“康红普院士学术思想”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“康红普院士学术思想”专题

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康红普(1965.11.16- )采矿工程专家。山西五台人。1985年毕业于山西矿业学院，1991年获中国矿业大学采矿工程博士学位。现任中国煤炭科工集团有限公司(煤炭科学研究总院)开采设计研究分院副院长，研究员，博士生导师。

长期从事煤矿巷道支护理论与技术研究工作。发明了煤矿井下巷道围岩地质力学测试方法与仪器，揭示出巷道围岩地质力学参数分布规律;开发出基于地质力学测试，以锚固与注浆为核心的煤矿巷道安全高效支护成套技术体系。研究成果在我国煤矿得到广泛应用，简化了煤矿生产系统，提高了煤矿安全度与生产效率，推动了我国煤矿巷道支护技术的变革与发展，提升了我国煤矿巷道围岩控制理论与技术水平。获国家科技进步一等奖1项，二等奖3项。获国家发明专利10余项。出版专著3部，发表论文120余篇。

2015年当选中国工程院院士。

行业视野: 院士
类别; 308个
关键词; 114位
专家; 99篇
论文; 108109IP
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我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望

作者(Author)：康红普, 徐刚, 王彪谋, 吴拥政, 姜鹏飞, 潘俊锋, 任怀伟, 张玉军, 庞义辉

摘要：开采方法与装备及岩层控制技术是保证煤炭正常生产的核心技术。介绍了改革开放40a来我国采煤方法与装备、岩层控制理论与技术、特殊采煤与矿区生态环境保护技术的发展历程。基于煤炭科学研究总院开采研究分院主持和参与的科研项目,总结了40a来煤炭开采与岩层控制技术取得的研究成果。包括薄及中厚煤层、厚煤层一次采全高综采技术与装备，厚及特厚煤层综采放顶煤开采技术与装备，及智能化开采技术与装备；采场覆岩运动与破断规律，岩层结构假说,液压支架与围压相互作用关系，及坚硬和破碎顶板控制技术；巷道锚杆支护理论与成套技术，破碎围岩注浆加固技术,及高应力、强采动巷道水力压裂卸压技术;冲击地压发生机理,冲击危险区域评价技术,冲击地压实时监测、预警及综合防治技术;开采沉陷理论 ,建(构)筑物下、近水体下、承压水上开采等特殊采煤技术,及矿区生态环境保护技术。40a的研究与实践表明 ,我国煤矿已形成具有中国特色的煤炭开采与岩层控制成套技术体系 ,为煤矿安全、高效、绿色开采提供了可靠的技术保障。最后 ,提出了煤炭开采与岩层控制技术的发展方向与建议。

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采矿与岩层控制工程学报

2019年第01期

1428

2557
破碎煤体点载荷强度测试及单轴抗压强度预测分析

作者(Author)：雷顺, 康红普, 高富强, 张晓

摘要：针对破碎煤体获取标准煤样困难，无法直接获得其单轴抗压强度，采用点载荷仪对现场取得圆柱体和不规则两种形式的破碎煤块进行实验室点载荷强度测试，通过数理统计方法对30组测试数据拟合分析，得出煤块点载荷强度指数分布规律以及与等效直径的关系，同时结合以往单轴抗压强度与点载荷强度指数公式及适用范围，获得新元煤矿破碎煤体单轴抗压强度。研究结果表明：煤块点载荷强度指数遵循Weibull分布，随着块体大小变化其分布形式无显著差别。对点载荷测试数据聚类分析，点载荷强度指数与等效直径成反比。通过分析单轴抗压强度与点载荷强度指数关系，得出新元煤矿巷帮破碎区煤体单轴抗压强度处于0.7～4.9 MPa。研究破碎煤体点载荷强度测试以及定量估计其单轴抗压强度，对破碎煤体巷道围岩支护提供依据具有重要意义。

