基于高位巷与工作面进回风巷联合卸压的坚硬顶板防冲技术研究 被引量：2

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作者 谭云亮 任文涛 +6 位作者 李青海 殷鹏涛 张修峰 王子郡 陈洋 胡善超 李占海 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第1期65-81,共17页

深埋特厚煤层开采后高位坚硬顶板失稳造成强矿压现象突显,严重威胁矿井安全生产。为探究新型卸压防冲方案,以新巨龙煤矿8302工作面为研究背景,提出了高位巷与工作面进回风巷联合爆破卸压防冲方案。通过理论分析、物理模拟和数值计算相... 深埋特厚煤层开采后高位坚硬顶板失稳造成强矿压现象突显,严重威胁矿井安全生产。为探究新型卸压防冲方案,以新巨龙煤矿8302工作面为研究背景,提出了高位巷与工作面进回风巷联合爆破卸压防冲方案。通过理论分析、物理模拟和数值计算相结合的方法,分析了高位巷爆破与进回风巷爆破协同卸压原理,揭示了高位巷爆破卸压对于坚硬顶板的破断失稳机制,明确了高位巷爆破对于煤层应力场演化特征。针对现场工况条件,设计并实践了高位巷与进回风巷联合爆破卸压及监测方案,取得了显著的卸压效果。结果表明:①高位巷与进回风巷联合卸压,弱化了覆岩结构,使其产生大量裂隙,破坏了其连续性,降低了覆岩承载能力。②高位巷爆破使高位关键岩层初次垮落步距由144 m减小为84 m,周期垮落步距由24~30 m减小为12~24 m。煤层垂直应力由18.1~18.3 MPa减小至16.2~18.0 MPa,最大降幅11.47%,改善了工作面应力分布状况。③设计了8302工作面进回风巷与高位巷联合爆破卸压方案。并从进回风巷表面变形、覆岩应力、顶板深部位移等方面制定了监测方案。④现场工程实践表明:104 J及以上的微震能量事件降幅64.3%,微震事件由改性前的“低频高能”逐渐向改性后的“高频低能”转化。联合爆破卸压后,围岩变形、钻孔应力及锚杆索受力对断层及不规则采空区具有高度的敏感性,而在进入正常阶段后,围岩稳定性得到改善,联合爆破卸压效果显著。为解决大采高坚硬顶板引发的强矿压显现问题提供了理论依据及实践参考。 展开更多

关键词 坚硬覆岩 联合爆破 冲击地压 卸压释能 微震监测

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厚硬覆岩层裂隙-能量链式致灾机制与推进速度阈值优化

2

作者 单鹏飞 李根 +6 位作者 来兴平 段红飞 许慧聪 李杰宇 杨珂 惠聪 蔡咏航 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第9期292-307,共16页

西部井工矿井具有一次采出厚度大、工作面长度长、回采巷道断面大和工作面推进速度快的特点,持续增加的推进速度不仅波及采动裂隙发育扩展,显著影响矿区水资源赋存环境,更易级联诱发厚硬覆岩层弹性能的“高积—突释”,导致巷道围岩持续... 西部井工矿井具有一次采出厚度大、工作面长度长、回采巷道断面大和工作面推进速度快的特点,持续增加的推进速度不仅波及采动裂隙发育扩展,显著影响矿区水资源赋存环境,更易级联诱发厚硬覆岩层弹性能的“高积—突释”,导致巷道围岩持续性大变形、冲击地压、矿震等复合动力灾害频发,亟待揭示西部矿区复合动力灾害发生演化机制的推进速度效应,确定减损控灾合理推进速度阈值。以陕西榆横矿区小纪汗煤矿为工程背景,采用理论分析、试验研究与数值计算等方法,分析现有推进速度下厚硬覆岩层运移状态、反演厚硬覆岩层能量积释事件;研究不同推进速度下厚硬覆岩层“能量-裂隙”级联机制,揭示不同推进速度下开采全周期裂隙组网规律,量化裂隙发育高度、空间分布密度、覆岩损伤比等指标参数与推进速度关系。结果表明:推进速度是促进区域裂隙发育扩展与诱发厚硬覆岩动力事件的主控因素,12m/d推进速度下裂隙扩展区域较大且厚硬覆岩层能量集中现象显著;随着推进速度的增加,裂隙发育高度降低,应力集中区范围减小,峰值应力向工作面端头迁移,动力灾害发生风险增大;厚硬覆岩层能量积聚区沿应力集中区迹线且滞后应力集中区迁移,采动裂隙在岩体释能影响下快速扩展,裂隙与能量间存在链式关联,裂隙带可进一步细化为中部“压实区”与两端“裂隙集中区”,“压实区”裂隙主要经历萌生—发育—贯通—闭合4个阶段,裂隙密度随工作面推进距离增加呈现先上升后下降的变化趋势;覆岩损伤比随推进速度增加持续降低。综合考虑不同推进速度下岩体积能诱灾风险、裂隙发育和覆岩损伤比,确定小纪汗煤矿减损控灾合理推进速度阈值为12~15m/d。 展开更多

