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薄煤层N00工法巷道顶板控制机理及分区补偿支护技术 被引量：4
1
作者 杨军 刘奔 +5 位作者 王亚军 张俊 侯世林 王育坤 吴星 李宏财 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期602-620,共19页
薄煤层N00工法的提出,革新了传统的煤矿开采模式、关键技术与装备系统,并取得了成功应用。而新开采模式下的巷道围岩控制技术尚不完善,为实现薄煤层N00工法巷道顶板结构的安全稳定,考虑其工艺流程和顶板变形特点,将巷道划分为超前硐室... 薄煤层N00工法的提出,革新了传统的煤矿开采模式、关键技术与装备系统,并取得了成功应用。而新开采模式下的巷道围岩控制技术尚不完善,为实现薄煤层N00工法巷道顶板结构的安全稳定,考虑其工艺流程和顶板变形特点,将巷道划分为超前硐室、垮落成巷两个阶段。并基于Hoek-Brown非线性岩体强度破坏准则,确定了巷道顶板不同阶段的锚杆/索预紧力的计算公式,提出了巷道顶板锚杆/索预紧力及长度设计方法。此外,结合数值模拟研究了不同阶段巷道顶板锚杆/索支护作用机理及不同锚杆/索支护组合对围岩应力分布的影响,揭示了锚杆/索支护关键参数对顶板稳定性的影响机制。最后,综合理论与数值模拟分析结果,提出了分区补偿支护技术,确定了锚杆/索预紧力、长度及选材的设计原则,该技术在现场取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 n00工法 沿空留巷 上限法 支护设计 数值模拟
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无煤柱自成巷N00工法刮板输送机技术研究
2
作者 李清岳 王鹏 《煤矿机械》 2024年第11期48-51,共4页
针对N00工法采煤工艺对刮板输送机的特殊要求,对N00工法刮板输送机整机结构、关键零部件及特殊功能进行详细设计研究,校核分析了机尾推溜状态,加工制造了N00工法刮板输送机试验样机。为实现N00工作面无巷道掘进、无煤柱残留的采留一体... 针对N00工法采煤工艺对刮板输送机的特殊要求,对N00工法刮板输送机整机结构、关键零部件及特殊功能进行详细设计研究,校核分析了机尾推溜状态,加工制造了N00工法刮板输送机试验样机。为实现N00工作面无巷道掘进、无煤柱残留的采留一体化开采提供了技术及装备支撑。 展开更多
关键词 n00工法 刮板输送机 仿真分析
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采矿未来——智能化5G N00矿井建设思考 被引量：36
3
作者 何满潮 王琦 +1 位作者 吴群英 王亚军 《中国煤炭》 2020年第11期1-9,共9页
目前,国内外普遍采用的传统采煤方法为源自英国的长壁开采121工法体系(开采1个工作面,需要提前掘进2条巷道,留设1个煤柱),该采煤方法存在采掘分离、巷道掘进量大以及易造成工作面采掘失衡等问题;在掘进过程中,采用高强支护对抗矿山压力... 目前,国内外普遍采用的传统采煤方法为源自英国的长壁开采121工法体系(开采1个工作面,需要提前掘进2条巷道,留设1个煤柱),该采煤方法存在采掘分离、巷道掘进量大以及易造成工作面采掘失衡等问题;在掘进过程中,采用高强支护对抗矿山压力,易造成冒顶、冲击地压等灾害事故;在开采过程中,留设煤柱不仅浪费宝贵的煤炭资源,而且易造成地表不均匀沉降和生态环境损伤。为了解决上述问题,笔者提出了“切顶短臂梁”理论,利用矿山压力做功与垮落矸石碎胀特性,取消巷道掘进与煤柱留设。研发了配套核心技术与采留一体化装备,形成了无煤柱自成巷N00工法开采体系(开采N个工作面,0巷道掘进,0煤柱留设)。N00工法发展包括5个阶段(1G N00工法~5G N00矿井),利用采留一体化关键技术工艺体系和智能化装备系统,逐步实现“单侧自动成巷,取消采区回采巷道掘进→双侧自动成巷,取消采区准备巷道掘进→简化井底车场,取消大巷掘进→取消矿井通风,将瓦斯灾害变为天然气资源→融合双5G通讯技术,创建远程无人化智慧采矿模式”。同时,笔者还介绍了无煤柱自成巷1G N00工法在陕煤集团陕北矿业柠条塔煤矿的成功应用。 展开更多