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煤炭科学技术

2019年第04期

503

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中国煤矿井下地应力数据库及地应力分布规律研究

作者(Author)：康红普, 伊丙鼎, 高富强, 吕华文

摘要：收集了采用井下小孔径水压致裂地应力测量装置获得的煤矿地应力数据，以及其它采用应力解除法、水压致裂法等获得的煤矿地应力数据，共计1 357条。在此基础上建立了“中国煤矿井下地应力数据库”，绘制了中国煤矿矿区地应力分布图。分析了我国煤矿井下地应力分布特征和主要影响因素，取得以下研究成果:① 埋深是影响煤矿井下地应力的重要因素。垂直应力总体上随埋深增加不断增大，但数据存在一定的离散性。最大、最小水平主应力总体上也与埋深呈正相关关系，但数据离散性更大。② 在浅部煤矿，地应力类型主要为逆断型应力状态(H>σh>σV);在千米深井，主要为正断型应力状态(V>σH>σh);介于两者之间主要为走滑型应力状态(H>σV>σh)。③水平应力与垂直应力的比值(包括最大、最小水平主应力与垂直应力的比值;平均水平主应力与垂直应力的比值;最大水平主应力与最小水平主应力之差与垂直应力的比值)，埋深越小，这些比值离散性越大，分布范围越广。随着埋深增加，比值的离散性和范围越来越小，并逐渐趋于某一定值。④ 粉砂岩、细砂岩、泥质砂岩和泥岩4类岩性地应力数据统计结果表明，总体上，岩石强度越高，承受的水平应力越大。⑤ 弹性模量较大的岩石，水平应力较高;弹性模量较低的松软破碎岩层，水平应力较低。

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煤炭学报

2019年第01期

2333

1341
大尺寸节理煤体单轴压缩力学行为的离散元模拟研究

作者(Author)：王晓卿, 康红普, 高富强, 赵科

摘要：为研究结构面对节理煤体单轴压缩力学行为的影响,首先基于结构面实测与参数标定试验构建合成煤体模型,然后分别针对REV尺寸煤块与煤体进行不同加载方位的单轴压缩数值试验,分析结构面对节理煤体力学行为的影响机制以及裂隙的形成机制。结果表明:(1)所构建的合成煤体模型可表征研究煤体,其REV为1. 0 m×1. 0 m×2. 0 m;(2)结构面弱化煤体单轴抗压强度与弹性模量,增大煤体单轴压缩变形,弱化/增强程度取决于加载方位与结构面的方位关系;(3)结构面决定煤体单轴压缩破坏方式,煤体表现为平行加载方向的劈裂破坏,加载方位不同劈裂形态不同;(4)提出了可量化评价基质破坏与结构面活化对节理岩体破坏贡献程度的指标:基质破坏贡献比和结构面活化贡献比;(5)平行加载方向的结构面在加载力作用下激活为活化原生裂隙,并在其端部发育出翼裂纹,形成压致拉裂裂隙组合。对于包含非贯穿结构面的煤体,裂隙组合彼此连通形成劈裂裂隙;对于包含贯穿结构面的煤体,贯穿的活化原生裂隙直接形成劈裂裂隙。

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煤炭学报

2018年第11期

741

282
晋城无烟煤结构面剪切参数的试验测定与估算方法

作者(Author)：赵科, 康红普, 王晓卿, 孙志勇

摘要：为研究晋城无烟煤的煤体结构面剪切强度及相关参数,通过对取自寺河煤矿3号煤层的含结构面煤体试样进行不同法向应力下的直剪试验,并对结构面形貌进行三维摄影测量,得到了剪切强度的试验值及估算值。试验结果表明:在低法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13. 0～39. 2 GPa/cm,剪切刚度取值为3. 1～26. 6 GPa/cm,中等法向应力水平下,煤体结构面的法向刚度取值为13. 8～62. 0 GPa/cm,剪切刚度取值为4. 3～18. 2 GPa/cm,煤体结构面黏聚力平均值0. 67 MPa,峰值摩擦角平均值37°,同时结构面法向刚度、剪切刚度、剪切强度都随法向应力增大而增大,实验结果可为数值模拟中参数的选取提供一定参考。对比估算剪切强度值与试验剪切强度值表明,运用JRC-JCS模型能较好的预测煤体结构面剪切强度。

