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近水平煤层瓦斯抽采钻孔自动膨胀快速封孔装置及应用
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作者 韩兵 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第8期72-74,79共4页
针对近水平煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术难题,以'两堵一注'为基本封孔方式,在封孔装置两端设置吸水膨胀止浆塞,中间留有注浆段,研发出一种新型的自动吸水封堵装置。其能够实现近水平钻孔注浆的有效封堵,注浆与止浆塞同步进行,封孔... 针对近水平煤层瓦斯抽采钻孔封孔技术难题,以'两堵一注'为基本封孔方式,在封孔装置两端设置吸水膨胀止浆塞,中间留有注浆段,研发出一种新型的自动吸水封堵装置。其能够实现近水平钻孔注浆的有效封堵,注浆与止浆塞同步进行,封孔操作简单。装置中快速吸水的高倍膨胀树脂的与高强度遇水膨胀橡胶的组合形式,保证了止浆效果,将注浆压力提高到1.2~1.5MPa。浆液能够在压力的作用下渗入钻孔周围煤体内部裂隙中,能够有效提高浆液的密实性,避免近水平煤层顺层钻孔水泥浆干缩后形成漏气通道的问题,保证了封孔效果。通过现场试验,自动吸水膨胀封孔装置相较普通注浆封孔方式瓦斯抽采浓度提高19%~23%。 展开更多
关键词 平煤 树脂 膨胀橡胶 封孔 瓦斯抽采
综采面区段煤柱宽度预测GRNN模型构建与应用 预览
2
作者 王泽阳 来兴平 +1 位作者 刘小明 崔峰 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期209-216,共8页
以近水平煤层综采工作面区段煤柱合理宽度预测为目标,分析了近水平综采工作面煤层内聚力、煤层厚度、弹性模量、内摩擦角、容重、泊松比、埋深、工作面长度、煤层倾角对区段煤柱留设的影响因素与关系。基于广义神经网络算法构建了近水... 以近水平煤层综采工作面区段煤柱合理宽度预测为目标,分析了近水平综采工作面煤层内聚力、煤层厚度、弹性模量、内摩擦角、容重、泊松比、埋深、工作面长度、煤层倾角对区段煤柱留设的影响因素与关系。基于广义神经网络算法构建了近水平综采工作面区段煤柱留设宽度的神经网络预测模型。以某矿典型工作面为背景,运用所构建的广义回归神经网络进行预测并运用四折交叉验证算法对光滑因子进行优化,消除了模型构建参数选择的人为影响。预测结果表明与工作面实际区段煤柱仅有1%左右的误差。为验证广义回归神经网络的优越性,建立了普通BP神经网络模型进行对比,得出GRNN模型对于多种影响因素非线性耦合预测结果具有较好稳定性与精确性,为实现近水平综采工作面的精准开采提供了参考依据。 展开更多
关键词 平煤 区段煤柱 综合机械化开采 广义回归神经网络
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复杂赋存条件近水平煤层下保护层保护效果分析
3
作者 罗新荣 杨欢 +1 位作者 李梦坤 丁振 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第3期121-125,共5页
通过数值模拟与现场考察对顾桥煤矿进行下保护层保护效果验证。顾桥煤矿下保护层11-2煤层开采,配合13-1底抽巷卸压抽采瓦斯,若瓦斯抽采率达到60%以上,则在保护层工作面被保护范围内被保护煤层膨胀变形率增大到5‰以上;煤层残余瓦斯含量... 通过数值模拟与现场考察对顾桥煤矿进行下保护层保护效果验证。顾桥煤矿下保护层11-2煤层开采,配合13-1底抽巷卸压抽采瓦斯,若瓦斯抽采率达到60%以上,则在保护层工作面被保护范围内被保护煤层膨胀变形率增大到5‰以上;煤层残余瓦斯含量、残余瓦斯压力、计算瓦斯压力、煤样坚固性系数、瓦斯放散指数及综合指标均不超标,消除了被保护区域13-1煤层的突出危险性,实现垂直保护。且由数值模拟可得被保护煤层受采动影响范围:切眼位置的采动影响线扩展到外侧50 m,工作面位置的采动影响线扩展到外侧100 m。 展开更多
关键词 复杂赋存条件 平煤 下保护 保护效果 可行性研究
砂土地貌区近水平煤层重复采动条件下围岩应力演化特征 预览
4
作者 张志鹏 孙伟 +1 位作者 余洋 王议 《现代矿业》 CAS 2019年第3期37-44,58共9页
