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采矿与岩层控制工程学报 2021年第2期3卷 46-54页

作者：卜滕滕中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对深井厚煤层综放工作面沿空巷道围岩控制困难的问题,以新河煤矿5302工作面沿空巷道为研究对象,采用理论分析、现场实测、微震监测等手段研究了巷道变形和顶板运动的动态响应关系,重构了工作面顶板破断过程,分析了回采巷道变形特征,... 详细信息

针对深井厚煤层综放工作面沿空巷道围岩控制困难的问题,以新河煤矿5302工作面沿空巷道为研究对象,采用理论分析、现场实测、微震监测等手段研究了巷道变形和顶板运动的动态响应关系,重构了工作面顶板破断过程,分析了回采巷道变形特征,建立了回采巷道受力模型,确立了顶板破断与巷道变形的对应关系,得出以下主要结论:5302工作面顶板破断过程存在"大小周期"现象,顶板最大破断高度为70 m,高位岩层(中位基本顶和高位基本顶)的破断是沿空巷道变形加剧的主要原因;在顶板初次破断周期内,巷道围岩变形随着顶板破断高度的增加而持续增加,在周期破断过程中,巷道围岩变形不会持续增加,而是在一个范围内周期性地上下波动;高位岩层破断致使两帮移近量和顶板下沉量达到峰值,但两帮和顶板变形峰值响应的时机不同,两帮移近量峰值显现滞后于高位岩层破断位置,顶板下沉量峰值显现超前于高位岩层破断位置。研究揭示了深井厚煤层沿空巷道围岩变形与顶板岩层运动间的对应关系,可为其围岩控制设计提供参考。

关键词：深部综放工作面沿空巷道顶板运动巷道变形动态响应关系

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深井厚煤层综放面顶板岩层破断结构及其控制研究

深井厚煤层综放面顶板岩层破断结构及其控制研究

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作者：卜滕滕山东科技大学

学位级别：硕士

综放开采己成为我国厚煤层开采首选的采煤方法,不仅在经济上取得了巨大效益,而且在理论与技术研究上也有所突破,尤其在顶板岩层破断、矿压显现规律、支架与围岩关系上进行了大量的研究,并取得了许多成果。但对于深井综放面而言顶板压力... 详细信息

综放开采己成为我国厚煤层开采首选的采煤方法,不仅在经济上取得了巨大效益,而且在理论与技术研究上也有所突破,尤其在顶板岩层破断、矿压显现规律、支架与围岩关系上进行了大量的研究,并取得了许多成果。但对于深井综放面而言顶板压力较大,煤层开采过程中顶板破断结构及采场周围支承压力分布与埋深较小的综放工作面(埋深小于800m)不同,特别是工作面长度不同时,顶板破断结构及工作面支护强度也不同。鉴于此,本文采用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了采宽不同的相邻综放面顶板岩层破断结构、矿压显现规律、超前支承压力分布、支架与围岩关系、回采工作面超前支护等。论文的主要研究内容与研究成果如下:(1)基于矿山压力理论,利用微震监测技术,获得了深井综放面顶板岩层运动规律,对比分析了不等宽综放面(上区段工作面长度为70m、下工作面长度为120m)顶板岩层运动规律的差异性;通过工作面液压支架压力监测,获得了深井不等宽综放面周期来压步距及强度、支架压力大小。(2)通过对比分析微震监测数据与支架压力实测结果,揭示了深井综放面顶板破断高度与支架压力的对应关系。(3)利用钻孔应力计在线实时监测技术,获得了深井综放面超前支承压力分布特征,确定了工作面回采巷道超前支护范围,并探讨了两工作面超前支承压力分布规律的差异性。(4)模拟研究了深井综放面顶板破断规律及超前支承压力演化特征,获得了顶板岩层破断结构及超前支承压力随工作面推进的变化规律。(5)在上述研究的基础上,建立了深井综放面顶板岩层破断结构模型,获得了深井综放面支架工作阻力计算公式,并与现场实测结果进行对比,误差在允许的范围内:通过计算工作面超前支护阻力,设计工作面超前支护参数。

关键词：深井综放面顶板破断支承压力支架压力超前支护

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急倾斜单一薄煤层“两段三平巷”式采煤方法研究

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煤炭技术 2017年第10期36卷 40-42页

作者：卜滕滕王凯山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590

为解决急倾斜单一薄煤层开采效率低、机械设备适应性差等问题,研究出了"两段三平巷"式水平放顶煤采煤方法,同时开采2个分段煤层,工作面沿煤层厚度方向布置,推进方向沿煤层走向推进,实行钻孔松动爆破落煤,并对开采急倾斜薄煤... 详细信息

