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切顶卸压无煤柱自成巷顶板断裂特征研究
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作者 杨军 王宏宇 +3 位作者 王亚军 高玉兵 王建文 刘辉 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1137-1144,共8页
为研究无煤柱自成巷开采条件下基本顶不同断裂位置对巷道变形的影响,分析顶板岩层运动特征,建立基本顶不同断裂位态力学模型,分别推导出基本顶在不同断裂位置时的巷内临时支护强度计算公式,得出巷内临时支护强度临界值。采用离散元数值... 为研究无煤柱自成巷开采条件下基本顶不同断裂位置对巷道变形的影响,分析顶板岩层运动特征,建立基本顶不同断裂位态力学模型,分别推导出基本顶在不同断裂位置时的巷内临时支护强度计算公式,得出巷内临时支护强度临界值。采用离散元数值软件UDEC对基本顶不同断裂位态下的岩层运动进行模拟分析。结果表明:基本顶在实体煤侧及采空区侧发生断裂,巷道变形较小,而在巷道上方发生断裂时变形破坏严重;通过调整切顶护帮支架对巷道顶板支撑力控制下位顶板的变形,使基本顶在较为有利的位置发生断裂;通过切顶护帮支架、恒阻大变形锚索支护等技术可以有效控制巷道变形,并在柠条塔煤矿S1201-Ⅱ工作面成功应用。 展开更多
关键词 顶板切缝 切顶卸压 无煤柱自成巷 顶板断裂 关键块
厚层灰岩直接顶沿空成巷切顶断裂条件及围岩移动规律研究 被引量:6
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作者 蔡峰 苗沛沛 +1 位作者 王二雨 王敬翔 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期488-494,共7页
基于沿空留巷原理,分析了厚层灰岩直接顶板下巷旁充填沿空留巷和超前切缝断顶卸压法沿空留巷巷道顶板断裂位态,分别建立了2种不同顶板断裂位态下的结构力学模型,推导了巷道顶板支护阻力计算方法。研究表明:当切顶阻力Q≤ql时,巷道顶板... 基于沿空留巷原理,分析了厚层灰岩直接顶板下巷旁充填沿空留巷和超前切缝断顶卸压法沿空留巷巷道顶板断裂位态,分别建立了2种不同顶板断裂位态下的结构力学模型,推导了巷道顶板支护阻力计算方法。研究表明:当切顶阻力Q≤ql时,巷道顶板沿煤壁内一定深度内断裂,沿空巷道侧向顶板悬臂结构可向沿空巷道围岩传递采场岩梁和上覆岩层移动压力;而当切顶阻力Q≥ql,巷内加强支柱+巷旁切顶墩柱+巷旁切缝的联合切顶作用时,可使得侧向坚硬灰岩顶板沿切缝结构面断裂滑落,实现顶板断裂位态主动控制,降低了坚硬灰岩顶板传递上覆岩层压力的移动变形压力,优化了顶板承载结构和围岩应力,降低了巷旁支护体承受的附加载荷。相关设计方法及研究成果应用到南屯矿厚层灰岩直接顶切顶留巷试验,取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 厚层灰岩 切顶留巷 顶板断裂 覆岩移动 矿压规律
采空区下特厚煤层首采综放工作面顶板断裂的微震监测研究 被引量:1
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作者 邓维元 康天合 《煤矿安全》 北大核心 2017年第4期59-62,共4页
针对采空区下特厚煤层综放工作面采场矿压特征复杂、工程实例少的特点,以斜沟煤矿23103综放工作面为背景,采用高精度微震监测技术对其顶板断裂及其演化过程进行了研究。结果表明:该工作面高能量微震事件在煤壁前方80 m附近开始发生,且... 针对采空区下特厚煤层综放工作面采场矿压特征复杂、工程实例少的特点,以斜沟煤矿23103综放工作面为背景,采用高精度微震监测技术对其顶板断裂及其演化过程进行了研究。结果表明:该工作面高能量微震事件在煤壁前方80 m附近开始发生,且多分布在高位顶板(30-70 m),具有明显的周期性;高位顶板周期性断裂和下沉迫使低位顶板(0-30 m)在煤壁前方30 m附近发生持续性破裂;采空区微震事件分布在煤壁后方0-30 m范围内,且多集中在材料巷帮附近;在顶板70 m以上为8号煤采空区,无明显的微震事件。 展开更多
关键词 采空区下 特厚煤层 综放开采 微震监测 顶板断裂
顶板断裂来压力学模型及其在综放工作面末釆阶段的应用 预览