运用FLAC3D,建立了陕北韩家湾煤矿砂土地貌近水平煤层开采沉陷数值模型,分析了多煤层重复开采条件下围岩移动变形与应力应变场演化特征,对覆岩体应力支撑拱形结构的演化机理进行了剖析,并采用三铰拱结构模型计算出在水平与垂向变动荷载... 运用FLAC3D,建立了陕北韩家湾煤矿砂土地貌近水平煤层开采沉陷数值模型,分析了多煤层重复开采条件下围岩移动变形与应力应变场演化特征,对覆岩体应力支撑拱形结构的演化机理进行了剖析,并采用三铰拱结构模型计算出在水平与垂向变动荷载条件下的合理拱轴线方程,利用Matlab解出拱顶均布荷载下的拱曲线形态,可为开采沉陷应力支撑层结构分析与高度计算提供一定的依据。研究表明,DP4屈服准则能较为准确地模拟砂土盖层的塑性流动特性,显示砂土盖层基本不能传递应力,可以传递几何形变但缓冲作用明显。 展开更多
关键词 平煤 多煤重复开采 FLAC3D建模 应力拱 合理轴线方程 DP4屈服准则
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近水平煤层顶板应力-承压水耦合响应分析
5
作者 杨晓琴 于永军 《煤炭技术》 CAS 2019年第2期88-90,共3页
采用应力-渗流耦合的数值计算方法,分析承压含水层下采煤过程中渗流场、应力场演化规律,分析了工作面推进过程中岩石破断规律,探讨岩层交界面、天然断层、裂缝对岩石裂缝扩展路径的导向作用,孔隙水压力分布、水头分布的变化规律,预测承... 采用应力-渗流耦合的数值计算方法,分析承压含水层下采煤过程中渗流场、应力场演化规律,分析了工作面推进过程中岩石破断规律,探讨岩层交界面、天然断层、裂缝对岩石裂缝扩展路径的导向作用,孔隙水压力分布、水头分布的变化规律,预测承压流体涌入工作面的可能性,为煤矿灾害预警和优化开采提供参考。 展开更多
关键词 综采 平煤 矿井灾害 流固耦合 数值计算
寺河矿大采高开采地表移动现场监测及预测 预览
6
作者 张碧川 王克全 +3 位作者 杜子健 孙海涛 付军辉 杨金虎 《中国煤炭》 2018年第4期52-56,共5页
以晋城矿区厚覆盖层下开采引起的地表移动为研究对象,在采煤工作面上方地表走向和倾向布置混凝土灌注测点,采用GPS快速静态定位测试与动态测试相结合的方法,对工作面回采后地表移动量进行了监测。采用MATLAB软件对地表移动数据进行分析... 以晋城矿区厚覆盖层下开采引起的地表移动为研究对象,在采煤工作面上方地表走向和倾向布置混凝土灌注测点,采用GPS快速静态定位测试与动态测试相结合的方法,对工作面回采后地表移动量进行了监测。采用MATLAB软件对地表移动数据进行分析,运用概率积分法得到工作面上方走向和倾向地表下沉曲线。结果表明,该区域内走向下沉最大值达4.692m,倾向最大下沉值为4.043m,充分采动后埋深采高之比与下沉量呈负相关关系;概率积分法对该区域内地表沉降预测较为准确,走向平均相对误差为4.7%;该区域地表下沉活跃期约130d。 展开更多
关键词 预测模型 地表移动观测 大采高 平煤 地表沉降
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近水平煤层综采工作面顶板应力-渗流耦合响应分析
7
作者 王占宝 刘柄良 《煤矿安全》 北大核心 2018年第A01期92-94,98共4页
我国煤炭资源开采面向大深度、高地应力、高岩溶水压及地温方向发展,煤矿面临灾害种类繁多。采用应力-渗流耦合的数值计算方法,重点分析承压含水层岩体下采煤过程中渗流场、应力场演化规律,分析了工作面推进过程中岩石破断规律及岩层交... 我国煤炭资源开采面向大深度、高地应力、高岩溶水压及地温方向发展,煤矿面临灾害种类繁多。采用应力-渗流耦合的数值计算方法,重点分析承压含水层岩体下采煤过程中渗流场、应力场演化规律,分析了工作面推进过程中岩石破断规律及岩层交界面对岩石裂缝扩展路径的导向作用和对孔隙水压力分布、水头分布的变化规律,预测承压流体涌入工作面可能性。 展开更多
关键词 综采 平煤 矿井灾害 流固耦合 数值计算
黄土节理力学性质对地表开采沉陷的影响研究 预览
8
作者 张志鹏 余洋 +1 位作者 孙伟 王议 《金属矿山》 北大核心 2017年第8期181-187,共7页
