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巨厚煤层开采顶板岩层扰动微震响应规律研究
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作者 常成林 杜元豪 +3 位作者 高宏伟 薛悟强 王印 陈建东 《煤炭与化工》 2026年第3期61-65,共5页
针对我国蒙西地区华北型煤田巨厚煤层综采放顶煤面临的大采高、宽采宽、长走向、覆岩高地应力等现象,以淮南矿业集团西部煤电唐家会煤矿为例,通过对比分析切顶与不切顶回采工作面顶板微震事件的发育,对巨厚主采石炭系煤层回采过程中微... 针对我国蒙西地区华北型煤田巨厚煤层综采放顶煤面临的大采高、宽采宽、长走向、覆岩高地应力等现象,以淮南矿业集团西部煤电唐家会煤矿为例,通过对比分析切顶与不切顶回采工作面顶板微震事件的发育,对巨厚主采石炭系煤层回采过程中微震监测响应规律进行研究,分析微震监测时-空-能综合响应特征。结果表明,对于唐家会煤矿6煤巨厚煤层开采未切顶工作面,微震监测顶板岩层扰动范围较大,可达到15~20倍采高;采取切顶卸压措施工作面,微震监测覆岩破坏约12倍采高,对巨厚煤层开采顶板岩层矿压控制效果明显;切顶卸压可超前构建一个相对低应力区域,避免矿压异常显现动力灾害。 展开更多
关键词 巨厚煤层 顶板覆岩 高位预裂 切顶卸压 矿压显现 微震监测 能量释放
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煤矿大采高工作面顶板破断与覆岩运移规律
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作者 高阳 《煤》 2026年第3期61-65,共5页
针对大采高工作面顶板控制与覆岩运移灾害防治问题,以山西某矿大采高工作面为工程背景,综合运用理论分析、相似模拟实验与现场监测等方法,系统研究了顶板破断机理与覆岩运移规律。研究结果表明:相似模拟实验发现了顶板初次来压步距约为5... 针对大采高工作面顶板控制与覆岩运移灾害防治问题,以山西某矿大采高工作面为工程背景,综合运用理论分析、相似模拟实验与现场监测等方法,系统研究了顶板破断机理与覆岩运移规律。研究结果表明:相似模拟实验发现了顶板初次来压步距约为50 m、周期来压步距约为15~20 m,揭示了覆岩裂隙发育、离层演化及“梯形”冒落区的形成机制。基于梁理论,建立了基本顶破断的力学模型,计算出理论初次来压与周期来压步距分别为53.7 m和21.9 m.现场液压支架工作阻力周期性变化特征显著,理论与实测结果高度一致,验证了相似模拟实验与理论模型的准确性。本研究为大采高工作面顶板稳定性控制及采动灾害预警提供了重要的理论依据和实践指导。 展开更多
关键词 大采高 砌体梁 顶板破断 覆岩运移
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复合顶大采高矸石-膏体协同充填开采关键技术及应用
3
作者 李毛 张国川 +3 位作者 范新川 赵磊 韩泰然 秦建锟 《中国煤炭》 北大核心 2026年第3期42-53,共12页
针对平顶山矿区“三下”压煤资源安全开采及大宗煤矸石规模化处置利用问题,提出了复合顶大采高矸石-膏体协同充填开采技术,研发了一次采全高膏体充填工艺系统,包括破碎加工筛分系统、配比搅拌称量系统、管路泵送系统、自动监测监控系统... 针对平顶山矿区“三下”压煤资源安全开采及大宗煤矸石规模化处置利用问题,提出了复合顶大采高矸石-膏体协同充填开采技术,研发了一次采全高膏体充填工艺系统,包括破碎加工筛分系统、配比搅拌称量系统、管路泵送系统、自动监测监控系统及超前通道留设工艺、架后分段封堵工艺、矸石-膏体协同充填工艺。研制了超前通道掘锚一体机及搭载架间悬挂式抛矸带式输送机的大采高矸石-膏体协同充填支架等配套装备,优化了大采高矸石-膏体协同充填工艺参数,确定了合理充填率与充填步距,实测了大采高矸石-膏体协同充填开采矿压显现特征及充填体受力压缩变形特征,进而探索了大采高矸石-膏体协同充填开采技术,初步构建了复合顶大采高矸石-膏体协同充填开采关键技术体系。通过在平煤十一矿二_(1)(己组)煤层大采高矸石-膏体协同充填开采的工程实践,巷道围岩两帮最大移近量38.8 mm,顶底板最大移近量40.7 mm,地表最大下沉84 mm,最大倾斜为1.34 mm/m,最大曲率为0.099 mm/m^(2),表明大采高矸石-膏体协同充填覆岩控制效果良好,实现了压覆资源安全开采协同固废高效处置利用模式。 展开更多
