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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
倾斜综放工作面双层叠加煤柱诱冲机理及安全开采技术
  • 作者

    王高昂朱斯陶姜福兴张修峰王绪友舒凑先韩跃勇陈洋满超

  • 单位

    北京科技大学土木与资源工程学院山东能源集团有限公司兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿东华理工大学核资源与环境国家重点实验室

  • 摘要
    以新疆硫磺沟煤矿上保护层遗留煤柱下综采工作面过联络巷为工程背景,通过现场调研、理论分析、数值模拟和微震监测等方法对倾斜综放工作面双层叠加煤柱诱冲机理及安全开采技术进行研究,结果表明:孤立煤体在自重应力、4-5煤层遗留煤柱集中应力和工作面超前支承应力综合作用下应力高度集中,当叠加总应力超过孤立煤体极限承载能力时,容易诱发冲击地压灾害;建立了双层叠加煤柱工作面煤体整体失稳诱冲力学估算模型,通过数值模拟计算研究了煤柱应力集中机制和双层叠加煤柱工作面回采应力演化规律;针对双层叠加煤柱诱冲机理制定了工作面过双层煤叠加影响区的安全回采技术方案,微震监测结果验证了技术方案的安全性和有效性。
  • 关键词

    遗留煤柱孤立煤体应力集中失稳冲击安全开采

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点研发计划项目(2022YFC3004604);中国科协青年人才托举工程项目(2021QNRC001);江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ200719);江西省博士后基金项目(2020KY43);
  • 文章目录
    1 工程概况
    1.1 回采工作面概况
    1.2 中部联络巷掘进动力显现
    1.3 倾斜综放工作面冲击危险性预测
    2 倾斜综放工作面双层叠加煤柱失稳诱冲力学机制
    2.1 上层遗留煤柱诱发静应力集中分析
    1) 遗留煤柱受力分析
    2) 遗留煤柱传递应力分析
    2.2 工作面开采孤立煤体区静应力集中分析
    1) 应力集中阶段。
    2) 应力均化阶段。
    3) 应力转移阶段。
    2.3 工作面采动超前支承应力分析
    2.4 工作面煤柱区开采冲击危险性分析
    3 双层煤柱叠加效应下倾斜综放工作面开采冲击危险性分析
    3.1 上层遗留煤柱传递应力分析
    3.2 工作面孤立煤体应力集中分析
    3.3 回采工作面应力演化分析
    4 工作面安全回采技术方案
    4.1 加强卸压措施
    1) 巷道预卸压措施
    2) 煤壁预卸压措施
    4.2 降低推采速度
    4.3 加强监测预警
    1) 微震监测
    2) 应力监测
    3) 钻屑法监测
    4.4 加强支护
    5 安全回采技术防治效果分析
    5.1 “一孔多用”效果分析
    5.2 低速—匀速推采效果分析
    5.3 过联络巷微震规律分析
    6 结 论
  • 引用格式
    王高昂,朱斯陶,姜福兴,张修峰,王绪友,舒凑先,韩跃勇,陈洋,满超.倾斜综放工作面双层叠加煤柱诱冲机理及安全开采技术[J].采矿与安全工程学报,2023,40(01):36-47.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0428.
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