关键词 切顶短臂梁理论 智能化矿井 n00工法开采体系 装备体系 工程实践
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井工煤矿开采的110&N00工法探讨与开拓构想 被引量：4
4
作者 赵玉栋 《煤炭科技》 2020年第6期1-5,共5页
何满潮院士团队提出基于"切顶短壁梁"理论的110&N00开采工法(1个工作面需要掘进1条巷道,留设0个煤柱,以及N个工作面0巷道掘进0煤柱留设的开采工法)用于指导我国煤矿的新型无煤柱开拓开采。基于此,根据我国煤炭开采技术的... 何满潮院士团队提出基于"切顶短壁梁"理论的110&N00开采工法(1个工作面需要掘进1条巷道,留设0个煤柱,以及N个工作面0巷道掘进0煤柱留设的开采工法)用于指导我国煤矿的新型无煤柱开拓开采。基于此,根据我国煤炭开采技术的发展历程,探讨110&N00开采工法的现状和发展趋势,将其划分为5个阶段,并对各个阶段的开拓进行构想,同时指出各个阶段工法应用的条件。虽然各阶段工法的应用范畴有限,但并不影响110&N00开采工法在具体应用中体现出的顶板易控制、劳动定员少、资源回收率高的优点。研究结果表明,基于"切顶短壁梁理论"的110&N00开采工法能够最大程度支撑煤矿的智能化发展,是我国煤矿智能化高质量发展的重要方向之一。 展开更多
关键词 110工法 n00工法 切顶短壁梁 无煤柱开采 切顶卸压
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无煤柱自成巷N00工法采留一体化装备与围岩控制关键设计 被引量：14
5
作者 王亚军 何满潮 +4 位作者 王琦 杨军 王建文 刘辉 陈菲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4011-4022,共12页
无煤柱自成巷N00工法是我国自主创新的采煤新工法,其在提高资源采出率、降低巷道掘进量、消减煤柱引起的应力集中等方面具有一定优势。为进一步推进该工法发展,以陕煤柠条塔煤矿N00工法工业性试验为工程依托,从采掘布局、围岩控制、装... 无煤柱自成巷N00工法是我国自主创新的采煤新工法,其在提高资源采出率、降低巷道掘进量、消减煤柱引起的应力集中等方面具有一定优势。为进一步推进该工法发展,以陕煤柠条塔煤矿N00工法工业性试验为工程依托,从采掘布局、围岩控制、装备系统3个方面梳理了N00工法核心设计思路。针对N00工法成巷围岩结构特征,考虑围岩空间结构整体稳定和运动全过程稳定性,提出了“碎胀平衡降压+动静耦合支护”围岩控制设计思路,明确了3个控制对象、4种控制技术、8项设计标准及相关设计内容。基于N00工法“采留一体化”采掘布局设计理念,形成了N00工法采煤装备系统和成巷装备系统布局新设计,明确了N00装备系统关键结构和功能设计内容。工程试验结果表明,采用N00工法设计,采煤装备系统可实现工作面前无巷采煤,成巷装备系统可实现工作面采后同步成巷,突破了传统采掘分离式装备布局模式,实现了采煤过程中无提前掘巷和无留设煤柱。柠条塔煤矿试验工作面留巷长度2 344 m内,巷道顶底板移近量最大145 mm,巷道围岩控制效果良好,完全满足安全生产要求。无煤柱自成巷N00的成功应用,验证了N00工法采留一体化装备和围岩控制关键设计的可行性,为提高矿井采出率、节约煤炭资源,减少巷道掘进、降低开采成本以及缓解采掘接续问题提供了新途径。 展开更多
关键词 采留一体化 围岩控制 n00工法 无煤柱自成巷 切顶卸压
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深部采矿岩石力学进展 被引量：74
6
作者 何满潮 武毅艺 +1 位作者 高玉兵 陶志刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期75-99,共25页