为解决急倾斜单一薄煤层开采效率低、机械设备适应性差等问题,研究出了"两段三平巷"式水平放顶煤采煤方法,同时开采2个分段煤层,工作面沿煤层厚度方向布置,推进方向沿煤层走向推进,实行钻孔松动爆破落煤,并对开采急倾斜薄煤层的综采机械设备进行了优化设计。

关键词：急倾斜薄煤层两段三平巷综采机械

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深部掘进面冲击地压诱发因素分析及危险区划分

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煤炭技术 2017年第8期36卷 39-41页

作者：张文卜滕滕山东新河矿业有限公司山东嘉祥272400 山东科技大学山东青岛266590

针对新河矿5301掘进面冲击危险性高的问题,分析了诱发掘进面冲击地压的主控因素,计算出了主控因素下煤体的应力集中系数,并建立应力集中系数与煤体冲击程度的关系。提出了用综合应力集中系数K评价掘进面冲击程度的方法,根据评价标准将... 详细信息

针对新河矿5301掘进面冲击危险性高的问题,分析了诱发掘进面冲击地压的主控因素,计算出了主控因素下煤体的应力集中系数,并建立应力集中系数与煤体冲击程度的关系。提出了用综合应力集中系数K评价掘进面冲击程度的方法,根据评价标准将掘进面划分出11个冲击危险区,并对危险区实施了煤层注水和大直径卸压钻孔,避免了掘进面发生冲击灾害。

关键词：深部掘进面煤体应力冲击危险区

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围压效应下煤岩组合体破坏与裂纹发育的细观模拟

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煤矿安全 2017年第11期48卷 45-48,52页

作者：张为民卜滕滕山东新河矿业有限公司山东嘉祥272400 山东科技大学山东青岛266590

为研究不同围压下煤岩组合体破坏和裂纹发育的特征及两者的关系,利用PFC2D对组合体进行了不同围压下的模拟研究。结果表明,随着围压的升高,组合体破坏由脆性转为延性;破坏前剪切裂纹的快速发育是脆性转延性破坏的直接原因;不同围压下煤... 详细信息

为研究不同围压下煤岩组合体破坏和裂纹发育的特征及两者的关系,利用PFC2D对组合体进行了不同围压下的模拟研究。结果表明,随着围压的升高,组合体破坏由脆性转为延性;破坏前剪切裂纹的快速发育是脆性转延性破坏的直接原因;不同围压下煤岩组合体以煤体剪切破坏为主,破坏前剪切裂纹在张拉裂隙面附近快速扩展、发育,占据主导地位,导致了组合体的剪切破坏。

关键词：煤岩组合体 PFC2D试验模拟不同围压组合体破坏裂纹发育

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煤矿安全智能化及其关键技术

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工矿自动化 2021年第9期47卷 108-112页

作者：武福生卜滕滕王璐中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

煤矿安全智能化技术是指与煤矿安全相关的智能化技术,是实现煤矿典型灾害智能感知和精准预警的必要技术手段,也是煤矿安全生产的重要支撑。分析了煤矿安全智能化对煤炭行业发展的重要意义,总结了煤矿安全智能化的研究现状及成果。针对... 详细信息

煤矿安全智能化技术是指与煤矿安全相关的智能化技术,是实现煤矿典型灾害智能感知和精准预警的必要技术手段,也是煤矿安全生产的重要支撑。分析了煤矿安全智能化对煤炭行业发展的重要意义,总结了煤矿安全智能化的研究现状及成果。针对我国煤矿安全智能化发展中存在的技术体系不明、信息融合交互少、技术发展不平衡等问题,构建了煤矿安全智能化体系架构,包括智能传感数字化、设备物联网络化、安全融合智能化等层次,明确了依托煤炭工业互联网实现安全智能化体系建设与信息融合的思路。以传感器的数字化、可靠性等关键技术为切入点,重点分析了安全传感技术的智能化发展问题;提出了推进煤矿安全智能化的数字化、网络化、智能化等关键技术及其发展思路,以推动煤矿安全智能化建设,促进煤炭行业高质量发展。

关键词：煤矿安全智能化智能传感煤炭工业互联网信息融合协同控制

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工作面交叉巷道围岩变形破坏机理研究

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内蒙古煤炭经济 2017年第12期 95-96页

作者：卜滕滕山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590

本文以工作面交叉巷为研究对象,根据交叉巷围岩变形情况,分析了交叉巷道的受力及应力分布特征,可知:交叉点前后40m范围内三角区尖端及巷道帮是加强支护的重点。

关键词：交叉点三角区三角区巷道帮

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边缘计算驱动的瓦斯灾害智能感知方法研究

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煤矿安全 2021年第11期52卷 110-116页

作者：卜滕滕屈世甲武福生张卫国胡然中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对回采面瓦斯单点监测模式存在较多监测盲区及无法展现瓦斯流场分布状态的问题,基于边缘计算技术提出了构建回采面瓦斯体积分数场并视觉显示瓦斯流场以及监测预警瓦斯涌出异常的方法,该方法革新了瓦斯传统监测模式,用面域监测取代单... 详细信息