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作者 马祥 李君 +1 位作者 薛奋全 张学启 《矿业安全与环保》 北大核心 2016年第6期45-49,共5页
针对综放工作面末采阶段支架回撤过程中容易出现压架的问题,建立了顶板断裂来压力学模型,并根据顶板断裂前后的平衡方程推导出顶板在不同断裂形式下支护体、煤体内应力增量平均值的统一表达式。以神东矿区多通道快速回撤技术模式为研... 针对综放工作面末采阶段支架回撤过程中容易出现压架的问题,建立了顶板断裂来压力学模型,并根据顶板断裂前后的平衡方程推导出顶板在不同断裂形式下支护体、煤体内应力增量平均值的统一表达式。以神东矿区多通道快速回撤技术模式为研究对象,根据顶板断裂面与主回撤通道的位置关系分两种情况进行了力学分析,结果表明:工作面回撤停采的合理位置应能够使主回撤通道处于顶板断裂面以外;回撤期间利用停采让压原理调节周期来压步距,采取在主撤巷道内加强支护、控制贯通前后工作面高差等措施,能有效保证综放工作面末采阶段的安全高效回撤。 展开更多
关键词 顶板断裂 来压 末采阶段 压架 工作面回撤
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顶板断裂型回采巷道冲击地压弹性波传播模型研究 被引量:2
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作者 张博 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第4期80-82,共3页
对回采工作面顶板断裂引起的回采巷道冲击地压机制进行探讨时,以弹性波为动态冲击能量载体,结合冲击启动理论等相关理论,分别对弹性波激发阶段、中间路程传播阶段及巷道壁附近叠加作用阶段进行分析,构建矩形、梯形回采巷道冲击地压弹性... 对回采工作面顶板断裂引起的回采巷道冲击地压机制进行探讨时,以弹性波为动态冲击能量载体,结合冲击启动理论等相关理论,分别对弹性波激发阶段、中间路程传播阶段及巷道壁附近叠加作用阶段进行分析,构建矩形、梯形回采巷道冲击地压弹性波传播模型,可为相应顶板型回采巷道冲击地压防治工作提供一定的借鉴。 展开更多
关键词 顶板断裂 回采巷道 弹性波 冲击地压
顶板断裂瞬间煤体稳定性的动力学分析及数值模拟 预览 被引量:4
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作者 祝捷 张敏 +2 位作者 唐俊 王曌华 谈晓钟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期253-257,共5页
为了研究顶板突然性断裂诱发煤层失稳的致灾条件,本文采用动力学方法分析了顶板断裂瞬间煤岩系统的受力状态和力学响应。首先推导了顶板断裂时惯性力、惯性力矩的计算公式,进而得到顶板断裂瞬时转动加速度与惯性力、惯性力矩的关系,... 为了研究顶板突然性断裂诱发煤层失稳的致灾条件,本文采用动力学方法分析了顶板断裂瞬间煤岩系统的受力状态和力学响应。首先推导了顶板断裂时惯性力、惯性力矩的计算公式,进而得到顶板断裂瞬时转动加速度与惯性力、惯性力矩的关系,利用数值模拟计算了顶板断裂前后以及不同转动角加速度条件下的煤岩体应力、变形和两帮位移。计算结果显示:当顶板断裂瞬时转动角加速度较小,即顶板断裂释放能量较小时,工作面煤壁两帮移近量随顶板瞬时转动角加速度的增大而增大;当顶板断裂瞬间转动加速度达到某临界值时,煤岩系统出现失稳分支点,具体体现为工作面处煤体的应力基本不变,煤壁顶部竖向下沉激增,煤岩系统的平衡须依靠煤壁回缩方可维持。因此顶板断裂可以诱发煤岩体系统的失稳,但并非失稳的充分条件。 展开更多
关键词 煤体稳定性 顶板断裂 动力学分析 分岔失稳
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薄煤层巨厚硬顶板断裂规律的模拟实验研究 预览
7
作者 王海滨 卢昌龙 《四川建材》 2014年第1期100-102,共3页
本文针对淮北矿区朱庄煤矿Ⅱ646综采工作面可能面临的顶板大面积断裂和垮落特征,通过相似模拟实验,对顶板的变形和垮落特性做了具体研究,得出初次来压步距84 m和平均周期来压步距31 m的规律,且回采期煤层顶板运动可划分为六个区。... 本文针对淮北矿区朱庄煤矿Ⅱ646综采工作面可能面临的顶板大面积断裂和垮落特征,通过相似模拟实验,对顶板的变形和垮落特性做了具体研究,得出初次来压步距84 m和平均周期来压步距31 m的规律,且回采期煤层顶板运动可划分为六个区。从而为某煤矿Ⅱ646综采工作面坚硬顶板的处理提供理论依据。 展开更多