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煤炭学报

2018年第09期

734

242
煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术构想

作者(Author)：康红普, 王国法, 姜鹏飞, 王家臣, 张农, 靖洪文, 黄炳香, 杨宝贵, 管学茂, 王志根

摘要：深地资源开发是我国未来科技发展的重要方向。在分析煤矿千米深井围岩控制及智能开采技术现状和问题的基础上,围绕安全、高效开采这一主题,综合考虑巷道和采煤工作面相互影响,以合理加大工作面长度,实现生产集约化,降低掘进率、提高煤炭回收率为思路,提出要解决的关键科学问题与技术构想。关键科学问题有4个:千米深井巷道围岩大变形机理;巷道围岩支护―改性―卸压协同控制原理;350 m超长工作面应力与覆岩结构演化机理;超长工作面多信息融合智能开采模式,为千米深井围岩控制及智能开采提供理论基础。针对千米深井巷道围岩高应力、强采动的特点,提出巷道支护―改性―卸压"三位一体"协同控制技术,实现高预应力、高强度、高冲击韧性锚杆主动支护,高压劈裂注浆主动改性及水力压裂主动卸压的"三主动"协同作用,解决千米深井巷道围岩控制难题。针对千米深井超长工作面开采过程中覆岩分区破断、矿压动态迁移的特点,以围岩控制为核心,研发液压支架抗冲击技术,开发超长工作面多信息融合的液压支架自适应群组协同控制技术与装备,并系统集成采煤机等其他工作面设备,最终形成千米深井超长工作面智能开采成套技术体系,为深部煤炭资源安全、高效、高回收率开采提供理论与技术保障。

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煤炭学报

2018年第07期

2221

908
基于“顶板-煤壁-支架”综合评价的大采高支架工作阻力研究

作者(Author)：娄金福, 康红普, 高富强, 杨景贺, 李建忠

摘要：针对6.0 m特大采高综采工作面支架适应性评价与工作阻力确定难题,基于大采高采场覆岩“悬臂梁-层间岩层-砌体梁”结构模型,对6.0 m特大采高综采工作面支架合理工作阻力进行了确定,通过数值模拟和大比例尺采场相似模拟实验对支架与围岩控制适应性进行了验证和评价。研究结果表明,大采高综采支架工作阻力的确定要以满足顶板、煤壁等采场围岩控制为前提,并需确保支架良好的位态。支架工作阻力不仅要能支撑垮落带关键层“悬臂梁”破断长度内的岩层载荷,还要能给断裂带下位岩层“砌体梁”结构以平衡力。模拟结果表明,当工作阻力低于10 000 k N时,支架处于满负荷运转状态,活柱下缩量较大,顶板及煤壁变形显著;当工作阻力高于11 000 k N时,采场围岩及支架工况显著改善,据此确定支架合理工作阻力为12 000 k N。生产实践表明,试验工作面支架循环末阻力8 340~10 247 k N,安全阀开启率低于5%,煤壁完整性较好,支架工作阻力满足顶板支护及安全生产要求。

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煤炭学报

2017年第11期

769

344
不同取样深度对煤体力学性能及变化规律的实验室研究

作者(Author)：吴志刚, 康红普, 李文洲, 王洋

摘要：为了研究工作面煤壁近水平钻取不同深度煤体的物理力学参数及变化规律,在陕西何家塔煤矿50105工作面切眼近水平钻取直径147mm左右的煤芯,在实验室加工成标准试件,从开切眼煤帮表面到煤体内部0~2.5m深度,间隔0.5m分为5段不同深度,分别进行单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力、泊松比、内摩擦角等力学参数测试。结果表明:内摩擦角与试件的位置关系不大,弹性模量、泊松比先突变后平缓,但是抗压强度、黏聚力0~2.5m线性增加,抗压强度从17.51MPa增大到28.43MPa,0~0.5m范围内是2~2.5m的62%;黏聚力从5.73MPa增大到9.9MPa,0~0.5m范围内是2~2.5m的58%。

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《煤矿开采》（已更名）

2017年第05期

912

183