检索结果-内蒙古大学图书馆

岩石力学与工程学报 2025年第2期44卷 391-408页

作者：盖秋凯高玉兵何满潮中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 School of Civil and Mechanical Engineering Curtin UniversityPerth Western Australia 6845

随着我国煤层开采深度、强度逐年增加,底板水害愈发成为威胁矿井安全高效生产的制约因素。无煤柱自成巷技术作为一种新型的带压开采方法可以有效降低底板突水风险。为探究无煤柱自成巷带压开采与留煤柱开采的底板破坏差异,首先进行无煤... 详细信息

随着我国煤层开采深度、强度逐年增加,底板水害愈发成为威胁矿井安全高效生产的制约因素。无煤柱自成巷技术作为一种新型的带压开采方法可以有效降低底板突水风险。为探究无煤柱自成巷带压开采与留煤柱开采的底板破坏差异,首先进行无煤柱自成巷底板减损防突水的理论分析,明确其突水防治优势;之后以荣康煤矿11004工作面为工程背景,自主设计以弹簧组与内嵌水袋模拟奥灰含水层、以导升软管与分支管作为导水通道、以特制“切–支–护”一体化装置作为模拟切顶成巷关键装备的二维模型试验系统;通过试验得出不同区域的承压水导升、底板应力及表面位移分布规律;最终,基于试验与理论分析结果,提出综合治理方案。研究表明:(1)控制张拉裂隙是底板突水防治的关键、减少剪切裂隙是避免底板破坏的重点,而降低采动破坏深度是治理突水的根本举措。(2)切顶侧各分支口承压水累积导升体积之和为6.1 mL,相较煤柱侧、陷落柱区域以及工作面中部分别降低84.3,86.4和78.8%;切顶侧底板在整个开挖过程中表现为压应力,而煤柱侧、工作面中部则经历“压–拉–压”的应力状态变化,使得底板破坏严重;煤柱侧与工作面中部均表现为底鼓,切顶侧则表现为压缩,较大正位移更易诱发导水通道,突水危险性较高。(3)无煤柱自成巷开采与区域治理相结合的综合治理方案取得较好应用效果,底板突水危险得到有效控制。

关键词：采矿工程无煤柱自成巷开采底板破坏突水模型试验

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淮北矿区大埋深中厚煤层复合顶板无煤柱自成巷开采技术研究及应用

淮北矿区大埋深中厚煤层复合顶板无煤柱自成巷开采技术研究及应用

引用

作者：何满潮2 殷召元吴玉华王炯2 张义勇郭志飚2 王健刘冬桥2 杨耀文杨军安徽省皖北煤电集团有限责任公司1 中国矿业大学(北京)2 北京中矿创新联盟能源环境科学研究院3

该项目针对淮北矿区埋深大、复合顶板发育、地应力高等特点，通过理论分析、室内实验、数值模拟和现场测试等手段，从覆岩结构力学模型、自成巷关键技术、自成巷工艺设计等方面，对无煤柱自成巷开采技术进行了系统的研究，具体研究内容... 详细信息

标准号: 1800220369

该项目针对淮北矿区埋深大、复合顶板发育、地应力高等特点，通过理论分析、室内实验、数值模拟和现场测试等手段，从覆岩结构力学模型、自成巷关键技术、自成巷工艺设计等方面，对无煤柱自成巷开采技术进行了系统的研究，具体研究内容如下：（1）自成巷覆岩结构力学模型。根据无煤柱自成巷全过程中顶板结构和受力的变化，对成巷不同阶段“切顶短臂梁”受力变形规律与巷道稳定性的相互影响关系进行了分析，建立了无煤柱自成巷悬臂梁-铰接岩梁结构，揭示了自成巷机理。（2）自成巷关键技术研究。开发了高预应力恒阻大变形锚索，借助其高预紧力、高恒阻力和大变形量的独特力学特性，控制围岩变形；开发了定向预裂爆破技术，切断巷道顶板和工作面顶板，阻断应力传递途径；开发了能够适应顶板下沉变形的可缩挡矸结构，挡矸和成巷效果良好。（3）自成巷工艺设计及施工。首先采用高预应力恒阻大变形锚索对顶板进行加强支护；之后，进行超前定向预裂爆破；工作面开采后，在巷旁安装可缩挡矸结构，同时，在巷道内进行临时支护，维护巷道直至覆岩运动稳定。科学发现点：（1）无煤柱自成巷开采技术通过提前切顶，主动改变顶板结构，实现卸压。同时，利用矿山压力和矿山岩体自动成巷，极大的降低了成巷的成本和巷道变形量；（2）研发了高预应力恒阻大变形锚索、定向预裂爆破等关键技术，结合大埋深、复合顶板、断层发育等工程地质条件，制定针对性的联合支护方案和爆破参数，实现了巷道围岩的稳定性控制和切顶卸压；（3）通过室内实验、现场测试等手段，确定了影响可缩挡矸U型钢结构强度和可缩性的参数；提出以可缩挡矸U型钢支架+风筒布+高分子浆液为主体的“柔性一体化防漏风”技术，防止采空区漏风。科学价值：高预应力恒阻大变形锚索提高了初始支护强度，通过自身结构变形实现恒阻和吸能，使围岩快速达到稳定状态；定向预裂爆破技术能够定向断裂岩体，实现了保护巷道顶板、巷道围岩卸压、自动切落成巷的目的。无煤柱自成巷是对传统沿空留巷技术的一次重大革新，通过高预应力恒阻大变形锚索加强支护和定向预裂爆破切落顶板，最终成功留巷，保证了工作面连续开采，实现Y型通风，有助于治理上隅角瓦斯超限，为淮北矿区的瓦斯治理工作提供了新的思路。同行引用及评价。项目成果获国外发明专利5项、国家授权发明专利16项；发表论文数十余篇，其中SCI收录6篇、中文EI收录14篇，14篇中文EI论文被中国知网中的文献引用326次。该项目研究内容系统全面、关键技术独创先进，通过建立顶板结构力学模型，揭示了自成巷机理，优化了自成巷工艺，保证了无煤柱自成巷开采的成功。项目成果在淮北矿区乃至类似条件矿区具有广阔的推广应用前景，经济、社会效益显著。

关键词：无煤柱自成巷开采顶板结构力学瓦斯治理

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榆树泉煤矿厚煤层不易冒落顶板自成巷关键技术研究及应用

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科学与信息化 2022年第2期 156-158页

作者：赵飞库车县科兴煤炭实业有限责任公司新疆库车 842000

本文以榆树泉煤矿1014工作面为工程背景,对1014工作面上顺槽进行切顶卸压自动成巷无煤柱开采试验,通过恒阻大变形锚索设计+顶板预裂切缝设计+留巷段巷道单体支柱π型梁支护及挡矸设计,减小了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采.现场成巷表明... 详细信息

本文以榆树泉煤矿1014工作面为工程背景,对1014工作面上顺槽进行切顶卸压自动成巷无煤柱开采试验,通过恒阻大变形锚索设计+顶板预裂切缝设计+留巷段巷道单体支柱π型梁支护及挡矸设计,减小了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采.现场成巷表明,采用该技术达到预期效果.切顶卸压无煤柱自成巷技术在该矿1014工作面的成功实施,不仅有效解决了矿井接续紧张问题,而且进一步降低了矿井煤炭资源的损失率,有效地提高了资源回收率.

关键词： "长短孔"切顶卸压无煤柱自成巷开采恒阻支护预裂切缝

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