关键词 厚硬覆岩 复合动力灾害 推进速度阈值 采动裂隙 能量积释

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“三软”厚煤层开采覆岩多层位离层注浆减沉技术及应用 被引量：5

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作者 郭文兵 吴东涛 +3 位作者 郭明杰 胡玉杭 杨伟强 王比比 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期1-12,共12页

采动覆岩离层注浆中注浆层位精准识别及保护层厚度合理确定,对防治地表沉陷、保护地表建(构)筑物具有重要意义。为了实现覆岩多层位离层精准注浆减沉,基于组合梁理论改进了离层位置判别方法,确定了覆岩多层位离层注浆充填位置;通过弹性... 采动覆岩离层注浆中注浆层位精准识别及保护层厚度合理确定,对防治地表沉陷、保护地表建(构)筑物具有重要意义。为了实现覆岩多层位离层精准注浆减沉,基于组合梁理论改进了离层位置判别方法,确定了覆岩多层位离层注浆充填位置;通过弹性薄板理论,建立了覆岩离层注浆保护层采动岩体结构力学模型;构建了覆岩多层位离层注浆充填空间的等效模型,并根据注浆空间上位岩层和下位岩层破断规律,给出了充填空间的最小和最大总体积;采用概率积分法并结合地表实际监测结果,评价了“三软”厚煤层覆岩多层位离层注浆效果,并对郑州矿区裴沟煤矿22151工作面开展了实例分析。结果表明:钻孔窥视验证了多层位离层注浆位置的准确性,在距煤层152.6 m中粒砂岩底部和距煤层168.6 m处细粒砂岩下方之间成功实施覆岩多层位离层注浆;工作面在开采厚度为7.1 m时,保护层厚度为25.2 m能够实现覆岩离层注浆工作的安全实施;理论计算注浆量为9.5×10^(4)~14.7×10^(4)t,实际工程注浆量约为13.3×10^(4)t,注采比约为0.41;采用覆岩多层位离层注浆开采后,地表最大下沉量为649.8 mm,大部分民房处地表最大水平变形值处于Ⅰ级损害程度内;覆岩多层位离层注浆开采地表沉陷控制效果显著,减沉率约77.91%。 展开更多

关键词 “三软”厚煤层 软硬交互覆岩 覆岩离层 多层位注浆 保护层 沉陷控制

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高位厚硬岩层破断力学机制分析

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作者 林韩祥 冯雪峰 +5 位作者 张强勇 段抗 张修峰 刘传成 陈长鹏 赵钰 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1264-1277,共14页

煤炭是我国的主体能源,是国民经济的压舱石。内蒙古石拉乌素矿区因其特有的高位厚硬岩层赋存特征使得大能量矿震频发,严重制约着煤炭安全开采。大能量矿震的诱因是高位厚硬岩层破断,因此探明不良地质条件下高位厚硬岩层破断的力学机制... 煤炭是我国的主体能源,是国民经济的压舱石。内蒙古石拉乌素矿区因其特有的高位厚硬岩层赋存特征使得大能量矿震频发,严重制约着煤炭安全开采。大能量矿震的诱因是高位厚硬岩层破断,因此探明不良地质条件下高位厚硬岩层破断的力学机制已成为亟待解决的科技难题。以石拉乌素煤矿1206A工作面和1208工作面为研究背景,在Reissner厚板理论的基础上,考虑自重应力场的影响,推导了四边固支厚板的挠度、转角、剪力、弯矩和最大拉应力的解析计算公式;考虑水平地应力场及其转移的影响,建立了高位厚硬岩层破断判据,并基于MATLAB平台编制了厚硬覆岩初次破断步距的计算程序。最终,依托该程序系统研究了工作面宽度、覆岩厚度以及上覆荷载对厚硬覆岩初次破断步距的影响规律。 展开更多

