 张洪达 +3 位作者 谢谟文 蒋宇静 张明 贾北凝 《工程科学学报》 EI 北大核心 2025年第2期215-223,共9页
矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研... 矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考. 展开更多
关键词 采空区边坡 动态稳定性评价 采空区沉降 锁固段 沉降位移比
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基于帷幕注浆的采空区-路基加固范围优化研究
4
作者 孙振宇 谭浩 +3 位作者 王新 钱远顺 曹金康 杨汝东 《山西建筑》 2026年第1期105-112,共8页
为解决采空区-路基体系失稳问题,优化帷幕注浆加固范围,采用Optum G2构建单层与分层地层二维数值模型,采用极限分析系统埋深比、采空区长度、内摩擦角、荷载宽度比、岩层占比及粘聚力比对最小加固范围的影响。结果表明:单层地层中,埋深... 为解决采空区-路基体系失稳问题,优化帷幕注浆加固范围,采用Optum G2构建单层与分层地层二维数值模型,采用极限分析系统埋深比、采空区长度、内摩擦角、荷载宽度比、岩层占比及粘聚力比对最小加固范围的影响。结果表明:单层地层中,埋深比对加固范围的影响呈非线性,采空区长度、内摩擦角、荷载宽度比与加固范围正相关;分层地层中,浅埋采空区加固范围随岩层占比增大先减后增,深埋则先减后稳定,粘聚力比增大显著减小加固范围。研究成果为采空区上方路基注浆加固设计提供理论依据,提升工程经济性与安全性。 展开更多
关键词 采空区 帷幕注浆 加固范围 极限分析 数值模拟
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多层复合采空区矿井密闭流场受自然风压影响研究
5
作者 陈庆丰 张海洋 赵亚明 《煤炭技术》 2026年第1期152-155,共4页
在地表漏风及自然风压影响下,矿井密闭压差波动较大。为探明密闭内流场受自然风压影响程度,本文以屯宝煤矿为例,根据矿井通风理论,分析了自然风压对密闭的影响,提出了密闭内外漏风流向的判别方法,然后基于SF_(6)示踪气体测漏技术,测定... 在地表漏风及自然风压影响下,矿井密闭压差波动较大。为探明密闭内流场受自然风压影响程度,本文以屯宝煤矿为例,根据矿井通风理论,分析了自然风压对密闭的影响,提出了密闭内外漏风流向的判别方法,然后基于SF_(6)示踪气体测漏技术,测定了矿井密闭漏风量,最后依据密闭内气体浓度及巷道内的有害气体限值,明确了矿井密闭内外压差控制的安全范围。研究结果表明:屯宝煤矿采空区密闭内外安全压差为-200~200 Pa,矿井主通风机安全静压差为517~917 Pa,密闭内流场处于稳定状态,就不会发生采空区有害气体涌出现象。 展开更多
关键词 复合采空区 密闭流场 安全压差 漏风规律 自然风压
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采空区场地光伏电站地基稳定性预测评价
6
作者 周宇 《现代工业工程》 2026年第1期30-33,共4页
为解决煤矿采空区土地资源闲置与光伏电站建设用地需求的矛盾,以鄂尔多斯市某井工煤矿地面采空区为研究对象,结合煤矸石复垦技术,开展光伏电站地基稳定性预测评价研究。通过分析研究区采空区分布、煤矸石复垦层物理力学特性及外部荷载特... 为解决煤矿采空区土地资源闲置与光伏电站建设用地需求的矛盾,以鄂尔多斯市某井工煤矿地面采空区为研究对象,结合煤矸石复垦技术,开展光伏电站地基稳定性预测评价研究。通过分析研究区采空区分布、煤矸石复垦层物理力学特性及外部荷载特征,采用层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合FLAC3D数值模拟,对复垦后场地的地基稳定性进行预测。结果表明:该煤矿8个复垦地块总库容达2537.41万m^(3),可消纳煤矸石3806.12万t,煤矸石经分层压实(深层压实度≥85%)后地基承载力可达200kPa以上;采空区残余沉降量最大为9.2mm,满足光伏支架变形控制要求(≤10mm);8个地块中6个稳定性等级为“优”,2个为“良”,整体稳定性合格率100%。研究证实,煤矸石复垦技术可有效改善采空区场地工程特性,构建的预测评价体系可为同类采空区光伏电站地基设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 采空区 光伏电站 地基稳定性 煤矸石复垦 层次分析法 数值模拟