关键词 膏体密实充填 协同充填开采 覆岩控制效果 大采高充填 复合顶板
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末采期间覆岩破断特征及主回撤通道稳定性研究 被引量:1
4
作者 肖江 王怡辉 +3 位作者 孙亚超 陈航挺 李德桃 张博源 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期108-115,共8页
针对末采期间厚硬基本顶破断影响巷道稳定性的问题,以凉水井煤矿42206工作面为工程背景,运用物理相似模拟试验、理论分析和数值模拟等综合研究方法,在分析末采期间覆岩垮落规律、力学传递机制、应力演化特征影响因素的基础上,采用切顶... 针对末采期间厚硬基本顶破断影响巷道稳定性的问题,以凉水井煤矿42206工作面为工程背景,运用物理相似模拟试验、理论分析和数值模拟等综合研究方法,在分析末采期间覆岩垮落规律、力学传递机制、应力演化特征影响因素的基础上,采用切顶协同控制技术,以实现贯通主回撤通道时基本顶在预想位置破断,保证围岩稳定性的目的。结果表明:基本顶破断位置影响支撑压力大小呈现出“支架后方<巷道上方<实体煤上方”的规律;对比数值模拟研究采用切顶调压可改变基本顶破断位置为支架后方时,主回撤通道围岩应力状态、通道间煤柱裂隙、塑性区范围均处于较小值,保证了贯通期间通道围岩稳定性。 展开更多
关键词 覆岩破断 回撤通道 围岩变形 Voronoi块体 切顶调压
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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 被引量:1
5
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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覆岩离层注浆弱化顶板型防冲机理研究 被引量:1
6
作者 年宾 张宇 +5 位作者 张明 王卫 魏凯祥 朱海虎 袁飞 李达明 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期528-537,共10页
为探究覆岩离层注浆对防冲的影响,采用理论结合实践方法,分析覆岩离层注浆条件下工作面岩层运动及覆岩空间结构分布特征,阐释覆岩离层注浆对冲击地压的控制效果。研究结果表明:覆岩离层注浆充填能增加局部离层空间围岩相互作用,形成“下... 为探究覆岩离层注浆对防冲的影响,采用理论结合实践方法,分析覆岩离层注浆条件下工作面岩层运动及覆岩空间结构分布特征,阐释覆岩离层注浆对冲击地压的控制效果。研究结果表明:覆岩离层注浆充填能增加局部离层空间围岩相互作用,形成“下压+上托”效果,一方面改变局部关键层运移及其能量积聚,另一方面控制整体覆岩空间结构分布及其载荷传递,二者共同构成覆岩离层注浆弱化顶板型防冲的主要原理及形式。通过对比未采用和采用覆岩离层注浆充填工作面回采实践,分析回采过程中相同阶段的应力、微震、钻屑量冲击地压监测指标发现,采用离层注浆工作面的微震事件破裂高度与能级、应力范围及峰值以及钻屑量均有显著下降趋势,防冲效果良好。研究结论为充填开采防冲研究与实践提供参考。 展开更多
关键词 覆岩离层注浆 冲击地压 顶板 覆岩空间结构 微震监测 应力监测 监测对比