关键词 大能量矿震 高位厚硬岩层 Reissner厚板理论 水平地应力转移 破断判据

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磨砂射流轴向切顶技术防冲机理及效果研究 被引量：2

5

作者 杨光宇 智宝岩 +4 位作者 张晨阳 梁士昌 夏永学 白林 陈学慧 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期27-38,共12页

磨砂射流轴向切顶技术为近些年开发的新技术,其防冲机理研究还不够明确。以大海则煤矿20101工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测等方法,分析了采取磨砂射流轴向切顶技术前后覆岩空间结构特征,研究切顶对厚硬岩层能量聚集和侧向支... 磨砂射流轴向切顶技术为近些年开发的新技术,其防冲机理研究还不够明确。以大海则煤矿20101工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测等方法,分析了采取磨砂射流轴向切顶技术前后覆岩空间结构特征,研究切顶对厚硬岩层能量聚集和侧向支承压力分布规律影响,揭示了磨砂射流轴向切顶技术防冲机理。结论如下:①采取磨砂射流轴向切顶技术后,顶板岩层裂隙增多,致使顶板短边断裂线向前移动,减小或消除了悬臂作用,降低了切顶区域下方的静态支承压力,与此同时,切顶后顶板及时垮落并对上位岩层进行支撑,减少了上位岩层能量聚集和来压产生的动载压力,从而降低了冲击危险;②采用瞬变电磁探测仪和统计疏水孔排水速度方法对切顶前后顶板视电阻率和排水速度进行探测和统计,以评估切顶效果。结果表明,切顶后高位岩层视电阻率显著升高,低位岩层视电阻率局部升高,与此同时疏水孔平均排水量为0.88 m^(3)/h,提高了1.47倍,表明切顶后高低位岩层含水率显著降低,排水速度加快,顶板裂隙明显增加,切顶效果良好;③20101工作面微震和支架阻力监测结果表明:采用磨砂射流轴向切顶技术后,端头顶板及时垮落未出现悬顶作用,支架循环末阻力明显增大,微震事件总能量、总频和大能量事件频次分别下降56.50%、63.02%和33%,微震事件沿走向方向距工作面煤壁增大了30 m、倾向方向频次减少,顶板破裂高度从145 m降至75 m。 展开更多

关键词 冲击地压 坚硬顶板 轴向切顶 载荷三带 覆岩空间结构

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煤柱群下厚硬顶板浅埋工作面开采覆岩运动特征

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作者 白秉哲 刘国磊 +4 位作者 梁文昭 郝喜庆 胡海滨 田利华 吴延成 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期39-49,共11页

为揭示煤柱群下厚硬顶板浅埋工作面开采覆岩运动特征,以高庄煤矿3下303工作面(对应3上煤层为煤柱群支撑顶板的房式采空区)为背景,采用理论分析、数值模拟方法,结合现场监测数据研究了煤柱群下厚硬顶板浅埋工作面覆岩运动特征。研究结果... 为揭示煤柱群下厚硬顶板浅埋工作面开采覆岩运动特征,以高庄煤矿3下303工作面(对应3上煤层为煤柱群支撑顶板的房式采空区)为背景,采用理论分析、数值模拟方法,结合现场监测数据研究了煤柱群下厚硬顶板浅埋工作面覆岩运动特征。研究结果表明,3下号煤层开采过程中受3上号煤层煤柱和矿房影响,煤柱下开采受近距离顶板岩层剪切应力集中影响容易发生帮角顶板破坏,矿房下开采煤柱帮部及其顶、底板岩层剪切应力集中而发生破坏;覆岩运动过程分为厚硬顶板之下岩层破坏、厚硬顶板破坏、基岩整体切落3个阶段,第三阶段覆岩结构不能形成稳定承压拱进而造成矿压显现明显;工作面开采期间微震事件能量整体较小,但事件分布随着厚硬顶板破坏向更高岩层扩展,微震频次、能量均呈增长趋势。煤柱群下厚硬顶板浅埋工作面开采液压支架选型应考虑覆岩整体切落带来矿压升高的风险。 展开更多