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煤矿采空区沉陷对建筑施工安全的影响及保护措施
7
作者 马文将 《现代工业工程》 2026年第1期67-70,共4页
为解决煤矿采空区沉陷引发的建筑施工安全问题,以鄂尔多斯市某国有煤矿为研究对象,结合实地勘察数据与工程实践,分析采空区沉陷特征及对建筑施工的安全影响,提出针对性保护措施。结果表明:该煤矿远期采空区沉陷面积达133.83hm^(2),最大... 为解决煤矿采空区沉陷引发的建筑施工安全问题,以鄂尔多斯市某国有煤矿为研究对象,结合实地勘察数据与工程实践,分析采空区沉陷特征及对建筑施工的安全影响,提出针对性保护措施。结果表明:该煤矿远期采空区沉陷面积达133.83hm^(2),最大下沉值1.56m,土地损毁以轻度沉陷为主(权重分值100),沉陷导致的地基不均匀沉降、地层裂隙及边坡失稳,会引发地基承载力不足、建筑结构开裂、施工环境风险加剧等问题;通过“前期勘察+煤矸石分层回填+动态监测”的综合措施,可将沉陷区地基承载力提升至200kPa以上,土壤侵蚀模数控制在500t/(km^(2)・a)以下,有效保障施工安全。研究为煤矿采空区沉陷区建筑施工提供了技术参考,符合“双碳”背景下绿色矿山建设要求。 展开更多
关键词 煤矿采空区 沉陷 建筑施工安全 煤矸石回填 动态监测
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金属非金属矿山地下开采转为露天开采时地下井巷工程和采空区处理方法分析
8
作者 李炳建 《科技与创新》 2026年第1期146-148,共3页
随着地下矿山开采深度的不断增加,矿山开采成本持续攀升,矿山安全生产管理难度日益增大,为实现矿产资源的高效回收利用,不少矿山考虑从地下开采转为露天开采。然而,原有地下矿山开采过程中形成的采空区及其治理情况对露天开采边坡稳定... 随着地下矿山开采深度的不断增加,矿山开采成本持续攀升,矿山安全生产管理难度日益增大,为实现矿产资源的高效回收利用,不少矿山考虑从地下开采转为露天开采。然而,原有地下矿山开采过程中形成的采空区及其治理情况对露天开采边坡稳定影响重大。在地下开采过程中,矿山对生产采空区的处理应与采矿工艺设计一并进行,矿山企业应按照设计要求对生产采空区进行及时处理,但部分矿山对采空区仅进行了简单封闭处理,井下工程也未妥善处理,给地下转露天开采带来严重安全隐患。对此,以海城镁矿集团有限公司金采区为例,深入分析了地下开采转为露天开采时未处理的地下工程和采空区(含溶硐)的处理方法,旨在保障露天开采作业安全。 展开更多
关键词 地下转露天 地下工程 采空区 处理方法
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基于分布式光纤测温的煤矿采空区自燃监测实验研究
9
作者 窦红朝 雷咸锐 《煤》 2026年第1期70-74,共5页