随着煤炭开采日益向深部发展,深部采矿引发的围岩大变形破坏和强冲击动力灾害日益严峻。在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动、强流变及多场耦合的复杂地质力学环境下,深部采场的应力场特征、煤岩体破碎性质、岩层移动及能量的积... 随着煤炭开采日益向深部发展,深部采矿引发的围岩大变形破坏和强冲击动力灾害日益严峻。在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动、强流变及多场耦合的复杂地质力学环境下,深部采场的应力场特征、煤岩体破碎性质、岩层移动及能量的积聚释放规律等均发生了显著变化。针对深部采矿中的岩石力学问题,论述了笔者及团队在深部采煤方法、深部巷道破坏机理与围岩控制、深井热害与地热利用三大方向取得的进展,主要包括:(1)提出了平衡开采理论和实现平衡开采的110/N00工法,进行了千米深井现场工程应用;(2)构建了深部“非均压建井”模式,研发了实现深井稳定提升的SAP系统,形成了可大幅简化井巷工程量和提高矿井采出率的建井方法;(3)研发了多套适用于研究深部岩体在水、高温、高压、结构效应及多场耦合作用下发生宏观破坏的实验系统和可进行微观层面演算的超算系统,揭示了深部软岩大变形破坏机理及多尺度力学特性;(4)研制了深部岩体冲击型和应变型岩爆实验系统,阐述了深部岩体冲击能量沿开挖临空面瞬间释放的非线性动力学行为;(5)提出了深部巷道开挖补偿支护理论,进一步发展了具有高恒阻、高延伸率、强吸能和耐冲击超常力学特性的NPR支护材料和技术;(6)研发了模拟深部高温、高湿和高压环境下的岩体热力学实验系统,提出了热害治理和热能资源化利用方法,建立了深部热害治理与热能综合利用系统(HEMS)。相关研究成果已在深部开采领域得以应用,可为深部采矿面临的复杂岩石力学问题提供借鉴。 展开更多
关键词 深部开采 岩石力学 110/n00工法 巷道变形 围岩控制 矿井热害
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无煤柱自成巷力学原理及其工法 被引量：72
7
作者 何满潮 高玉兵 +1 位作者 盖秋凯 杨军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期19-30,共12页
煤炭是我国的支柱能源,煤炭工业是关系我国能源安全的重要基础产业。长期以来,我国地下煤炭资源开采一直以井工长壁121工法为主,这种开采体系存在煤炭资源浪费、巷道掘进率高、煤柱应力集中等问题。为解决现行开采体系存在的安全、开采... 煤炭是我国的支柱能源,煤炭工业是关系我国能源安全的重要基础产业。长期以来,我国地下煤炭资源开采一直以井工长壁121工法为主,这种开采体系存在煤炭资源浪费、巷道掘进率高、煤柱应力集中等问题。为解决现行开采体系存在的安全、开采成本和煤炭采出率三大瓶颈和突出问题,建立了基于采矿损伤不变量方程的采矿工程模型,分析了无煤柱自成巷力学原理。在此基础上,研发了顶板定向预裂卸压、NPR锚杆/索支护等成巷控制关键技术,实现了“拉得住、切得开、下得来、护得好”的技术目标,形成了无煤柱自成巷110/N00工法开采体系。110工法把采煤与掘进2套工序初步统一起来,使每个采煤工作面减少1条巷道的掘进,实现了无煤柱开采。N00工法则把采煤与掘进2套工序有机统一起来,利用矿压自动成巷,从而取消了回采巷道的掘进,彻底消除了采掘接续紧张的“老大难”问题。现场实践表明,110工法通过超前工作面预裂切顶卸压,利用矿山压力做功和垮落矸石的碎胀性实现留巷围岩自平衡。N00工法革新了原有采煤工艺,改变了传统采煤系统布局,实现了全采区无巷道掘进和无煤柱开采。 展开更多
关键词 无煤柱开采 切顶卸压 110工法 n00工法 沿空留巷 平衡开采
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磨料射流定向切顶系统的设计与研制 被引量：7
8
作者 卢义玉 秦旭前 +3 位作者 汤积仁 章文峰 凌远非 李倩 《重庆大学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期1-13,共13页