关键词 薄煤层 顶板断裂 垮落特性 模拟实验
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Field investigation into directional hydraulic fracturing for hard roof in Tashan Coal Mine 预览
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作者 Bina-Xiana HUANG Bin YU +3 位作者 Feng FENG Zhao LI You-Zhuang WANG Jin-Rong LIU 《煤炭学报:英文版》 2013年第2期153-159,共7页
关键词 水力压裂技术 坚硬顶板 煤矿区 钻孔布置 顶板断裂 控制技术 岩石破裂
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沿空留巷顶板断裂位置分析及支护技术 预览 被引量:42
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作者 石建军 马念杰 白忠胜 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第7期35-37,42共4页
为得到沿空留巷基本顶断裂的形式和条件,采用理论分析和现场观测的方法,以葛泉矿1528工作面沿空留巷为研究对象,建立了反映岩层基本特征的力学模型。结果表明:当沿空留巷巷旁支护阻力不同时,基本顶的断裂位置不同,在巷旁位置切断... 为得到沿空留巷基本顶断裂的形式和条件,采用理论分析和现场观测的方法,以葛泉矿1528工作面沿空留巷为研究对象,建立了反映岩层基本特征的力学模型。结果表明:当沿空留巷巷旁支护阻力不同时,基本顶的断裂位置不同,在巷旁位置切断直接顶或者直接切断基本顶,可以减少顶板活动对巷道的影响。由工程监测和数据分析可知,沿空留巷受到采动影响时,采用合理的锚网支护措施可形成稳定结构,提供足够的切顶阻力,能有效控制顶板合理的悬露长度。 展开更多
关键词 沿空留巷 顶板断裂 巷旁支护 切顶效果 采动影响
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基于关联因素前兆监测的冲击地压发生区域与时期初探 预览 被引量:3
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作者 潘俊锋 毛德兵 +1 位作者 夏永学 杜涛涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1650-1656,共7页
为对后续开采活动起到警示作用,在强冲击危险区域,采用现场实测的方法得到冲击地压、微震、顶板破断以及采动应力分布等数据,并进行关联规律分析。分析结果表明:超前支承压力影响区域是冲击地压、微震事件的主要发生区域,但冲击地压还... 为对后续开采活动起到警示作用,在强冲击危险区域,采用现场实测的方法得到冲击地压、微震、顶板破断以及采动应力分布等数据,并进行关联规律分析。分析结果表明:超前支承压力影响区域是冲击地压、微震事件的主要发生区域,但冲击地压还会发生在超前支承压力影响之外的微震活动区;基本顶垮断周期、本工作面与邻近采空区沟通导致高位岩层见方垮断周期以及微震活动周期是冲击地压发生的可能时期;以上3个周期近似同步时,超前支承压力影响范围内冲击地压发生概率明显增加。 展开更多
关键词 采矿工程 冲击地压 微震 顶板断裂 支承压力 周期来压 采空区见方
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采场直接顶初次断裂的安全系数判识与确定方法 预览
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作者 孙海涛 郑颖人 +1 位作者 胡千庭 罗云菊 《矿业安全与环保》 北大核心 2011年第2期 1-5,共5页