采空区自燃火灾严重影响矿井的安全生产,精准预测火源位置、预报自燃灾害至关重要。鉴于此,本研究提出了一种直观、精准、高效的采空区煤自燃分布式光纤测温技术。为了克服传统光纤在采空区复杂环境中的使用限制,本研究通过实验自主研... 采空区自燃火灾严重影响矿井的安全生产,精准预测火源位置、预报自燃灾害至关重要。鉴于此,本研究提出了一种直观、精准、高效的采空区煤自燃分布式光纤测温技术。为了克服传统光纤在采空区复杂环境中的使用限制,本研究通过实验自主研发了一种适用于煤矿的增强型铠装分布式光纤。针对铠装材料可能对测温精度产生的影响,通过铠装光纤测温校准实验研究,对铠装分布式光纤的测温结果进行了修正,从而提高了测温的精度。为探究该技术的可行性,在山西潞安集团潞宁煤业有限责任公司22117工作面采空区开展了现场试验,温度分析结果同束管监测结果相一致。试验结果显示,分布式光纤测温技术可以实现煤自燃的分级预警以及火源位置的精准探测。 展开更多
关键词 分布式光纤 采空区 煤自燃 预测预报
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基于光纤传感器的煤矿采空区无源水文监测系统设计及应用
10
作者 李柱 《陕西煤炭》 2026年第1期153-156,177,共5页
【目的】针对现有矿用水文监测系统无法在工作面回采空过程中直接将电信号接入采空区,导致无法对采空区水位进行实时监测的问题,设计了基于光纤传感器的煤矿采空区无源水文监测系统。【方法】论述了基于Bragg光栅的液位传感器测量原理... 【目的】针对现有矿用水文监测系统无法在工作面回采空过程中直接将电信号接入采空区,导致无法对采空区水位进行实时监测的问题,设计了基于光纤传感器的煤矿采空区无源水文监测系统。【方法】论述了基于Bragg光栅的液位传感器测量原理和基于波分复用的解调工作原理,并对系统总体方案和解调仪硬件方案进行了设计。监测系统在利民煤矿I030902工作面回采前进行了现场布设,对工作面回采过程中采空区水位进行了实时监测。【结果及结论】监测过程中系统运行稳定可靠,有效地节省了探放水工程量,并提升了采空区积水量计算的准确性。 展开更多
关键词 光纤传感器 波分复用 无源监测 采空区
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近距离煤层群开采条件下采空区顶板垮落漏风通道分布规律研究
11
作者 王玉民 《煤炭技术》 2026年第1期98-103,共6页
以常兴矿二采区5206工作面2^(#)煤层与5^(#)煤层为研究对象,采用理论分析、数值模拟相结合的技术方法,系统探究了近距离煤层开采过程中覆岩漏风通道的演化规律。研究表明,将该工况下不同煤层开采的裂隙发育过程划分为3个阶段,通过剖析... 以常兴矿二采区5206工作面2^(#)煤层与5^(#)煤层为研究对象,采用理论分析、数值模拟相结合的技术方法,系统探究了近距离煤层开采过程中覆岩漏风通道的演化规律。研究表明,将该工况下不同煤层开采的裂隙发育过程划分为3个阶段,通过剖析不同煤层在各裂隙发育阶段的特征差异,针对性地提出了采空区遗煤自燃预防方案,最终从根本控制因素层面,实现了对近距离煤层群采空区煤自燃的主动预测与防控,为类似条件下煤矿安全生产提供技术支撑。 展开更多
关键词 近距离煤层群 采空区遗煤自燃 漏风通道 数值模拟
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定向钻孔加孔中物探技术在采空区超前探查中应用研究
12
作者 代凤强 《价值工程》 2026年第1期139-142,共4页
为适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求,本文采用长距离定向钻探与孔中物探相结合的技术手段,实现了对掘进面前方采空区及其他地质异常体的长距离精准探查。以郭家湾煤矿为例,5-2煤层与上覆5-1煤层采空区的垂直间... 为适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求,本文采用长距离定向钻探与孔中物探相结合的技术手段,实现了对掘进面前方采空区及其他地质异常体的长距离精准探查。以郭家湾煤矿为例,5-2煤层与上覆5-1煤层采空区的垂直间距约为15.89m,采空区积水可能通过裂隙或构造通道涌入5-2煤层巷道,因此在掘进过程中需对上覆采空区及前方富水地质异常区进行有效探查与疏放,以保障巷道安全掘进。本文通过应用定向长钻孔结合孔中瞬变电磁探测技术,实现了对钻孔径向30m范围内富水异常区的精细探测,满足了巷道掘进对前方地质条件长距离、高精度、全方位探查的要求,为巷道安全高效掘进提供了重要技术依据。 展开更多