垂直节理在黄土层中发育极为普遍,是黄土的主要特征之一,与之相关的力学性质研究业已广泛开展。通过采用AutoCAD、Ansys、FLAC^3D联合建模的方法,构建了黄土地区近水平煤层开采沉陷遍布节理模型,以大贝峁煤矿为研究区域,开展了地表开采... 垂直节理在黄土层中发育极为普遍,是黄土的主要特征之一,与之相关的力学性质研究业已广泛开展。通过采用AutoCAD、Ansys、FLAC^3D联合建模的方法,构建了黄土地区近水平煤层开采沉陷遍布节理模型,以大贝峁煤矿为研究区域,开展了地表开采沉陷背景下黄土及其垂直节理在受挤压、受拉、抗剪与塑性破坏状态的模拟研究,剖析了黄土含水量变动引发的黄土节理力学参数的变化机理,建立了含水量与抗剪强度的数值映射关系,进而得出由含水量变动引发的黄土节理抗剪强度与剪胀性的协调变动机制。研究表明:黄土节理的性状对整体黄土覆盖层沉陷的影响显著;而含水量作为改变黄土性状的重要驱动因素,直接引发其抗剪强度与剪胀性按照特定机制协调变化,从而影响地面沉陷结果。 展开更多
关键词 平煤 开采沉陷 FLAC^3D 抗剪强度 剪胀性
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近水平上保护层开采覆岩破坏规律数值模拟研究 预览 被引量:1
9
作者 邓玉华 《煤炭工程》 北大核心 2017年第5期87-90,共4页
为确保近水平高瓦斯松软低透煤层安全高效开采,以大湾煤矿西井X10901工作面为研究对象,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对上保护层开采覆岩的应力变化规律、破坏情况以及被保护层的变形分布规律进行研究,并结合现场开展了保护效果考察认证... 为确保近水平高瓦斯松软低透煤层安全高效开采,以大湾煤矿西井X10901工作面为研究对象,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对上保护层开采覆岩的应力变化规律、破坏情况以及被保护层的变形分布规律进行研究,并结合现场开展了保护效果考察认证。结果表明:采场周围覆岩在整个开挖过程中经历了由原始应力区转化为应力集中区、卸压区、稳定区和重新压实区的变换过程;上保护层开采所形成的卸压区域随工作面的推进从“V”形过渡至“U”形逐渐增大。经保护层开采后,被保护层的最大膨胀变形量可达12.2mm(相对膨胀变形4.52‰),并在竖直方向上形成了覆岩“三带”分布和底鼓分布;结合现场保护效果考察得知,上保护层开采后被保护煤体得到了充分保护,最大限度地消除了煤与瓦斯突出危险,为矿井安全高效奠定了重要的基础。 展开更多
关键词 平煤 上保护 覆岩破坏 松软低透煤 数值模拟
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试论近水平煤层采场的3种基本结构形式 预览 被引量:4
10
作者 冯军发 周英 +1 位作者 李回贵 刘闯 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2576-2587,共12页
基于煤层开挖力学效应和覆岩运动规律,揭示了覆岩破坏垮落过程中产生的压力拱和结构拱现象,研究了结构拱与压力拱的内在统一关系,提出了煤矿采场压力拱的3种形式。在此基础上,根据理论分析、相似模拟和数值模拟研究成果,认为近水平煤层... 基于煤层开挖力学效应和覆岩运动规律,揭示了覆岩破坏垮落过程中产生的压力拱和结构拱现象,研究了结构拱与压力拱的内在统一关系,提出了煤矿采场压力拱的3种形式。在此基础上,根据理论分析、相似模拟和数值模拟研究成果,认为近水平煤层采场存在围岩承载结构、矿压运动结构和工作面防护结构3种形式,分别简称为"大结构"、"小结构"和"微结构",并研究了3种结构的具体形式和矿压显现的关系,得到了煤柱与采场大结构的关系。并针对神东矿区浅埋近距离煤层下层煤开采出煤柱时发生的压架事故案例,从压架前、后采场的3种基本形式的变化分析事故发生的原因,并提出了防治对策。 展开更多
关键词 平煤 采场 结构形式 矿压显现 压架事故
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近水平煤层大断面巷道支护技术 被引量:1
11
作者 黄勇 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第9期84-86,共3页
近水平煤层大断面开切眼导致围岩应力的分布规律发生变化。以寸草塔煤矿为研究背景,通过理论分析开切眼巷道顶底板及两帮的应力分布变化情况。结合现场工程实践与理论分析确定采用"锚杆+桁架锚索+锚网"的支护方案,保障井下工... 近水平煤层大断面开切眼导致围岩应力的分布规律发生变化。以寸草塔煤矿为研究背景,通过理论分析开切眼巷道顶底板及两帮的应力分布变化情况。结合现场工程实践与理论分析确定采用"锚杆+桁架锚索+锚网"的支护方案,保障井下工作人员在开切眼过程中的安全。 展开更多