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地下水库典型岩体全应力应变过程碎胀-储水特性
7
作者 王汉鹏 张冰 +4 位作者 张玉军 吴宝杨 武洋 李鹏 王鹏 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期120-128,共9页
为探明开采过程中采空区典型岩体碎胀-储水演化特性及内在机制,基于自主研发的岩石三轴流固耦合试验系统推导了岩样碎胀、储水系数同步测试方法,针对粗砂岩、粉砂岩和泥岩开展了三轴加载岩样全应力应变过程碎胀-储水系数测定试验,并采... 为探明开采过程中采空区典型岩体碎胀-储水演化特性及内在机制,基于自主研发的岩石三轴流固耦合试验系统推导了岩样碎胀、储水系数同步测试方法,针对粗砂岩、粉砂岩和泥岩开展了三轴加载岩样全应力应变过程碎胀-储水系数测定试验,并采用核磁共振成像同步获取了岩石内部裂隙空间分布情况。结果表明:3类岩样的碎胀、储水系数随加载进程逐渐增大并趋于稳定,对应应力应变曲线4个阶段呈阶段性梯度变化。其中,储水系数随着应变变化呈现较好的双参数Weibull分布。初始孔隙度在一定程度上影响着新生裂隙扩展形态及岩样储水空间,随着岩样初始孔隙度增大,储水系数在峰前80%及以前呈线性增大关系,之后呈指数增大关系。基于碎胀系数计算的储水系数理论值和试验实测值演化规律一致但数值具有明显差异,最大差值可达0.7%,具有明显的“先碎胀后储水”特征。岩样的碎胀、储水系数受应力加载与初始孔隙度的耦合影响,在加载初期由初始孔隙度主导,逐渐过渡至应力主导,最终由应力及岩体孔裂隙贯穿程度共同决定。 展开更多
关键词 地下水库 顶板覆岩 全应力应变过程 碎胀系数 储水特性
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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
8
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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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:3
9
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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基于梯形塌陷模型的煤层开采覆岩冒落带高度分析 被引量:1
10
作者 张敏 《煤矿现代化》 2025年第2期59-63,69,共6页
针对我国煤层在开采过程中经常发生工作面迎头顶板突水,甚至发生溃砂、突泥事故的问题,基于矿压控制实用理论,以沙坪煤矿13102工作面为研究对象,揭示了断裂线型即导水裂隙带型的工作面迎头突水机理,并推导了煤层开采引起的顶板覆岩冒落... 针对我国煤层在开采过程中经常发生工作面迎头顶板突水,甚至发生溃砂、突泥事故的问题,基于矿压控制实用理论,以沙坪煤矿13102工作面为研究对象,揭示了断裂线型即导水裂隙带型的工作面迎头突水机理,并推导了煤层开采引起的顶板覆岩冒落带演化规律和顶板沉降过程中的应力状态。针对煤矿开采后覆岩冒落带的演化特征,提出了梯形垮落模型来描述覆岩垮落形式,并计算冒落带的高度利用数值模拟验证了理论模型和覆岩冒落带高度计算方法的适用性。 展开更多
关键词 煤层开采 覆盖层失效 梯形坍塌模型 顶板突水
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断层不同盘位下缓倾斜煤层工作面覆岩破断与变形规律研究
11
作者 高志虎 穆国虎 +2 位作者 高文东 牛胜利 汪军琪 《煤炭工程》 北大核心 2025年第11期141-149,共9页