关键词 采空区 长距离定向钻探 孔中瞬变电磁 巷道快速掘进
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基于瞬变电磁法的煤矿采空区水文地质勘探研究
13
作者 赵晓霞 《陕西煤炭》 2026年第1期118-122,135,共6页
【目的】煤矿开采过程中产生的采空区伴随复杂的水文地质条件,为解决对矿井安全生产构成的严重威胁,【方法】通过分析伊田煤矿采空区的地形地貌、地层岩性、水文地质特征等基本情况,明确了勘探目标和难点,利用瞬变电磁法设计了勘探方案... 【目的】煤矿开采过程中产生的采空区伴随复杂的水文地质条件,为解决对矿井安全生产构成的严重威胁,【方法】通过分析伊田煤矿采空区的地形地貌、地层岩性、水文地质特征等基本情况,明确了勘探目标和难点,利用瞬变电磁法设计了勘探方案。【结果】结果表明,通过实地勘探和数据分析探测出伊田煤矿采空区的水文地质异常区域,包括积水采空区、断裂带等关键信息。【结论】基于研究区地勘资料,验证了基于瞬变电磁法的勘探技术在伊田煤矿采空区水文地质勘探中的有效性,为类似地质条件下的煤田水文地质勘探提供了有益的参考和借鉴。 展开更多
关键词 瞬变电磁法 采空区 水文地质勘探 水文地质异常区域
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U型通风下煤矿综采工作面采空区瓦斯分布规律研究
14
作者 申超 《陕西煤炭》 2026年第1期27-31,44,共6页
瓦斯是煤矿安全的最大威胁,采空区瓦斯是矿井瓦斯主要来源之一。【目的】为掌握U型通风下综采工作面采空区瓦斯分布规律,【方法】以阳泉新景矿3213综采工作面为研究对象,采用FLUENT软件对U型通风综采工作面采空区瓦斯分布进行了数值仿... 瓦斯是煤矿安全的最大威胁,采空区瓦斯是矿井瓦斯主要来源之一。【目的】为掌握U型通风下综采工作面采空区瓦斯分布规律,【方法】以阳泉新景矿3213综采工作面为研究对象,采用FLUENT软件对U型通风综采工作面采空区瓦斯分布进行了数值仿真模拟试验。【结果】受通风、漏风、气体密度、采空区孔裂隙特点等影响,采空区瓦斯在平面和垂直方向上具有显著的分布特征。平面上,进风巷瓦斯浓度低于回风巷,且越向远端,瓦斯浓度逐渐增大,上隅角瓦斯浓度局部聚集。垂直方向上,瓦斯浓度总体表现为上部高、下部低。【结论】研究成果对研究区及地质条件类似邻近矿区U型通风综采工作面采空区瓦斯抽采及防治具有重要理论指导和实践意义。 展开更多
关键词 U型通风 采空区综采工作面 瓦斯分布规律 Fluent数值仿真模拟
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近直立煤层分层开采采空区注低温氮气前后流场分布特征研究
15
作者 姬周飞 龙在海 +3 位作者 李军权 田峰峰 解树亮 王刚 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第5期49-57,共9页
为掌握近直立煤层分层开采条件下复合采空区的流场演化规律,研究上分层开采对下分层工作面采空区气体场与温度场分布的影响。建立了分段开采条件下的采空区三维数值模型,利用PFC颗粒流模拟软件模拟采空区覆岩的垮落和孔隙率分布;使用UD... 为掌握近直立煤层分层开采条件下复合采空区的流场演化规律,研究上分层开采对下分层工作面采空区气体场与温度场分布的影响。建立了分段开采条件下的采空区三维数值模型,利用PFC颗粒流模拟软件模拟采空区覆岩的垮落和孔隙率分布;使用UDF函数将孔隙率分布数据导入到CFD,进行非注氮、注低温氮气复合采空区流场演化的数值模拟,对自燃“三带”分布进行预测,分析漏风情况,以及低温氮气对流场、温度场的动态演化规律;最后,采用现场监测各个区域的CO浓度、温度变化情况,对数值模拟结果进行验证。