针对回采面瓦斯单点监测模式存在较多监测盲区及无法展现瓦斯流场分布状态的问题,基于边缘计算技术提出了构建回采面瓦斯体积分数场并视觉显示瓦斯流场以及监测预警瓦斯涌出异常的方法,该方法革新了瓦斯传统监测模式,用面域监测取代单点监测,边缘计算网关替代通用监控分站,实现回采面瓦斯的全覆盖监测及井下就地构建数据场、云图展示和异常起伏捕捉,具体思路如下:通过现场实测数据获得回采面瓦斯“台阶上升”和“渐变上升”的分布特征,据此设计了瓦斯全覆盖的监测方案,借助新型MEMS瓦斯传感器完成瓦斯的全覆盖监测布置系统;监测数据通过无线或有线方式传输至边缘计算网关;边缘计算网关安设在回采巷道内,内嵌数据处理模型、单点瓦斯体积分数异常波动判别模型,数据处理模型构建瓦斯数字场、形成瓦斯动态云图,单点瓦斯体积分数异常判别模型对单点瓦斯体积分数异常起伏进行判断,分区判定模式完成回采面瓦斯异常起伏行为捕捉;最终实现瓦斯体积分数场云图的宏观展示和异常起伏的微观捕捉。

关键词：全覆盖监测边缘计算瓦斯体积分数场视觉显示异常波动捕捉

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采空区联络巷密闭气室围岩稳定性研究

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煤炭技术 2020年第6期39卷 4-7页

作者：卜滕滕邢呈呈天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015 中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015

针对密闭墙变形开裂造成采空区密闭气室漏气问题,以神东某矿采空区密闭气室为研究对象,建立了密闭墙受力力学结构模型,计算了密闭墙支护阻力,根据低应力区范围确定了密闭墙的位置,得到:支护阻力设计不合理和密闭墙位置选取不合适致使密... 详细信息

针对密闭墙变形开裂造成采空区密闭气室漏气问题,以神东某矿采空区密闭气室为研究对象,建立了密闭墙受力力学结构模型,计算了密闭墙支护阻力,根据低应力区范围确定了密闭墙的位置,得到:支护阻力设计不合理和密闭墙位置选取不合适致使密闭墙变形开裂,造成了密闭气室漏气;2个密闭墙支护阻力达到16157 kN才能保持良好密闭效果,最终确定密闭墙1支护阻力为12118 kN,密闭墙2支护阻力为4039 kN;侧向支承压力的低应力区范围是距离采空区煤壁8~13 m,密闭墙2选择距离采空区煤壁8 m处建造,密闭墙1相距密闭墙2大约6 m。

关键词：密闭气室漏气密闭墙支护阻力密闭墙位置

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深井厚煤层综放沿空掘巷煤柱合理尺寸研究

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山东科技大学学报（自然科学版） 2017年第6期36卷 109-116页

作者：卜滕滕宁建国王俊张为民山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590 山东新河矿业有限公司山东嘉祥272400

以山东新河煤矿为研究背景,采用理论分析与计算、数值模拟、现场监测等方法,对深井厚煤层综放面沿空掘巷小煤柱合理尺寸进行研究,建立了深井厚煤层综放面沿空巷道顶板(煤)破断结构模型,计算出上工作面侧向支承压力低应力区范围为13.3m,... 详细信息

以山东新河煤矿为研究背景,采用理论分析与计算、数值模拟、现场监测等方法,对深井厚煤层综放面沿空掘巷小煤柱合理尺寸进行研究,建立了深井厚煤层综放面沿空巷道顶板(煤)破断结构模型,计算出上工作面侧向支承压力低应力区范围为13.3m,小煤柱合理尺寸为5~6m;利用FLAC3D模拟上工作面侧向支承压力分布特征及不同宽度煤柱下小煤柱应力分布特征。结果表明:上工作面侧向低应力区范围为14m;一方面,随煤柱宽度增加,具有承载能力的煤柱宽度增大,另一方面,煤柱上方高应力区范围也在增大,仅5m和6m煤柱顶板高应区的范围较小。现场工业实践选择留5~6m煤柱进行掘巷,由巷道表面位移监测结果知,巷道变形满足工作面回风、运输等生产要求。

关键词：深井厚煤层沿空掘巷低应力区煤柱应力数值模拟

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