关键词 煤柱群 浅埋工作面 厚硬顶板 覆岩运动

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多厚硬顶板岩层下工作面矿压显现规律及防治技术研究 被引量：1

7

作者 张金金 杜航 牛燕熊 《山西煤炭》 2025年第1期50-60,共11页

乌审旗地区的冲击地压矿井受多层厚硬砂岩、高强度开采以及大采高等因素的影响,导致其与我国东部矿井在控制冲击地压方面存在显著差异。以内蒙古鄂尔多斯乌审旗地区母杜柴登30202工作面为研究背景,通过理论分析、现场监测和现场应用等方... 乌审旗地区的冲击地压矿井受多层厚硬砂岩、高强度开采以及大采高等因素的影响,导致其与我国东部矿井在控制冲击地压方面存在显著差异。以内蒙古鄂尔多斯乌审旗地区母杜柴登30202工作面为研究背景,通过理论分析、现场监测和现场应用等方法,探讨了在多层厚硬岩层控制下工作面的覆岩运移全过程;针对母杜柴登矿井30202工作面多硬厚砂岩组的特殊条件,开展了煤层顶板深孔爆破现场实践;通过对爆破区与非爆破区进行钻孔应力分析及微震事件监测分析发现,顶板爆破区矿压显现相对缓和,对于类似工作面双见方等特殊阶段,可以选择性地使用顶板深孔爆破法进行预裂处理,以减小悬顶面积和来压周期,从而降低开采过程中的冲击风险。 展开更多

关键词 多厚硬顶板 矿压显现 覆岩运移 顶板深孔爆破

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浅埋厚基岩坚硬顶板下多关键层综放开采覆岩运移规律

8

作者 李鹏达 杨喜君 +1 位作者 孙强 陈冠霖 《煤炭技术》 2025年第12期237-243,共7页

浅埋煤层广泛存在于我国西北地区,为探究浅埋厚煤层、厚基岩、坚硬顶板、多关键层集中影响下的综放工作面覆岩运移规律,本文以黄玉川煤矿226_(上)03工作面为工程背景,利用数值模拟的方法结合理论计算,对226_上03工作面上覆岩层运移规律... 浅埋煤层广泛存在于我国西北地区,为探究浅埋厚煤层、厚基岩、坚硬顶板、多关键层集中影响下的综放工作面覆岩运移规律,本文以黄玉川煤矿226_(上)03工作面为工程背景,利用数值模拟的方法结合理论计算,对226_上03工作面上覆岩层运移规律进行研究。研究结果表明:226_(上)03工作面上覆岩层存在3层关键层,分别为工作面上覆6~22.19 m处的细粒砂岩,该层为第1层亚关键层,工作面上覆22.19~42.58 m处的含砾细砂岩,该层为第2层亚关键层,工作面上覆92.85~112.91 m的砂质泥岩,该层为主关键层;工作面推进至不同位置时,直接顶、亚关键层、主关键层的垮落对工作面上覆岩层位移产生不同程度的影响,中低位覆岩受亚关键层垮落影响较大,而高位覆岩主要受主关键层垮落影响;第1、第2层亚关键层及主关键层周期垮落步距均满足L≤20 m,理论计算结果表明,3层关键层周期垮落步距分别为18.92、19.19、19.83 m,与数值模拟结果相吻合。上述研究成果可为相似地质条件下煤矿开采提供一定的科学依据。 展开更多

关键词 浅埋厚煤层 厚基岩 坚硬顶板 关键层理论 覆岩运移

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硬厚覆岩正断层附近采动应力演化特征 被引量：42

9

作者 蒋金泉 武泉林 曲华 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第6期881-887,共7页