结果表明:孔隙率较大的区域主要集中于本水平分段采空区两端原进回风巷道部分,复合采空区内的高氧浓度区域主要位于进、回风巷侧,并整体呈现出越靠近采空区深部其氧浓度越低的趋势,对于上分层采空区,高氧浓度区域主要位于终采线及进回风巷上部位置;注低温氮气后,采空区散热带宽度减小1.7~6.4 m,氧化带宽度减小9.6~12.2 m;距离注氮口越近温度降低幅度较大。现场观测显示本分层氧化带宽度显著减小,回风隅角温度降低了16.6℃,CO体积浓度由之前的最大值16.5μL/L逐渐降低至0μL/L;上分层回风隅角的温度由平均32.1℃降低至20.1℃,CO体积浓度由14.0μL/L降低至0μL/L。现场测试结果与模拟结果误差小于5%,验证了研究方法的可行性。 展开更多
关键词 近直立煤层采空区 采空区流场 采空区温度场 低温氮气 数值模拟
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采空区煤自燃与瓦斯复合灾害防控研究进展及挑战 被引量：18
16
作者 秦波涛 马东 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期392-408,共17页
采空区煤自燃与瓦斯复合灾害是煤矿最严重的灾害之一,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。为了进一步提高防控采空区复合灾害的能力,分析了采空区的漏风、瓦斯运移集聚和煤自燃火灾是发生煤自燃与瓦斯复合灾害的主要形成要素,指出了... 采空区煤自燃与瓦斯复合灾害是煤矿最严重的灾害之一,往往会造成重大的人员伤亡和经济损失。为了进一步提高防控采空区复合灾害的能力,分析了采空区的漏风、瓦斯运移集聚和煤自燃火灾是发生煤自燃与瓦斯复合灾害的主要形成要素,指出了复合灾害具有耦合性、隐蔽性、不确定性、动态性、继发性和严重性的主要特征;提出了复合灾害防控技术体系,系统阐述了目前我国在煤自燃与瓦斯复合灾害动态演化特性、复合灾害辨识与预警技术、采空区绿色高效防灭火技术、复合灾害惰化抑爆技术和复合灾害应急处置技术等方面的最新研究成果及进展。但是,随着我国煤矿开采深度和强度的增大,开采环境发生剧烈变化,采空区复合灾害问题也日趋严重复杂,采空区煤自燃诱发瓦斯爆炸的重特大事故仍时有发生。针对采空区煤自燃与瓦斯复合灾害高效防控的迫切需求,通过分析最近发生的采空区煤自燃与瓦斯复合灾害事故,凝练出复合灾害耦合致灾风险的精准预判与评估、复合灾害信息的精准获取、封闭区域的合理选择、灾害区域的精准定位和智能定向处置是当前复合灾害高效防控面临的四大挑战,并提出了相应的研究方向和内容,为防范与遏制采空区煤自燃与瓦斯复合灾害事故、保障我国煤炭安全高效开采提供借鉴。 展开更多
关键词 采空区 复合灾害 煤炭自燃 瓦斯爆炸 灾害防控
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多中段开采复杂采空区群稳定性数值模拟研究 被引量：2
17
作者 张雄天 马炳德 +2 位作者 张春阳 胡凯兵 田小龙 《矿冶工程》 北大核心 2025年第2期26-33,共8页
为评估西部矿业肃北博伦七角井铁矿当前多中段开采采空区稳定性,采用FLAC~(3D)软件模拟矿山开挖过程,重点分析多中段开挖后采空区应力、位移变化情况。结果表明:采空区应力以压应力为主,主要集中于采场顶板、间柱区域,最大压应力约为20 ... 为评估西部矿业肃北博伦七角井铁矿当前多中段开采采空区稳定性,采用FLAC~(3D)软件模拟矿山开挖过程,重点分析多中段开挖后采空区应力、位移变化情况。结果表明:采空区应力以压应力为主,主要集中于采场顶板、间柱区域,最大压应力约为20 MPa,分布在2150 m中段采空区间柱区域;采空区最大沉降位移为20.30 mm,最大水平位移为7.22 mm,采空区整体稳定性良好,但较大规模采空区长期暴露使得矿柱易发生变形、垮落,后续生产过程中应定期排查矿柱变形情况并采取措施加固矿柱。 展开更多