缓倾斜煤层工作面开采进入断层影响区后,支架受力分布不均,回采巷道围岩变形剧烈且破坏严重。为系统揭示该区域工作面覆岩的差异化破坏规律,以枣泉煤矿250602工作面为工程背景,采用理论分析、UDEC数值模拟与现场实测相结合的研究方法,... 缓倾斜煤层工作面开采进入断层影响区后,支架受力分布不均,回采巷道围岩变形剧烈且破坏严重。为系统揭示该区域工作面覆岩的差异化破坏规律,以枣泉煤矿250602工作面为工程背景,采用理论分析、UDEC数值模拟与现场实测相结合的研究方法,根据工作面与断层的空间位置关系,将覆岩结构简化为两端固支梁、一端固支一端简支梁、悬臂梁这三种力学模型,并基于叠加原理求解各模型的顶板挠度解析解,引入屈曲校核准则判定顶板屈曲失稳特性。在此基础上,通过UDEC离散元数值模拟,从覆岩“两带”发育高度、基本顶下沉量及覆岩破坏形态等维度开展对比分析,系统揭示断层影响区缓斜煤层工作面覆岩破坏的演化规律。研究结果表明,当工作面位于断层上盘侧进行开采时,基本顶下沉量较常规开采显著增大,断层影响区岩层垮落形态呈“堆砌”状;当工作面位于断层下盘侧开采时,基本顶下沉量进一步增大,断层区域呈现出整体滑移破坏特征。现场顶板钻孔窥视测试结果与数值模拟结果基本吻合,验证了研究方法的可靠性。 展开更多
关键词 断层影响区 覆岩运移 顶板屈曲 矿压规律 导水裂隙带
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双龙煤矿“110工法”下预裂切顶工作面覆岩裂隙演化特征
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作者 潘伟华 卜熊飞 +1 位作者 杜朋 白康康 《陕西煤炭》 2025年第9期13-20,共8页
在煤炭资源高效开采与绿色矿山建设的双重需求下,无煤柱开采技术因能显著提高资源回收率、降低巷道掘进成本而得到广泛应用。该技术引发的覆岩空间结构动态演化与裂隙网络发育特征,直接决定了卸压瓦斯的运移路径和赋存状态,成为制约矿... 在煤炭资源高效开采与绿色矿山建设的双重需求下,无煤柱开采技术因能显著提高资源回收率、降低巷道掘进成本而得到广泛应用。该技术引发的覆岩空间结构动态演化与裂隙网络发育特征,直接决定了卸压瓦斯的运移路径和赋存状态,成为制约矿井瓦斯精准治理的关键科学问题。针对这一工程难题,该研究通过开展物理相似模拟试验和现场钻孔窥视研究110工法预裂切顶工作面覆岩裂隙演化特征,物理相似试验选取切顶201工作面进行,切顶预留巷道一侧,贯通202采空区后,202采空区贯通201采空区后其裂隙特征;通过钻孔成像仪对切顶201工作面进行覆岩钻孔窥视。结果表明,覆岩中裂隙密度大致呈倾向“驼峰状”分布,在采空区侧,切缝侧裂隙较为密集;上覆岩层中,在距离煤层底板8 m位置出现砌体梁,且在垮落带,201工作面垮落带高度8~10 m,201工作面裂隙带高度50 m,202工作面裂隙带高度46 m,垮落带高度8~10 m;钻孔窥视试验发现1#和2#钻孔稳定性较好,3#和4#钻孔随钻孔窥视深度增加其孔内裂隙增加,孔壁出现破损,在201工作面出现裂隙带最大值高度小于垮落带9.82 m,在9.82~58.93 m之间。研究成果为合理设计瓦斯抽采参数等提供了基础数据和理论支持。 展开更多
关键词 预裂切顶 覆岩裂隙 物理相似模拟 钻孔窥视
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钱营孜煤矿西三采区3_(2)煤覆岩工程岩组特征及采动效应研究
13
作者 汪伟民 李俊 +2 位作者 许继影 李为琦 程龙艺 《宿州学院学报》 2025年第6期58-64,共7页