硬厚覆岩断层影响下采动应力出现奇异性。采用三维数值模拟方法,研究了工作面向正断层推进、上盘工作面沿正断层布置的采动应力演化特征。研究表明:断层显著削弱了硬厚覆岩的采动应力传播,应力阻隔效应十分突出,顶板断层带处于低应力状... 硬厚覆岩断层影响下采动应力出现奇异性。采用三维数值模拟方法,研究了工作面向正断层推进、上盘工作面沿正断层布置的采动应力演化特征。研究表明:断层显著削弱了硬厚覆岩的采动应力传播,应力阻隔效应十分突出,顶板断层带处于低应力状态,底板断层带处于应力集中状态。上盘工作面向正断层推进时,工作面与断层之间覆岩呈"倒楔形",采动应力高,是灾害防治的重点区域;断层外侧覆岩呈"楔形",采动应力低于原岩应力。下盘工作面向正断层推进时,断层两侧采动应力不高。在断层带影响下,工作面端头外侧煤体上形成强承载区。上盘工作面沿正断层走向布置时,在断层煤柱和工作面前方形成高应力集中区,回采巷道采动应力集中突出,是重点治理区域。 展开更多

关键词 正断层 硬厚覆岩 采动应力分布 演化特征

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特厚煤层开采坚硬顶板覆岩结构及其演化特征分析 被引量：47

10

作者 于斌 匡铁军 +1 位作者 杨敬轩 朱卫兵 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期95-104,共10页

特厚煤层开采形成了大空间采场,坚硬顶板断裂扰动波及范围广,工作面来压具有强矿压特征,尤其当煤层顶板“见方”开采期间,采场矿压作用更加强烈。据此,采用现场实测和物理三维相似模拟方法,探讨了特厚煤层开采覆岩扰动高度及坚硬顶板断... 特厚煤层开采形成了大空间采场,坚硬顶板断裂扰动波及范围广,工作面来压具有强矿压特征,尤其当煤层顶板“见方”开采期间,采场矿压作用更加强烈。据此,采用现场实测和物理三维相似模拟方法,探讨了特厚煤层开采覆岩扰动高度及坚硬顶板断裂特征。首先基于现场实测研究分析了覆岩破断失稳规律,实测结果表明,特厚煤层开采过程中,煤层顶板存在超前断裂现象。伴随工作面的推进,顶板初始运动主要是围绕断裂线近区基点旋转下沉,滞后工作面一定距离;地表岩移观测结果表明,特厚煤层顶板分层构成顶板群组并产生组合运动,具有层位运动特点,且伴随工作面推进,层位顶板运动存在阶跃现象。基于地表裂缝形态及钻孔多点岩移观测反演,揭示了特厚煤层开采过程中的顶板断裂及运动特征,认为特厚煤层开采覆岩扰动高度大,坚硬顶板断裂具有转向特征,伴随煤层开采推进,由低位顶板层位的横向“O-X”断裂逐渐向高位硬岩的纵向“O-X”断裂转向;特厚煤层坚硬顶板开始发生断裂转向的临界位置即所谓的煤层开采“见方”区,合理解释了工作面开采的“见方”来压现象;高位顶板纵向断裂尺寸大,扰动影响范围广,是诱发采场强矿压的主要因素,确定了特厚煤层采后覆岩“低-中-高”层位结构的合理性,为大空间采场大小周期及强矿压显现的准确解释提供了依据。 展开更多

关键词 特厚煤层 坚硬顶板 覆岩结构 覆岩运动 见方来压

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坚硬覆岩顶板条件下动力灾害危险性分析 被引量：5

11

作者 潘卫东 李德林 宋文博 《煤炭工程》 北大核心 2014年第1期80-82,86,共4页

宣东煤矿煤层上方存在一层厚达200m的坚硬覆岩,通过理论分析、现场实测等方法,认为坚硬覆岩是其动力灾害发生的主要动力源。坚硬覆岩的跨度随回采工作面的推进而不断增加,聚集大量弹性能,为下方工作面开采埋下很大的动力灾害隐患。在此... 宣东煤矿煤层上方存在一层厚达200m的坚硬覆岩,通过理论分析、现场实测等方法,认为坚硬覆岩是其动力灾害发生的主要动力源。坚硬覆岩的跨度随回采工作面的推进而不断增加,聚集大量弹性能,为下方工作面开采埋下很大的动力灾害隐患。在此基础上结合动力灾害的致因提出具有针对性的防冲防突措施。 展开更多

关键词 动力灾害 坚硬覆岩 防治措施 煤与瓦斯突出 深部开采 高瓦斯矿井

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上软下硬复合地层盾构隧洞开挖面稳定性研究 被引量：30

12

作者 闫军涛 胡潇 刘波 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第2期223-230,I0003-I0010,共16页