地下煤炭回采过程中,直接顶的完整情况将首先影响到工作面生产的安全,并决定着支护结构的安设时机。由于地下开采条件的复杂性,目前工程中直接顶断裂往往根据经验和简化的承受均布荷载的"梁"模型来判断,判断结果不准确。而现在通用的A... 地下煤炭回采过程中,直接顶的完整情况将首先影响到工作面生产的安全,并决定着支护结构的安设时机。由于地下开采条件的复杂性,目前工程中直接顶断裂往往根据经验和简化的承受均布荷载的"梁"模型来判断,判断结果不准确。而现在通用的ANSYS、FLAC、UDEC等有限元和离散元分析软件均不能自动识别破坏位置并产生破裂。基于岩土弹塑性模型,应用FLAC这一具有拉破坏与剪破坏功能的软件,采用有限差分强度折减方法,对采场直接顶断裂进行了极限分析,建立了判断数值模型中岩层破裂垮落的准则,解决了现在通用软件不能有效判断岩层垮落的问题,同时,构建了判断直接顶初次断裂的安全系数评价方法。定义了适用于采场的3种安全系数:强度折减安全系数、超载安全系数及采场推进距离的安全系数,即采场直接顶初次断裂的安全系数。 展开更多
关键词 顶板断裂 数值模拟 岩层垮落 判识方法 安全系数
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大采高采场顶板断裂关键块稳定性分析 预览 被引量:52
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作者 付玉平 宋选民 +2 位作者 邢平伟 严国超 李志军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1027-1031,共5页
以大采高采场基本顶初次断裂对称的关键块为研究对象,将其视为可变形体,按照严格的变形对应关系,分析回转下沉不同位置的块体变形量与水平力的关系.探索块体结构的平衡-失稳状态转化的临界点,详细分析了关键块在回转下沉过程中,... 以大采高采场基本顶初次断裂对称的关键块为研究对象,将其视为可变形体,按照严格的变形对应关系,分析回转下沉不同位置的块体变形量与水平力的关系.探索块体结构的平衡-失稳状态转化的临界点,详细分析了关键块在回转下沉过程中,作用在其上的水平力变化规律,给出了水平力与回转下沉角度、块体的块度系数以及上覆载荷和块体自身质量的量化关系式,并且给出了关键块发生滑落失稳和回转失稳时块度系数与回转角度的关系,以及关键块平衡时具有承载能力的范围.与传统近似计算方法所得结论比较,结果表明:按照严格的几何对应关系推导的结果比原来方法计算的水平力大了近1倍;关键块自身平衡作用范围增大.给出了关键块承栽能力的回归计算公式,依照此公式可以预测断裂的顶板关键块是否会失稳. 展开更多
关键词 大采高 顶板断裂 关键块 稳定性
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浅埋深厚煤层综放开采顶板断裂力学模型 预览 被引量:19
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作者 陈忠辉 冯竞竞 +1 位作者 肖彩彩 李瑞华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期 449-452,共4页
根据浅埋深特厚煤层综放开采采高大,采空区垮落矸石不充分,不能有效支撑老顶岩梁,造成老顶架后切落的特点,建立了老顶断裂力学模型,利用断裂力学理论推导了老顶的断裂步距和支架的合理工作阻力.结果表明,老顶的断裂步距不仅与老... 根据浅埋深特厚煤层综放开采采高大,采空区垮落矸石不充分,不能有效支撑老顶岩梁,造成老顶架后切落的特点,建立了老顶断裂力学模型,利用断裂力学理论推导了老顶的断裂步距和支架的合理工作阻力.结果表明,老顶的断裂步距不仅与老顶的岩性特征和上覆岩层的荷载有关,而且与支架的工作阻力和水平挤压力有关.对平朔安家岭地下矿综放开采支架合理工作阻力进行分析,理论结果和实测结果比较一致. 展开更多
关键词 浅埋深特厚煤层 综放开采 顶板断裂
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初次断裂前矩形顶板的差分解 预览 被引量:4
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作者 郭保华 姚向荣 涂敏 《安徽理工大学学报:自然科学版》 CAS 2003年第3期 19-23,共5页