煤层覆岩工程岩组和采动破坏特征研究对于有效开展顶板防治水工程具有重要意义。文本针对钱营孜煤矿西三采区主采煤层3_(2)煤覆岩岩层赋存规律,分析了3_(2)煤顶板不同岩性岩层的组合特征;利用FLAC3D仿真软件,建立了采区首采面数值模型,... 煤层覆岩工程岩组和采动破坏特征研究对于有效开展顶板防治水工程具有重要意义。文本针对钱营孜煤矿西三采区主采煤层3_(2)煤覆岩岩层赋存规律,分析了3_(2)煤顶板不同岩性岩层的组合特征;利用FLAC3D仿真软件,建立了采区首采面数值模型,预测了采动效应下的塑性破坏高度。研究成果表明:3_(2)煤覆岩岩石质量属“中等的—好的”,岩体属“中等完整—较完整”类型;覆岩岩组发育顶板砂岩特厚型、顶板砂泥岩互层型、泥岩特厚型和顶板直覆砂岩型4种;砂岩与泥岩厚度比值范围为0.22~9.48(平均1.06)。数值模型预测了工作面顶板塑性破坏最大高度为57 m,在正常地层无构造影响下不会导通“底含”,在合理设计并留设防砂煤柱和采取适当防治措施后,可实现煤炭安全开采。研究成果可为类似条件下的其他矿区(井)煤层覆岩破坏规律及顶板防治水防控技术体系研究提供参考。 展开更多
关键词 覆岩岩组结构 采动效应 顶板水害 “两带”高度 钱营孜煤矿
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放顶煤开采覆岩破坏特征相似模拟研究
14
作者 刘殿栋 《煤》 2025年第5期56-60,89,共6页
为明确放顶煤开采法下覆岩破坏特征,以晋能控股安平煤矿为工程背景,利用二维相似模拟试验研究综放工作面覆岩破坏特征,揭示其裂隙演化规律。结果表明:①试验工作面垮落带高度37.10 m,裂隙带高度164.20 m,回采过程中共发生8次来压,初次来... 为明确放顶煤开采法下覆岩破坏特征,以晋能控股安平煤矿为工程背景,利用二维相似模拟试验研究综放工作面覆岩破坏特征,揭示其裂隙演化规律。结果表明:①试验工作面垮落带高度37.10 m,裂隙带高度164.20 m,回采过程中共发生8次来压,初次来压65 m,平均周期来压步距35 m.②煤层回采过程中切眼侧覆岩变形较为严重,顶板支撑压力在超前20~40 m内产生应力集中,采空区中部应力卸载,超前以远趋于原岩应力。③覆岩在各周期来压阶段均呈现“梯形”形态,纵向破断裂隙和横向离层裂隙沿走向均呈“M”型双驼峰状分布。 展开更多
关键词 物理相似模拟 放顶煤开采 覆岩破坏特征 纵向破断 横向离层
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基于数字图像处理技术的垮落法覆岩运移规律相似模拟试验研究
15
作者 冀宇鑫 宋高峰 +1 位作者 张扬 许广辉 《煤炭技术》 2025年第5期14-19,共6页
为了进一步研究垮落法处理采空区的顶板破断特征及覆岩运移规律,采用二维相似模拟实验台设计垮落法,处理采空区相似模拟试验模型,在模拟工作面推进过程中,观测其顶板破断特征及覆岩移动规律,并通过数字图像技术获得覆岩位移云图。研究... 为了进一步研究垮落法处理采空区的顶板破断特征及覆岩运移规律,采用二维相似模拟实验台设计垮落法,处理采空区相似模拟试验模型,在模拟工作面推进过程中,观测其顶板破断特征及覆岩移动规律,并通过数字图像技术获得覆岩位移云图。研究结果表明:当采用垮落法处理采空区时,工作面推进完毕后,覆岩破断次数为4次,覆岩最大位移为10 mm。工作面上方覆岩裂缝数量及种类多,裂缝宽度大,裂缝贯通程度大,裂隙由工作面煤壁向上延展并贯通,采用垮落法处理采空区时,容易发生顶板的整体切落和大幅度回转变形,最终导致覆岩位移增大。同时可以得出,采用数字图像处理技术可以精准捕捉覆岩位移,且覆岩位移云图与工作面实际推进情况基本吻合,因此,该技术也可以用于大面积的相似模拟试验。 展开更多
关键词 相似模拟试验 垮落法 数字图像处理技术 顶板破断特征 覆岩移动规律
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综采临空巷道顶板爆破预裂防冲机制及效果分析
16
作者 闫耀东 陈昆 +3 位作者 赵森 吕飞 郝电伟 史锐 《煤炭工程》 北大核心 2025年第2期86-93,共8页