为研究上软下硬复合地层盾构隧洞开挖面破坏形式、确定开挖面极限支护力最小值,引入弹性模量比的概念,利用数值模拟技术研究开挖面前方上下土(岩)层弹性模量比对开挖面破坏的影响;对三维梯形楔形体模型进行改进,基于刚体极限平衡原理,... 为研究上软下硬复合地层盾构隧洞开挖面破坏形式、确定开挖面极限支护力最小值,引入弹性模量比的概念,利用数值模拟技术研究开挖面前方上下土(岩)层弹性模量比对开挖面破坏的影响;对三维梯形楔形体模型进行改进,基于刚体极限平衡原理,提出考虑孔隙水压力条件下的部分梯形楔形体模型,并将该计算模型应用于实际工程中;对比Terzaghi松动土压力理论和三维松动土压力理论对极限支护力计算结果的影响。结果表明:1)开挖面前方上下土(岩)体弹性模量比对开挖面破坏有一定影响;2)提出的部分梯形楔形体模型计算结果与数值模拟结果吻合较好;3)采用三维松动土压力理论计算盾构隧洞开挖面上覆土压力,和部分梯形楔形体模型计算上软下硬地层盾构隧洞开挖面极限支护力最小值相对可靠。 展开更多

关键词 盾构隧洞 上软下硬地层 上覆土压力 部分梯形楔形体模型 极限支护力

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多层坚硬顶板综放开采矿压规律及控制技术研究 被引量：22

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作者 朱志洁 王洪凯 +3 位作者 张宏伟 汤国水 兰天伟 高明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第7期1-6,共6页

针对特厚煤层和多层坚硬顶板赋存条件下,工作面易出现液压支架压死、煤壁片帮和沿空巷道围岩变形严重、矿压显现强烈的问题,以同忻煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,对回采巷道和工作面进行矿压显现监测,分析多层坚硬顶板作用下的围岩... 针对特厚煤层和多层坚硬顶板赋存条件下,工作面易出现液压支架压死、煤壁片帮和沿空巷道围岩变形严重、矿压显现强烈的问题,以同忻煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,对回采巷道和工作面进行矿压显现监测,分析多层坚硬顶板作用下的围岩应力和变形规律。研究表明:工作面开采引起的采动应力影响范围较大,多层坚硬顶板作用下覆岩形成了大结构,在其作用下围岩应力和变形表现为"上升突变"和"下降突变"交替出现。研究结果说明了特厚煤层大采出空间和多层坚硬顶板的共同作用是综放工作面强烈矿压显现的主要原因,据此提出了坚硬预裂爆破切顶和沿空巷道恒阻大变形锚杆吸能支护控制技术,可对强矿压进行有效防治。 展开更多

关键词 特厚煤层 多层坚硬顶板 矿压显现 覆岩大结构

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厚硬覆岩地表移动斑裂产生判据研究 被引量：1

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作者 朱学军 赵铁鹏 +2 位作者 郭惟嘉 陈绍杰 魏中举 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第6期26-28,84,共4页

为研究采动地表出现斑裂时工作面开采宽度及斑裂线与工作面的动态关系,以华丰煤矿1409工作面地质条件为背景,建立了厚硬覆岩的力学模型,得出了地表移动斑裂产生的判据。根据判据条件探讨了开采宽度与地表水平方向最大拉应力的关系,随着... 为研究采动地表出现斑裂时工作面开采宽度及斑裂线与工作面的动态关系,以华丰煤矿1409工作面地质条件为背景,建立了厚硬覆岩的力学模型,得出了地表移动斑裂产生的判据。根据判据条件探讨了开采宽度与地表水平方向最大拉应力的关系,随着开采宽度的增大,地表最大拉应力也逐渐增大,当拉应力达到岩石抗拉强度时,岩体沿与拉应力垂直方向产生斑裂,从而得出地表移动产生斑裂时工作面的宽度及斑裂线距工作面的水平距离。经计算,当1409工作面临界开采宽度为127 m时,水平方向最大拉应力即达到了岩石抗拉强度,而工作面实际开采宽度为150 m,实测在距工作面下平巷398 m处产生斑裂,而预测值为410 m,预测值与实测值基本相符。 展开更多

