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复合关键层厚硬顶板诱冲机制与防治技术模式被引量：3: 2024年; 【目的】厚硬顶板是诱发煤矿冲击地压、矿震等灾害的关键因素,其中煤层顶板发育有复合关键层厚硬顶板条件下灾害更为严重,揭示复合关键层厚硬顶板诱冲机制,构建防治技术模式迫在眉睫。【方法】运用物理相似模拟和力学分析等方法,建立复合关键层硬顶板和其非协同破断判识方法,揭示复合关键层厚硬顶板诱冲机制,优选防冲技术模式。【结果和结论】结果表明:(1)复合关键层厚硬顶板呈现“大-小”周期来压规律,来压期间声发射频次和微震能量分别为非来压的5.3倍与7.3倍;上、下位关键层厚硬顶板同步破断扰动叠加,叠合“周期”和“见方”来压效应诱发大型冲击地压灾害。(2)建立了以中性轴线为基础的复合关键层判识模型,两层及以上关键层厚硬顶板形成复合关键层前提是梁模型横截面上剪切应力不超过对应的抗剪强度。(3)形成了“悬臂梁”和“砌体梁”两种模式下合理破断线距离定量判识方法,提出了复合关键层厚硬顶板上、下单层和双层协同3种水力压裂卸压技术模式。(4)分析显示下位关键层压裂主要改变了厚硬顶板关键层完整性和强度,缩短了来压步距,无法控制上位关键层“拱壳”结构大能量冲击地压;上位关键层压裂控制“大周期”破断扰动载荷,减弱了复合关键层耦合效应,大幅降低冲击地压危险性,是冲击地压主控层位,“上-下位”关键层协同压裂为最优卸压防冲模式。该研究成果将为复合厚硬顶板冲击地压地压、矿震灾害区域的精准防治提供重要依据。; 郑凯歌郑凯歌袁亮张平松; 关键词：冲击地压复合关键层

复合关键层顶板矿震发生的理论与实验研究: 矿震是煤矿开采中的一种矿山动力现象,对井下开采和作业人员生命安全造成了极大的威胁。因此,控制矿震发生是我国煤矿安全生产领域亟待解决的工程问题。本文采用现场调研,实验研究,理论分析和数值模拟等研究方法,开展矿震发生及分布特...; 张苑玉; 关键词：矿震复合关键层顶板断裂数字散斑相关方法

一种软基岩薄煤层顶板复合关键层破断失稳判定方法: 本发明公开了一种软基岩薄煤层顶板复合关键层破断失稳判定方法，包括：构建软基岩薄煤层顶板复合关键层的顶板力学模型，其中顶板力学模型包括第一岩块和第二岩块；基于顶板力学模型，得到第一力学方程；基于所述顶板力学模型的坐标轴受力...; 李季吴洁琪陈朝森董继辉郑英建陈忠

一种软基岩薄煤层顶板复合关键层破断失稳判定方法: 本发明公开了一种软基岩薄煤层顶板复合关键层破断失稳判定方法，包括：构建软基岩薄煤层顶板复合关键层的顶板力学模型，其中顶板力学模型包括第一岩块和第二岩块；基于顶板力学模型，得到第一力学方程；基于所述顶板力学模型的坐标轴受力...; 李季吴洁琪陈朝森董继辉郑英建陈忠

复合关键层综放开采瓦斯运移与抽采耦合规律研究被引量：1: 2023年; 针对复合关键层工作面开采后覆岩裂隙演化及瓦斯运移涌出耦合规律,以王家岭煤矿12313综放工作面为工程背景,通过研究工作面推进后覆岩活动、裂隙演化情况,得到工作面覆岩裂隙分布特征,建立数值模型,分析卸压瓦斯运移规律。最终将研究结果应用于12313综放工作面现场瓦斯治理及效果检验。结果表明:12313综放工作面复合关键层初次破断步距为49.84m,走向模型的垮落带和裂隙带组成的“两带”高度为121.1m,切眼侧和工作面一侧的裂隙区宽度分别为45.6m和44.6m,切眼和工作面的垮落角分别为62°和60°,倾向模型的垮落带和裂隙带组成的“两带”高度为115m,运输巷一侧和回风巷一侧的裂隙区宽度分别为37m和40m,运输巷和回风巷的垮落角分别为62°和63°;12313综放工作面施加“高位定向钻孔+回风巷埋管”抽采措施后,回采过程中上隅角最大瓦斯浓度能够保持在安全范围内,当埋管口深度为17.3m时,上隅角瓦斯浓度达到0.478%,有效解决了上隅角瓦斯超限及积聚问题,可为类似条件下采煤工作面瓦斯治理提供参考。; 董国伟任小亮梁烜铭李典成白成伟安敏鸽; 关键词：复合关键层裂隙演化瓦斯运移上隅角