关键词 七角井铁矿 深部开采 多中段 采空区 稳定性 应力 位移 采空区处理
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房柱式采空区矸石似膏体充填料浆流动沉降规律 被引量：1
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作者 邵小平 田创 +4 位作者 刘浪 唐仁龙 李龙清 段明岸 王磊 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第4期202-219,共18页
榆神府矿区开发过程形成了大范围的房柱式采空区,产生了大面积悬顶区域。悬顶区域煤柱经过长时间的自然风化、蠕变等作用,支撑强度弱化,存在失稳破坏的危险,甚至引发矿震灾害。以榆神府矿区某矿房柱式采空区悬顶区域治理为背景,通过搭... 榆神府矿区开发过程形成了大范围的房柱式采空区,产生了大面积悬顶区域。悬顶区域煤柱经过长时间的自然风化、蠕变等作用,支撑强度弱化,存在失稳破坏的危险,甚至引发矿震灾害。以榆神府矿区某矿房柱式采空区悬顶区域治理为背景,通过搭建基于相似理论的房柱式采空区模拟试验平台,对矸石似膏体料浆在房柱式采空区中的流动及沉降规律进行研究。结果表明:充填结束后在充填体表面形成了自进料口至排气孔方向5°左右的自然坡面;靠近进料口处的充实率最高,充实率随流动距离的增加呈降低趋势;料浆中部和下部超声波波速随时间变化呈上升趋势,上部则先减小后缓慢上升;料浆整体具有较优的静态抗离析性能;沿流动方向粗(细)粒径占比逐渐降低(增加),相邻煤柱之间靠近排气孔侧的粒径占比略高;沿竖直方向下部粗(细)粒径占比相对较大(小),上部粗(细)粒径占比相对较小(大);充填试样强度沿流动方向表现出波浪型变化规律,在靠近排气孔侧的强度较高,竖直方向上充填试样强度随深度增加呈上升趋势;充填试样产生宏观缺陷与料浆内部产生的气泡无法顺利排出有关。研究揭示了充填料浆在房柱式采空区中的流动及沉降规律,可为榆神府矿区类似矿井的采空区治理、大面积悬顶隐患消除等提供参考。 展开更多
关键词 房柱式采空区 充填料浆 流动沉降 非均质充填体 强度分布
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基于尖点突变理论的采空区顶板安全厚度的研究 被引量：1
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作者 陈光木 孙春辉 +4 位作者 赵兴 牛小明 陈学军 费汉强 马增 《矿业研究与开发》 北大核心 2025年第3期83-90,共8页
传统理论方法多以半定量分析采空区顶板安全厚度,存在不能全面反映顶板受力情况及其破坏模式等问题,为此将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究中,建立了顶板安全厚度研究模型,推导得到了顶板最小安全厚度公式。基于大宝山矿采空... 传统理论方法多以半定量分析采空区顶板安全厚度,存在不能全面反映顶板受力情况及其破坏模式等问题,为此将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究中,建立了顶板安全厚度研究模型,推导得到了顶板最小安全厚度公式。基于大宝山矿采空区赋存现状,计算得到不同岩性不同跨度条件下采空区顶板安全厚度理论值。最后,采用传统理论与有限元数值模拟的方法对公式进行了验证,研究结果表明:将尖点突变理论引入采空区顶板安全厚度的研究是可行的,推导得到的采空区顶板最小安全厚度公式是合理及可靠的,该矿山微风化灰岩、微风化次应安斑岩、铜硫矿体和砂岩岩组条件下,基于尖点突变理论计算得到的采空区顶板安全厚度分别为7.3 m、12.5 m、9.5 m、22.1 m,可作为现场采空区处置依据。 展开更多
关键词 采空区 尖点突变理论 顶板安全厚度 数值模拟
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