关键词 厚硬覆岩 地表移动 斑裂 力学模型

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坚硬覆岩的结构失稳运动规律及其对冲击地压的影响 被引量：35

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作者 荣海 于世棋 +3 位作者 王雅迪 潘立婷 郭凯鹏 李南南 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第6期12-22,共11页

为研究坚硬覆岩的结构失稳运动规律,以耿村煤矿13200工作面为工程背景,构建坚硬岩层失稳结构模型,对坚硬岩层结构特征、结构形成条件、结构失稳尺度、结构失稳释放能量等进行了分析,并分别给出了相应的计算公式,确定坚硬岩层失稳对冲击... 为研究坚硬覆岩的结构失稳运动规律,以耿村煤矿13200工作面为工程背景,构建坚硬岩层失稳结构模型,对坚硬岩层结构特征、结构形成条件、结构失稳尺度、结构失稳释放能量等进行了分析,并分别给出了相应的计算公式,确定坚硬岩层失稳对冲击地压的控制作用。研究结果表明:13200工作面低位和中位坚硬岩层下方存在自由空间,具备结构形成的条件;高位坚硬岩层下方无自由空间,不具备结构形成的条件。根据13200工作面钻孔柱状及其物理力学参数确定了其上覆岩层关键层个数和所在层位,并对该工作面坚硬岩层结构失稳尺度和失稳能量释放进行了计算,计算结果表明:在13200工作面回采期间,低、中位坚硬岩层初次失稳和周期失稳的释放能量均超过冲击地压发生的临界能量,是工作面发生冲击地压的主要影响因素;高位坚硬岩层上部的巨厚砾岩不会出现垮落失稳而释放冲击能量,不直接控制冲击地压的发生,是工作面发生冲击地压的次要影响因素。确定了13200工作面坚硬岩层结构失稳的防治措施,关键是通过减小低、中位坚硬岩层结构失稳尺度和失稳后释放的能量,以降低冲击地压的发生几率。研究结果可为其他具备类似坚硬岩层条件矿井的冲击地压控制提供重要参考。 展开更多

关键词 坚硬覆岩 结构失稳 矿压显现 能量释放

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坚硬覆岩条件下矿震诱发冲击地压机制与防治技术 被引量：7

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作者 鲁杰 张磊 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第8期165-168,共4页

为了保证济三煤矿53下01工作面的安全回采,采用了理论分析的方法建立了坚硬覆岩矿震诱发冲击地压的模型,根据上覆岩层的运动规律及能量传播过程,对矿震诱发冲击地压的机制进行了研究,并确定了强矿震的辐射区域,在强矿震的辐射危险区域... 为了保证济三煤矿53下01工作面的安全回采,采用了理论分析的方法建立了坚硬覆岩矿震诱发冲击地压的模型,根据上覆岩层的运动规律及能量传播过程,对矿震诱发冲击地压的机制进行了研究,并确定了强矿震的辐射区域,在强矿震的辐射危险区域采用大直径钻孔和顶板预裂技术进行卸压,并采用钻屑法对冲击地压实时监测,结果表明,卸压后危险区域最大钻屑量均未超过临界值(4.0 kg/m),小于冲击极限煤粉量,有效地预防了冲击地压发生的危险。 展开更多

关键词 坚硬覆岩 矿震 冲击地压 机制 防治技术

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高强度综采中至坚硬覆岩裂缝带发育规律研究 被引量：16

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作者 朱伟 《煤炭工程》 北大核心 2011年第1期60-63,共4页

为了研究中硬偏坚硬覆岩高强度综采条件下覆岩裂缝带发育规律,根据潞安矿区王庄煤矿6206工作面开采地质条件,利用现场实测、数值仿真、相似材料模拟等手段综合研究确定了中硬偏坚硬覆岩综放一次采全厚导水裂缝带的发育高度。结合潞安五... 为了研究中硬偏坚硬覆岩高强度综采条件下覆岩裂缝带发育规律,根据潞安矿区王庄煤矿6206工作面开采地质条件,利用现场实测、数值仿真、相似材料模拟等手段综合研究确定了中硬偏坚硬覆岩综放一次采全厚导水裂缝带的发育高度。结合潞安五阳煤矿分层综采裂缝带高度观测资料,分析表明中硬偏坚硬覆岩高强度综采条件下(分层综采和综采放顶煤)覆岩裂缝带高度与M/n成正比更符合现场实际情况,裂高采厚比达到20.2倍,所得经验公式可以用于类似条件下开采覆岩破坏高度预计,获得的裂高可以作为潞安矿区水体下采煤留设保护煤柱及保水采煤方案制定的参考依据。 展开更多