为深入探讨临空巷道顶板爆破预裂对综采工作面回采期间冲击危险性的影响。以陕西某矿41109工作面为工程背景,采用理论推导和数据分析的方法,研究了临空巷道实施顶板爆破预裂对于降低综采工作面冲击危险性的防冲机制及其卸压效果。得到... 为深入探讨临空巷道顶板爆破预裂对综采工作面回采期间冲击危险性的影响。以陕西某矿41109工作面为工程背景,采用理论推导和数据分析的方法,研究了临空巷道实施顶板爆破预裂对于降低综采工作面冲击危险性的防冲机制及其卸压效果。得到以下结论:临空巷道顶板爆破预裂为良好的局部防治冲击地压的方式,利用该手段使得临空巷道侧向覆岩发生“长臂F→长臂L→短臂L”的结构转化,一定程度上缓和了具有较高冲击风险的工作面临空超前巷道附近煤岩体能量释放频度和强度,避免了高静载与强动载的叠加,从而降低了临空巷道的冲击危险性。在现场实际应用过程中,41109工作面在爆破前后相近时间相同推采距离内,微震事件能量下降12.7%,微震事件频次下降46.2%。截止目前,在所实施顶板爆破预裂区域内,临空巷道的整体围岩变形量减小,工作面超前采动应力影响范围下降;回采时未发生灾害性冲击显现,既验证顶板爆破预裂作为局部防冲手段的可靠性,又可为同类型矿井临空巷道的冲击地压防治提供参考。 展开更多
关键词 临空巷道 顶板爆破预裂 冲击危险性 覆岩结构
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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
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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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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:55
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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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多层坚硬顶板综放开采矿压规律及控制技术研究 被引量:24
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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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特厚煤层区段防水煤柱稳定性评价及保护技术研究 被引量:14
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作者 何团 毛德兵 +2 位作者 黄志增 孙晓冬 张学亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1148-1153,共6页
留设合理宽度的区段煤柱是确保特厚煤层综放工作面顺利接续和安全回采的关键。为确保芦子沟煤矿3107特厚煤层综放工作面仰斜开采过程中,双侧采空煤柱能够稳定承载并有效隔水,分析区段煤柱覆岩结构特征,建立区段煤柱应力计算模型,理论计... 留设合理宽度的区段煤柱是确保特厚煤层综放工作面顺利接续和安全回采的关键。为确保芦子沟煤矿3107特厚煤层综放工作面仰斜开采过程中,双侧采空煤柱能够稳定承载并有效隔水,分析区段煤柱覆岩结构特征,建立区段煤柱应力计算模型,理论计算了双侧采空煤柱应力,结合数值模拟及理论分析手段对煤柱稳定性进行综合评价。通过实施科学合理的深孔爆破切缝卸压方案,降低了3107工作面采动应力对煤柱的影响,优化了煤柱应力环境,提高了煤柱稳定性,保证了3107工作面的安全回采。研究结果对类似开采条件下的区段煤柱宽度确定及坚硬顶板条件下煤柱卸压具有一定意义。 展开更多
关键词 特厚煤层 区段煤柱 覆岩结构 切缝卸压 应力分布 附加应力
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