给出弹性地基四边夹支平板简化模型,分析初次跨落前顶板的受力机理.采用小挠度弯曲理论的微分方程,建立简化模型的边界条件,用差分法求解方程,并给出算例.结果表明:老顶顶板从中心点开始破坏,破坏沿平行于长边中心线向两边传播.当中心... 给出弹性地基四边夹支平板简化模型,分析初次跨落前顶板的受力机理.采用小挠度弯曲理论的微分方程,建立简化模型的边界条件,用差分法求解方程,并给出算例.结果表明:老顶顶板从中心点开始破坏,破坏沿平行于长边中心线向两边传播.当中心部位破断冒落后,破坏以"O"形向外传递.此结果与已有结论[2]一致,说明差分法可用于顶板破断分析.为"O"形圈理论和顶板来压预报提供了新的理论证据. 展开更多
关键词 矿山压力 矩形顶板 差分解 弹性地基四边夹支平板简化模型 受力机理 顶板断裂
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老顶断裂岩块回转端角接触面尺寸 预览 被引量:16
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作者 侯忠杰 《矿山压力与顶板管理》 1999年第3期 29-31,40,共4页
比较了老顶断裂岩块回转挤压接触尺寸的计算方法,推荐了一种较精确的计算公式。
关键词 岩块回转 挤压 接触面尺寸 顶板断裂 煤矿
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反弹的机理及工程意义 预览 被引量:3
16
作者 谭云亮 杨永档 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1996年第2期 21-23,共3页
本文研究了反弹的机理,指出了用弹性基础梁理论来解决反弹的片面性,并讨论了用反弹进行顶板断裂预报的工程意义。
关键词 顶板断裂 反弹 预报 矿山压力显现
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北票台吉急倾斜水采面坚硬顶板断裂的数值模拟研究 预览
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作者 吴德成 邢长征 《阜新矿业学院学报》 1996年第3期 365-367,共3页
本文简要地介绍了我国典型水采井的坚硬顶板地质力学特征,并运用数值模拟方法分析了急倾斜水采面坚硬顶板断裂机制及相关参量的数理关系。该方法所得的结论与物理相似模糊和现场实测的结果基本吻合。
关键词 急倾斜水采面 顶板断裂 数值模拟 矿井
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坚硬顶板断裂过程的数值模拟 预览 被引量:3
18
作者 梁冰 章梦涛 《矿山压力与顶板管理》 1996年第1期 60-62,共3页
本文给出了采用数值模拟方法研究开采过程中坚硬顶板断裂过程的原理,并对大安山矿702工作面的老顶来压规律及顶板垮落,断裂破坏过程进行了数值模拟研究,模拟结果为该矿的顶板管理提供了科学依据。
关键词 顶板断裂 数值模拟 煤矿
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关于“反弹”及其工程意义的评述 预览 被引量:4
19
作者 谭云亮 杨永杰 《东北煤炭技术》 1995年第2期 27-31,共5页
借助三维非线性有限元计算和现场实测结果,对“反弹”机理、影响因素、显现特征与顶板断裂的关系进行了探讨,并对其工程意义作了评述。
关键词 顶板断裂 反弹 预测 矿山支护
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单轨运输在掘进工作面的应用
20
作者 梁纪增 梁啸林 《矿山机械》 北大核心 2008年第22期60-60,共1页
告成矿21041上副巷(南段)掘进工作面使用36号U形钢单棚支护,掘进断面为13m^2,巷道净高3.2m,净宽4.9m,采用机轨合一的运输方式。2008年4月,该掘进工作面受压变形严重,顶板断裂开始出水,出水量为10m^2/h,而且压力一直紧跟掘... 告成矿21041上副巷(南段)掘进工作面使用36号U形钢单棚支护,掘进断面为13m^2,巷道净高3.2m,净宽4.9m,采用机轨合一的运输方式。2008年4月,该掘进工作面受压变形严重,顶板断裂开始出水,出水量为10m^2/h,而且压力一直紧跟掘进头。经研究决定,对该巷采用3m(梁)×2.8m(腿)穿杆力加固,加固后巷道断面明显减小, 展开更多
关键词 掘进工作面 运输方式 应用 单轨 巷道断面 受压变形 顶板断裂 出水量
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