关键词 平煤 矩形巷道 支护 大断面 开切眼
机巷揭穿近距离煤层区域防突技术 预览 被引量:1
12
作者 孙米银 《煤炭工程》 北大核心 2015年第1期47-49,共3页
首山煤矿己15、己16-17煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了防止己15-12070工作面机巷揭煤过程中发生煤与瓦斯突出,根据己15、己16-17近距离煤层赋存特征,提出了低位巷穿层钻孔预抽己16-17煤层及己15煤层揭煤区域煤层瓦斯,并进行区域措施效果... 首山煤矿己15、己16-17煤层为煤与瓦斯突出煤层,为了防止己15-12070工作面机巷揭煤过程中发生煤与瓦斯突出,根据己15、己16-17近距离煤层赋存特征,提出了低位巷穿层钻孔预抽己16-17煤层及己15煤层揭煤区域煤层瓦斯,并进行区域措施效果检验及区域验证,较好地解决机巷揭近距离近水平煤层的防突技术问题。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 距离煤 平煤 钻屑指标法 防突技术
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Auxiliary transportation mode in a fully-mechanized face in a nearly horizontal thin coal seam 预览
13
作者 Wang Chen TU Shihao +2 位作者 Zhang Lei Yang Qianlong Tu Hongsheng 《矿业科学技术学报:英文版》 CSCD 2015年第6期963-968,共6页
On fully-mechanized faces in nearly horizontal thin coal seams(NHTCS), the selection of the auxiliary transportation mode is difficult. Generally, auxiliary transportation mainly includes trackless or rail transportat... On fully-mechanized faces in nearly horizontal thin coal seams(NHTCS), the selection of the auxiliary transportation mode is difficult. Generally, auxiliary transportation mainly includes trackless or rail transportation. Combined with a familiar NHTCS fully-mechanized face, a multi-attribute decisionmaking model was set up for the decision. The index weight was objectively determined with the fuzzy number and entropy method. The priority order of auxiliary transportation modes was obtained from the Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation(PROMETHEE). The results show that: the net flow of the mode can be expressed by the function of the surrounding rock deformation of the roadway, the dimension of equipment and the thickness of the coal seam; Based on the cost type index, there is a positive correlation between the net flow with the