为了研究支承压力在底板的传递规律及底板附加应力的分布规律,在分析支承压力分布规律的基础上,运用弹性力学理论建立了底板任意一点附加应力的计算公式,结合某矿地质采矿条件,给出了底板附加应力的等值线图,并分析了底板相对固定点的附加应力与采宽、采深等开采参数的关系。
针对影响要素众多、开采模式可移植性差的煤层气开采创新过程,在系统分析煤层气开采影响因素的基础上,从多要素聚类与组合的角度拓展专利地图的维度,将已有的专利信息进行分解和要素提取,确立了空间维度上的坐标,构建出含时间维、空间维和机理维的多维空间专利地图。通过多维空间专利地图探明了煤层气开采创新的技术密集区、技术稀疏区和技术空...
卧龙湖煤矿8102回采工作面为软厚煤层大采高工作面,采用数值模拟、相似模拟与现场监测相结合的方法对其上覆岩层运移规律进行了分析研究,得出了裂隙带、垮落带高度、裂隙演化及亚关键层破断规律。
为了采用在我国西北地区广泛存在的风积砂作为充填骨料,降低充填成本,并实现榆阳煤矿充填材料的本地化,进行了风积砂的物理力学性能实验,在实验室配合比实验的基础上进行了风积砂在膏体充填材料中的添加应用研究和工业性实验。通过风积砂的添加,使充填材料成本下降了25.6%。不仅取得了较好的经济效益,还实现了对生态环境的合理保护。
参照垂直断面法原理,分析应用垂直断面法设计铁路保护煤柱时的误差,并提出改进方案。为避免通过剖面图求保护煤柱范围时产生的作图误差和步骤复杂问题,将改进的垂直断面法求铁路保护煤柱的方案从图解法转换为数学解析法。通过实例验证,此数学解析法是高效可行的。
为研究煤层开采过程中裂隙演化规律,通过相似模拟实验,分析了模型推进过程中声发射计数率、能数比的时序特征。结果表明:声发射与煤岩层的移动及损伤破裂的演化规律相一致,不同通道声发射表现出差异性特征。
依据煤层气排采实际,基于煤岩破坏出煤粉机理,建立了煤层气井产气通道较近井地带、近井和远井地带破坏出煤粉模型。分析得出较近井地带主要是降压程度大引起的压实破坏,而近井和远井地带主要是流体拖拽引起的拉伸破坏,由此给出了产气通道破坏出煤粉的临界排采参数。结合井筒压力分布模型,建立了煤层气单井多层合采的井底压力和产水量模型,分析了...
采用相似材料模拟试验研究了建筑荷载影响下的条采老采空区覆岩和煤柱失稳破坏过程。研究表明:随着荷载增大,老采空区覆岩和煤柱在附加应力作用下变形破坏,在采空区上方地表加载时,覆岩呈"鼓形"破坏形态,而后岩层断裂垮落;在煤柱上方地表加载时,煤柱受压缩在边界上方发育高角度纵向裂缝,而后采空区覆岩垮落失稳,沿发育的裂缝切冒至地表。
王家岭煤矿地表为凹凸不平山体,煤层埋深较浅,地表山体对工作面回采矿压显现影响明显,导致工作面回采过程中矿压显现异常。通过实验室物理相似模拟试验,研究山体产状以及工作面相对于坡体回采方向对工作面矿压显现的影响。
巨野龙固煤矿开采深度为840 m左右,面临冲击地压灾害威胁。通过对试件实验室岩石力学性能实验,判定煤层冲击倾向性3个指数各自特性,DT为821.6,WET和KE各为1.37和3.86,判定3煤层属于Ⅱ类,为具有弱冲击倾向性的煤层。通过FLAC3D数值模拟研究,分析了深部厚煤层分层开采、大采高开采和综放开采矿压特征的基本差异,冲击危险性厚煤层宜采用放顶煤开采...