关键词 高强度综采 导水裂缝带 实测 数值仿真 相似材料模拟

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永冻覆岩层下综采工作面坚硬顶板弱化处理技术 被引量：2

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作者 黄庆国 肖洪天 赵军 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第7期35-39,共5页

针对卡洼掌煤矿工作面上覆岩层为永冻岩层,为了保证在该条件下坚硬顶板综采工作面安全生产,在开切眼内向顶板钻孔进行工作面断顶爆破,同时在工作面运输巷和回风巷向顶板布置扇形钻孔进行拉槽截断爆破,在永冻覆岩层下实施了工作面顶板爆... 针对卡洼掌煤矿工作面上覆岩层为永冻岩层,为了保证在该条件下坚硬顶板综采工作面安全生产,在开切眼内向顶板钻孔进行工作面断顶爆破,同时在工作面运输巷和回风巷向顶板布置扇形钻孔进行拉槽截断爆破,在永冻覆岩层下实施了工作面顶板爆破预裂弱化试验,并通过综采工作面安装的KJ27在线监测系统,对顶板弱化处理后的采场矿山压力显现进行监测。监测结果表明:采场顶板初次来压和周期来压步距分别为19、15 m,周期来压步距较顶板弱化前降低50%,避免了工作面大面积悬顶的威胁,防止工作面顶板事故的发生。 展开更多

关键词 永冻覆岩层 坚硬顶板 强制放顶 爆破 岩层运动

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浅埋坚硬厚煤层预采顶分层综放技术研究 被引量：14

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作者 杨俊哲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1108-1116,共9页

为有效解决神东矿区浅埋特厚坚硬煤层开采技术难题,以神东活鸡兔矿井1-2煤层为研究对象,针对浅埋坚硬特厚煤层试验采用上层综采下层综放开采技术,通过数值模拟、相似材料模拟以及理论分析等综合研究方法系统分析了上分层综采对下分层顶... 为有效解决神东矿区浅埋特厚坚硬煤层开采技术难题,以神东活鸡兔矿井1-2煤层为研究对象,针对浅埋坚硬特厚煤层试验采用上层综采下层综放开采技术,通过数值模拟、相似材料模拟以及理论分析等综合研究方法系统分析了上分层综采对下分层顶煤冒放性影响规律,提出了下分层综放工作面"上压下顶"有利于顶煤回收的"采大放小、高阻支架上下扰动"措施。通过试验应用与现场观测,结果表明:顶煤冒放性得到有效改善,支架后方顶煤充分破碎,工作面资源采出率达到87%,且下分层综放工作面压力显现缓和。 展开更多

关键词 浅埋特厚坚硬煤层 上层综采下层综放 顶煤冒放性 矿压规律 活鸡兔矿井

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大同双系开采强矿压显现机理及控制技术探讨 被引量：2

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作者 赵军 《同煤科技》 2019年第1期1-7,53,共8页

本文总结了多年来大同矿区双系煤层开采时的顶板运移规律和控制技术方面的的研究成果;对坚硬顶板强矿压显现的特征、与冲击地压的区别等进行了分析;采用物理模拟、现场微震监测、地面钻孔高精度数字全景成像实测、井下数十个综放工作面... 本文总结了多年来大同矿区双系煤层开采时的顶板运移规律和控制技术方面的的研究成果;对坚硬顶板强矿压显现的特征、与冲击地压的区别等进行了分析;采用物理模拟、现场微震监测、地面钻孔高精度数字全景成像实测、井下数十个综放工作面矿压观测等综合研究手段对工作面强矿压显现的影响因素及机理进行研究的情况,分析了大同矿区双系开采条件下的综放工作面"强矿压显现"机理;介绍了现场经常采用的几种协同弱化改性的坚硬顶板预控技术,可为其他矿区有类似条件的矿井提供参考。 展开更多

关键词 坚硬覆岩 采场 强矿压 显现机理 预控

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