height and width of the trackless auxiliary transportation equipment, respectively. The trackless auxiliary transportation equipment selection principle should be ‘‘height first then width". Combined with the field application of the trackless auxiliary transportation in Liangshuijing coal mine, the proper method to achieve the safe and high-efficient exploitation of a NHTCS fully-mechanized face is trackless tyred vehicle auxiliary transportation. 展开更多
关键词 综采工作面 平煤 运输方式 薄煤 PROMETHEE 辅助运输设备 无轨辅助运输 煤矿辅助运输
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近水平煤层综放开采导水裂隙带高度研究 预览 被引量:6
14
作者 张世青 魏春臣 +2 位作者 郁志伟 刘亚东 霍利杰 《煤炭工程》 北大核心 2014年第11期96-98,101共4页
为了研究近水平煤层综放开采导水裂隙带的高度,利用材料力学导水裂隙的形成机制进行研究,结合理论计算、离散元数值模拟软件UDEC和现场观测三种方法对同忻矿8100工作面导水裂隙分布范围进行计算,结果表明:岩层下沉量的协调性和岩层跨... 为了研究近水平煤层综放开采导水裂隙带的高度,利用材料力学导水裂隙的形成机制进行研究,结合理论计算、离散元数值模拟软件UDEC和现场观测三种方法对同忻矿8100工作面导水裂隙分布范围进行计算,结果表明:岩层下沉量的协调性和岩层跨距是裂隙通道形成的决定性因素;分层开采导水裂隙带经验公式不适用于综放开采,而数值模拟是一种有效的计算综放开采导水裂隙带高度的方法。 展开更多
关键词 综放开采 平煤 裂隙带 UDEC
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神东矿区近水平煤层注浆参数计算 被引量:2
15
作者 杨宇 王连聪 +3 位作者 孙勇 陈洋 王刚 王春胜 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第10期166-168,共3页
基于神东矿区近水平煤层的特点,以大柳塔煤矿活鸡兔井为示范矿井,对近水平煤层的注浆工艺参数进行了计算分析。结果表明:神东矿区各主要矿井开采本煤层时,应当向本煤层采空区进行预防性注浆,防止将来开采下部煤层时,由于煤层间距较近,... 基于神东矿区近水平煤层的特点,以大柳塔煤矿活鸡兔井为示范矿井,对近水平煤层的注浆工艺参数进行了计算分析。结果表明:神东矿区各主要矿井开采本煤层时,应当向本煤层采空区进行预防性注浆,防止将来开采下部煤层时,由于煤层间距较近,受采动影响,上部和下部采空区容易形成裂隙沟通,导致上部采空区二次供氧而发生氧化自燃,进而影响下部煤层的安全开采;大柳塔煤矿活鸡兔井12313综采工作面开切眼冒落三角带和终采线冒落三角带预防性注浆量均为9 162 m3,注浆时间均为152.7 h;大柳塔煤矿活鸡兔井12313综采工作面运输巷与回风巷距切眼和终采线各300 m范围内预防性注浆总量为18 383 m3,注浆时间为306.4 h。 展开更多
关键词 神东矿区 平煤 注浆工艺 冒落三角带 开切眼 终采线
近水平煤层大采高综放开采冒落带高度研究 被引量:8
16
作者 刘金凯 张春雷 +3 位作者 霍利杰 赵健健 张世青 李琪 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第7期23-25,共3页
根据同忻煤矿的开采技术条件及围岩力学参数,应用离散元数值模拟软件UDEC分析了综放采场上覆岩层的运动特征,根据覆岩位移变化规律,确定了覆岩的冒落带高度,并将模拟结果与分层综采理论计算、综放开采理论计算结果以及实测资料对比... 根据同忻煤矿的开采技术条件及围岩力学参数,应用离散元数值模拟软件UDEC分析了综放采场上覆岩层的运动特征,根据覆岩位移变化规律,确定了覆岩的冒落带高度,并将模拟结果与分层综采理论计算、综放开采理论计算结果以及实测资料对比,结果表明模拟结果与综放开采理论计算结果以及实测结果相互印证,分层综采理论计算结果则偏差较大,说明原有分层综采理论计算公式已经不再适用于综放开采,而利用数值模拟的方法确定综放面覆岩冒落带高度是一种可行的方法。 展开更多