为了掌握首采工作面上覆岩层的运移规律和回采空间围岩与支架的相互关系,采用现场实测法对工作面、机巷和风巷进行了矿压观测。观测内容包括支架的工作阻力、顶板和两帮的移近量、锚杆(索)压力变化,得出了9203综采工作面初次来压和周期来压步距、两巷塑性区深度、采动影响范围等,从而为实现9203综采工作面高产高效的回采提供了理论依据。
松藻矿区开采条件复杂,煤与瓦斯突出严重,必须走井下煤与煤层气协调开发的道路,为了实现"掘、抽、采"平衡,采取了独特的巷道布置和采煤工艺。通过对全矿区8个矿井的现场调研,总结了松藻矿区复杂条件与煤层气抽采协调的开采技术体系。
为解决补连塔煤矿12煤五盘区综采工作面矿压显现剧烈的问题,对12519综采工作面的矿压显现情况进行了总结,得到了矿压显现的规律及其与工作面冒顶、片帮的关系。研究发现,引起综采工作面冒顶、片帮的主要原因是液压支架工作阻力不足、液压支架工况差、液压支架长期处于非正常工作状态及冒顶与片帮的相互影响,在采取了工作面加快推进速度、顶板加...
巨野龙固煤矿1401工作面为深井大采高综放工作面,开采深度为800 m左右。为分析大采高条件下综放开采煤壁裂隙发育及煤矸放落的流动场特征,通过理论分析对3煤层综放工作面顶煤冒放性进行分析,理论证实龙固煤矿3煤层适宜采用综放工艺。应用FLAC3D数值模拟软件研究深井复杂条件下采场应力随工作面推进分布特征、顶煤塑性破坏规律的影响,为深井厚煤...
在经济与技术上,沿空留巷无煤柱护巷相较于保留煤柱护巷都具有极大的优越性,在我国,沿空留巷技术的发展和应用受制于多样化的煤层赋存条件。采用理论分析、数值模拟和工业性试验等方法研究围岩应力特征演化规律、围岩控制技术,实现特厚坚硬顶板条件下沿空留巷,形成对围岩控制具有针对性的技术体系。
为了研究贵州织纳煤田珠藏向斜煤层气井多个含气系统递进排采合排阶段的层间干扰,确定各含气系统间不同层间距对递进排采气、水产能的影响,探讨了珠藏向斜煤层气井递进排采合适的层间距,数值模拟了层间距分别为50、100、150、200、250、300 m的6种方案下的2个含气系统递进排采气、水产能。
为研究西部富水软岩地区冻结压力的规律特征,选择在蒙陕地区某立井进行冻结压力的实测研究。实测研究表明:井筒掘砌施工期间,冻结压力变化可分为6个阶段;冻结压力的产生主要是由于原岩应力的释放、不断重新分布及软岩的重新回冻,与岩性和含水率有关;冻结压力的大小与深度关系不大,受井帮温度影响较大。
为了掌握和了解斜井冻结壁可靠性理论的新进展,根据大量的文献资料,从斜井冻结壁的可靠性发展、计算方法、研究层次等方面,对国内外的斜井冻结壁的可靠性的应用和研究现状进行概括性的总结。探究了当前现状中存在的一些问题,分析了斜井冻结壁可靠性的发展趋势。为今后斜井冻结壁可靠性的发展提供借鉴。
根据现场地质条件,运用FLAC3D数值模拟,对近距离煤层采空区下巷道稳定性进行了分析,并提出相应的支护措施。结果表明:锚索虽可在巷道支护初期提供较高的支护强度和支护刚度,但其延伸率低,在巷道大变形的条件下容易发生破断;接长锚杆具有与巷道协调变形的变形能力,能够很好地适应近距离煤层采空区下巷道围岩破碎、变形量大的特征,为巷道提供长时...