N00工法是一种节约资源并能降低开采成本的长壁采煤工法,快速无伤定向切割顶板岩石使采空区顶板垮落是该工法的关键。基于水射流理论与技术,提出了利用磨料射流定向切割顶板的新思路,研究了磨料射流定向切顶系统的结构组成及工作原理,... N00工法是一种节约资源并能降低开采成本的长壁采煤工法,快速无伤定向切割顶板岩石使采空区顶板垮落是该工法的关键。基于水射流理论与技术,提出了利用磨料射流定向切割顶板的新思路,研究了磨料射流定向切顶系统的结构组成及工作原理,设计了水射流喷嘴、切割喷头、定向器、输送机及磨料供给系统等关键部件的结构与尺寸,通过实验优化了磨料射流定向切顶的最优工作参数,并于陕西某矿S1201-Ⅱ工作面进行了顶板切割试验。结果表明,在射流压力25 MPa,喷嘴直径1.5 mm,磨料类型黄沙/石英砂,磨料质量分数3.5%,切割速度4.4 mm/s条件下,系统可在1个循环时间(50 min)、1个步距(840 mm)范围内对7000~8000 mm长度的4孔同步定向切缝,实现对留巷顶板的快速高效定向切割。 展开更多
关键词 沿空留巷 切顶卸压 n00工法 磨料射流 定向切缝
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“一带一路”中的岩石力学与工程问题及对策探讨 被引量：10
9
作者 何满潮 郭鹏飞 《绍兴文理学院学报》 2018年第8期1-9,共9页
丝绸之路经济带是"一带一路"的重要组成,是21世纪战略能源和资源的重要基地.然而,因其交通不便、环境恶劣、地质条件复杂,滑坡、地震、岩爆等地质灾害频发,地下资源开采问题突出,沿线建设过程中岩石力学与岩土工程问题愈加显... 丝绸之路经济带是"一带一路"的重要组成,是21世纪战略能源和资源的重要基地.然而,因其交通不便、环境恶劣、地质条件复杂,滑坡、地震、岩爆等地质灾害频发,地下资源开采问题突出,沿线建设过程中岩石力学与岩土工程问题愈加显著.NPR新材料的研发,突破了锚索拉伸大变形、滑坡监测、巷道支护等的技术约束,避免了由于岩土体大变形而导致锚索断裂、失效现象,研制了具有恒阻、大变形、抗冲击、吸能等显著特性的NPR锚索,取得了岩石力学理论和岩土工程大变形灾害控制的重要突破.基于NPR锚索的牛顿力监测是一种有效的滑坡监测手段,目前已成功预报多次滑坡事故;基于双体灾变力学理论,牛顿力监测方法非常有希望在地震预报监测方面扮演重要的角色.基于NPR锚索支护、聚能爆破等技术的110工法&N00工法,突破了传统采煤方法和技术的约束,已在国内煤矿广泛应用和推广,大幅降低了吨煤成本,提高了煤炭回收率,提高了企业效益,改善了地表开采沉陷.因此,上述岩石力学与工程问题的突破和解决对"一带一路"建设具有重要的战略意义和研究价值. 展开更多
关键词 一带一路 岩石力学 NPR锚索 地质灾害 滑坡监测 110&n00工法
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地下连续开采技术的动力学原理及应用研究 被引量：5
10
作者 乔建永 《煤炭工程》 北大核心 2022年第1期1-10,共10页
为了解决地下开采留设煤柱带来的回采率与离散位移致灾等问题,提出了将井田内工作面之间保护煤柱、末采大巷或上山保护煤柱一并采出的连续开采新思路。在全面分析现有工作面间无煤柱开采技术特征的基础上,提出工作面推进方向上工作面末... 为了解决地下开采留设煤柱带来的回采率与离散位移致灾等问题,提出了将井田内工作面之间保护煤柱、末采大巷或上山保护煤柱一并采出的连续开采新思路。在全面分析现有工作面间无煤柱开采技术特征的基础上,提出工作面推进方向上工作面末采实现无煤柱贯通上山或大巷的新技术;结合最低系统工作面的采煤方法与上一级系统的相关性,形成了"110/N00工法末采无煤柱贯通上山或大巷"在内的连续开采新技术,应用复动力系统理论揭示了连续开采的动力学原理。最后,通过工程案例证实了连续开采技术思路的科学价值和应用价值,从而为井工开采在科研、设计与生产等环节提供新的技术范式。 展开更多
关键词 连续开采 保护煤柱 无煤柱 110/n00工法 负煤柱采法 无煤柱末采
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