复合关键层综放开采覆岩裂隙演化与瓦斯运移耦合规律: 王家岭煤矿综放工作面基本顶为复合关键层,高强度回采时,工作面上隅角瓦斯浓度屡屡超限,严重影响矿井正常生产,人员安全受到极大威胁。为实现采煤工作面安全高效开采,研究覆岩破断情况,明确覆岩裂隙演化与瓦斯运移耦合规律至关重要。...; 梁烜铭; 关键词：复合关键层瓦斯运移规律瓦斯治理上隅角

多复合关键层破断规律及含夹矸高韧性顶煤弱化技术研究: 综合机械化放顶煤开采方法效率高、生产系统简单、对煤层厚度变化的适应性强，是提高厚煤层工作面生产效率和煤炭产量的常用工艺，但针对部分特殊且复杂的地质条件，往往顶煤放出率低、放煤效果差，造成大量煤炭资源的浪费。本文以新疆榆树...; 武兆鹏; 关键词：放顶煤开采复合关键层顶煤弱化

大采高工作面复合关键层顶板支架—围岩力学模型被引量：2: 2020年; 以长平煤矿Ⅲ4303回采工作面为研究背景,依据实测的上覆岩层赋存条件和力学特征,用关键层理论判别得出工作面上覆岩层含3层关键层,回采时关键层之间相互影响形成复合关键层;根据回采期间矿压监测推演上覆岩层运移规律,构建关键层破断前后力学模型,采用静力学理论建立支架-围岩之间的力学平衡关系式,分析亚关键层1、亚关键层2和主关键层厚度、煤体塑性区范围、煤体支承应力、采空区矸石支承应力、断裂角度、断裂步距等各因素对支架阻力的影响。通过多因素确定大采高支架阻力范围,并提出顶板控制的基本方法。; 李根威万志军; 关键词：大采高复合关键层

分布式光纤监测的采场巨厚复合关键层变形试验研究被引量：13: 2020年; 为了深入探究采场上覆巨厚复合关键层的移动变形规律,以义马矿区的地质条件为背景,利用计算机软件(KSPB)判别覆岩关键层位置;根据高位关键层与工作面推进长度的空间位置关系,结合符拉索夫厚板理论对其进行力学分析与计算;搭建三维立体模型(3.6 m×2.0 m×2.0 m)进行物理模拟试验,采用压力传感器测试采场支承压力,分布式光纤传感技术(BOTDA)监测覆岩动态变形过程,多点位移计测试岩层内部位移,并将3种测试结果进行综合对比分析。结果表明:复合关键层破断距理论计算值与物理模型试验测量值基本一致,传感光纤频移峰值在数值、位置、形状上的变化可反映覆岩关键层弯曲变形、破断、回转的动态演化过程;当工作面1推进至960 m时,40 m厚亚关键层一细砂岩(煤层上方112 m位置)中的传感光纤V 11出现了4次频移峰值,分别为438.98,313.85,304.27和288.97 MHz,发生了4次破断,初次破断距为368 m,周期破断距为186 m,处于垮落带;160 m厚亚关键层二下组巨厚砾岩(煤层上方225 m位置)中的传感光纤V 12出现了1次频移峰值,为165.94 MHz,仅发生1次破断,初次破断距为736 m,但结构未失稳,处于裂隙带;250 m厚主关键层上组巨厚砾岩(煤层上方386 m位置)中的传感光纤V 13最大频移峰值为38.61 MHz,远远小于光纤V 11和V 12的频移峰值,仅发生微小弯曲变形,处于弯曲下沉带。工作面2覆岩变形规律与工作面1趋势基本一致,但关键层在工作面1的破断距离比工作面2大。随开采范围增大,巨厚复合关键层自下而上逐步发生破断,会出现同步和非同步破断现象,增大了采场围岩失稳的不确定及控制难度,易诱发矿井动力灾害。; 柴敬雷武林杜文刚张丁丁张丁丁马哲; 关键词：分布式光纤传感

特厚煤层综放复合关键层顶板运动规律研究被引量：1: 2019年; 以徐矿集团新疆库车县榆树田煤矿为工程背景,针对榆树田煤矿110501首采工作面在初采阶段顶板来压不明显、上覆顶板岩层存在复合关键层结构特征等特点,通过理论计算分析、数值模拟、现场实测等手段,对榆树田煤矿110501首采工作面初采期间上覆岩层移动破断规律特征、上覆顶板岩层复合关键层对工作面来压步距的影响等进行研究分析。; 曹卫军; 关键词：特厚煤层顶板运动规律

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