针对西山煤电集团公司杜儿坪矿近距煤层开采难题,采用理论分析和数值计算相结合的研究手段,分析下部巷道受上部采空区和煤柱集中应力的双重影响,对上部和下部煤层层间距离,以及下部巷道采用不同巷道布置方式条件下围岩分布特征作了对比分析,提出了下部巷道合理位置的选择和确定的方法,并进行了井下工程实践,取得了较好的支护效果,为同类条件下的...
锚杆支护是煤矿巷道挖掘中常用的支护手段,其成本低廉、安全可靠。煤层围岩环境复杂,给锚杆的分析和设计带来了较大难度。分析了锚杆杆体在打入围岩后的受力状态,分析其横向作用力和轴向作用力的来源,探讨锚杆的极限抗拉承载力、抗剪承载力。锚杆支护对围岩结构、支护面等都起到加固作用,通过理解和分析锚杆杆体的受力状态和极限状态,能更好地实...
大佛寺矿业公司41201回风顺槽风桥段地质条件复杂、围岩较破碎,原支护方式不能有效控制巷道围岩的变形。为解决破碎围岩巷道支护难题,采用理论分析和现场实践的方法,分析了原支护体系下巷道变形量大的主要原因。采用注锚架组合承载壳支护原理,提出了超前预注浆固结破碎顶板和高强锚杆支护系统强化支护技术,并采用U形钢可缩支架形成对巷道支护的...
研究了分数阶广义Kelvin模型的本构关系,并将其引入到无网格方法中,从而推导出新的算法公式。运用MTS815.02型电液伺服岩石力学试验系统,对泥质砂岩进行压缩蠕变试验。应用分数阶Kelvin无网格法进行反演验证,获得良好效果。
针对山东某矿大断面高应力巷道支护难题,采用现场调研、理论分析和数值模拟方法,分析了大断面巷道在不同地应力作用下围岩应力分布及变形破坏规律,提出了注浆加固与二次锚网索支护相结合的新型支护技术,并开展现场工业试验。试验结果表明,该支护技术能够有效地控制高应力大断面巷道围岩变形。
根据桃园煤矿Ⅱ1回风上山的巷道条件和施工条件,通过理论计算和前期工程经验优化了中深孔光面爆破的参数,使循环进尺增加到1.81 m,炮眼利用率提高到90.5%,光面爆破效果大幅改善,巷道成型质量明显提高。
以新疆某大倾角厚煤层煤矿为例,应用FLAC数值模拟对大倾角厚煤层煤巷围岩变形的破坏特征进行分析,提出采用增设底锚和顶锚的方式对关键区域进行加强支护,制定了合理的支护方案,取得了较好的支护效果。
针对大断面复杂岩层的采煤巷道,为实现采煤的快速掘进,综合数值计算及现场地质勘查资料提出了2种开采顺序,利用数值模拟手段分析了两方案下巷道开挖时主应力演化规律并评价了其优越性,确定了安全方案。结合确定的掘进方案考虑巷道薄弱位置及形变规律,运用新奥法原理提出了顶板采用预应力锚杆+钢拱架、两帮及底板采用左旋无纵肋螺纹钢等强锚杆+木...
为了缓解采掘接替紧张问题,林华矿开展了沿空留巷可行性论证和试验。理论计算和实践表明,采用巷内补强锚索、巷旁混凝土块砌墙可以实现安全留巷。试验期间对"U"形通风和"Y"形通风瓦斯涌出和治理进行了对比,结果表明,"U"形通风条件下采取采空区埋管和高位钻场抽采措施可以解决瓦斯涌出问题,但"Y"形通风条件下,需要进一步针对性治理邻近层和采空区...
针对新疆沙吉海煤矿软岩巷道复杂的地质力学环境,结合围岩松动圈理论,运用现场工程地质调查、超声波围岩裂隙探测仪现场测试、FLAC3D数值模拟等方法,精确得出围岩松动圈的范围,进一步分析了围岩声速分布特征和松动围岩状态,为支护方案提供有效依据。
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