关键词 平煤 综放开采 冒落带 UDEC 大采高
榆阳煤矿近水平煤层高充填率充填工艺技术研究 被引量:3
17
作者 孙万明 刘鹏亮 +2 位作者 孙凯华 吕文宏 赵立新 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第12期23-25,共3页
为解决榆阳煤矿2307综采工作面近水平煤层胶结充填难以实现高充填率的难题,提出了合理选择充填口位置、充填区分段充填、充填期间流量控制等工艺措施。工程实践表明:充填区平均充填率达98.5%以上,充填效果良好。该工艺技术同样适用于条... 为解决榆阳煤矿2307综采工作面近水平煤层胶结充填难以实现高充填率的难题,提出了合理选择充填口位置、充填区分段充填、充填期间流量控制等工艺措施。工程实践表明:充填区平均充填率达98.5%以上,充填效果良好。该工艺技术同样适用于条带充填、连采充填等胶结充填工作面。 展开更多
关键词 平煤 充填率 充填工艺 综采充填
煤矿大采高综采技术的实践和应用 预览
18
作者 谢伟 《中国高新技术企业》 2014年第19期106-107,共2页
在煤矿的开采过程中,煤层的分布存在很大的差异性,不同的煤层厚度对于开采技术也有着不同的要求。文章结合陕北府谷矿区煤矿开采的实际情况,对大采高综采技术的实践和应用进行了分析和探讨,以提高煤矿开采的效率和质量,促进我国煤矿行... 在煤矿的开采过程中,煤层的分布存在很大的差异性,不同的煤层厚度对于开采技术也有着不同的要求。文章结合陕北府谷矿区煤矿开采的实际情况,对大采高综采技术的实践和应用进行了分析和探讨,以提高煤矿开采的效率和质量,促进我国煤矿行业的发展。 展开更多
关键词 煤矿 大采高综采技术 平煤 采高控制 支架初撑力
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近水平煤层厚硬顶板采场支架载荷分析及矿压控制 被引量:3
19
作者 勾旭一 陈荣华 《辽宁工程技术大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2013年第1期24-28,共5页
为解决厚硬顶板失稳冒落对采场支架载荷的影响问题,采用动力学分析方法,根据动力系统能量守恒原理得出厚硬顶板初次失稳冒落3种模式及周期失稳冒落2种模式下采场支架动载荷的计算公式,基于所得计算公式对支架载荷进行分析,得出合理... 为解决厚硬顶板失稳冒落对采场支架载荷的影响问题,采用动力学分析方法,根据动力系统能量守恒原理得出厚硬顶板初次失稳冒落3种模式及周期失稳冒落2种模式下采场支架动载荷的计算公式,基于所得计算公式对支架载荷进行分析,得出合理的采场支架选型方法.该研究成果为厚硬顶板采场矿压控制提供理论依据,为合理进行工作面支护设计提供参考. 展开更多
关键词 厚硬顶板 支架动载荷 矿压控制 动力学 失稳 平煤 支护设计 能量守恒
近水平煤层下保护层保护范围的数值模拟 被引量:3
20
作者 王长军 穆朝民 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第1期1-4,8共5页
以淮南潘三矿近水平煤层下保护层开采工程为研究对象,基于瓦斯渗流、煤岩体变形的基本理论和有限元计算方法,通过模拟下保护层开采后被保护层的应力场和变形场的发展过程,确定了随着保护层工作面的推进,被保护层的应力变形和膨胀变... 以淮南潘三矿近水平煤层下保护层开采工程为研究对象,基于瓦斯渗流、煤岩体变形的基本理论和有限元计算方法,通过模拟下保护层开采后被保护层的应力场和变形场的发展过程,确定了随着保护层工作面的推进,被保护层的应力变形和膨胀变形规律;根据应力卸压保护准则和煤体变形准则,提出了合理保护边界划定依据。研究表明,在结合地面钻井抽采的情况下,近水平煤层下保护层开采后,被保护层的理论保护范围存在扩界空间,可扩大到与下保护层等长等宽。现场试验与数值模拟结果基本吻合。 展开更多
关键词 平煤 下保护 保护范围 数值模拟 煤与瓦斯突出
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