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采礦與巖層控制工程學報

期刊英文名:Journal of Mining and Strata Control Engineering

  《采礦與巖層控制工程學報》由康紅普院士擔任主編,國家煤礦安全監察局主管,煤炭科學研究總院主辦,天地科技股份有限公司開采設計事業部(煤炭科學研究總院開采研究分院)承辦,更名自《煤礦開采》,創刊于1991年。
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  • 采礦與巖層控制工程學
    采礦與巖層控制工程學
  • 作者(Author):左建平于美魯胡順銀宋洪強魏旭史月左書豪
    關鍵詞(KeyWords):厚板 實驗研究 初次破斷基本頂

    摘要:頂板破斷是采場礦壓顯現的根本原因 ,現有很多成果是基于梁或薄板模型而來 ,而頂板的厚度直接影響了頂板的破斷行為。自主研制了采空區頂板破斷模擬實驗裝置 ,在均布載荷作用下對四邊固支不同厚度頂板進行了破壞實驗研究。實驗結果驗證了薄板基本以沿長邊的 “O-X”型斷裂模式為主 ,而厚板不僅有沿長邊的 “O-X”型和沿短邊的 “O-X”型斷裂模式 ,還有 “O-?.”型的斷裂方式。研究結果表明 :薄板破斷主要受到最大彎曲應力的影響。隨著板厚度增加 ,橫向剪切力的作用在加強 ,此時厚板的破壞主要受到彎曲和剪切耦合作用 ,導致其破壞行為更為復雜。
  • 作者(Author):朱萬成牛雷雷李少華李帥
    關鍵詞(KeyWords):巖爆 動態擾動 蠕變-沖擊試驗 時滯性 巖石損傷

    摘要:在深部巖體工程中 ,爆破等開挖擾動是觸發巖爆的關鍵性因素 ,然而巖爆通常是滯后于爆破擾動一段時間才發生 ,表現出明顯的時滯性 ,這給巖爆的預測和預警帶來了巨大的困難。巖石蠕變-沖擊力學行為的研究是揭示滯后型巖爆的力學基礎。因此 ,蠕變-沖擊受力條件下巖石的力學特性研究具有重要的理論意義與工程應用價值。本文闡述了巖石蠕變-沖擊力學特性研究的工程背景及意義 ,重點介紹了蠕變加載條件下巖石的力學特性、巖石蠕變-沖擊試驗研究的現狀 ,并綜述了蠕變-沖擊載荷下巖石力學行為的研究進展。在此基礎上 ,展望了巖石蠕變 -沖擊力學研究的未來發展趨勢 ,其中包括試驗設備的改進與試驗方法、蠕變-沖擊過程中巖石的損傷表征、巖石在蠕變-沖擊條件下的本構關系、該試驗研究對于巖體損傷與破壞預測預警的理論意義等方面 ,指出了未來巖石蠕變-沖擊力學性能研究的方向。
  • 作者(Author):張農韓昌良謝正正
    關鍵詞(KeyWords):連續梁頂板圍巖分類時效特征柔性錨固單一化支護

    摘要:結合應力強度因子、工程環境要素、頂板賦存結構等綜合指標 ,提出以空頂自穩距離為基礎參數的煤巷圍巖分類方法 ,為分類實施高效掘進提供依據。針對煤巷頂板變形失穩和支護時效特征,揭示應力雙向連續傳遞的穩定機理 ,建立低損傷連續梁控頂理論 ;研發不受巷道高度限制的柔性錨固技術 ,突破復雜條件高密度錨桿錨索組合支護技術的瓶頸 ,形成跨界長錨固大間排距單一支護技術。在鄂爾多斯礦區深部大斷面煤巷創造了單排小循環施工、1.5m排距單一化柔性錨桿支護、月進1040m的掘進速度 ,形成了西部千萬噸級深部礦井安全高效開采相匹配的高效快掘支護技術。
  • 作者(Author):張吉雄鞠楊張強巨峰肖昕張衛清周楠李猛

    摘要:大規模高強度的采礦活動導致了嚴重的生態環境破壞 ,為了實現礦山生態環境低損害開采,必須遵循生態環境低損害采前規劃的理念 ,從源頭走生態環境低損害開采的自主創新之路。總結了采礦活動造成的生態環境破壞表現形式 ,闡述了生態環境損害開采模式與分類 ,分析了生態環境低損害開采的評價依據、評價指標及評價標準 ,明確了生態環境低損害開采的內涵 ,給定了生態環境低損害的“生態閾限”,提出了將采礦活動 “開采閾限”導致的生態環境損害約束到“生態閾限”之內的礦山生態環境低損害開采理念。進一步給出了生態環境低損害開采的設計方法 ,闡述了集綠色開采、深地開發、智能采礦、未來礦業等主要研究方向的典型代表技術為一體的生態環境低損害開采技術體系。開灤集團唐山礦的工程實踐證明了充填開采等典型生態環境低損害開采技術工程示范效應。未來將從指標體系構建、開采損害評測、開采方法創新、開采系統融合等方面繼續創新完善生態環境低損害開采的技術體系與基礎理論 ,以期為實現煤炭及伴生資源的綠色化開采提供有力的技術支持。
  • 作者(Author):許家林軒大洋朱衛兵王曉振
    關鍵詞(KeyWords):關鍵層部分充填建筑物下采煤巖層移動綠色開采

    摘要:建筑物 (村莊 )下壓煤開采一直是困擾我國煤礦的重大技術難題。針對充填采煤技術面臨的難點與挑戰 ,結合煤系層狀覆巖移動特點和控制要求研發了基于關鍵層控制的部分充填采煤技術。研究揭示了覆巖關鍵層對地表沉陷控制機理;建立了基于關鍵層控制的地表沉陷控制模型及部分充填采煤的設計方法 ;研發了采空區條帶 (墩柱)充填、冒落區嗣后充填和覆巖隔離注漿充填等部分充填采煤技術,已在淮北、淄博、陽泉、皖北等礦區10余對礦井的40余個工作面成功應用。部分充填采煤技術充分利用了覆巖結構的自承載能力,減少了充填工作量、降低了充填成本,是高效低成本的建筑物壓煤充填開采技術。
  • 作者(Author):王家臣
    關鍵詞(KeyWords):采動應力巖層控制覆巖科學開采智能開采

    摘要:煤炭科學開采是煤炭行業追求的目標 ,采動應力與巖層控制研究可以促進煤炭安全開采、提升自動化與智能化開采效率、保護地下水與地面環境、實現煤炭及共伴生資源協調共采 ,是實現煤炭科學開采的基礎。采動應力可數倍于原巖應力 ,偏應力和采動卸壓是促使圍巖破壞的主要因素,在一些長工作面頂板會發生分區破斷現象 ,要充分重視采場圍巖控制的系統剛度原理 ,對一些特厚煤層和薄基巖煤層開采的頂板運動及載荷邊界尚不清楚。隨著開采理念和技術進步 ,巖層控制研究也遇到了一些新問題 ,今后需更多地關注覆巖運動、底板破壞與突水、裂隙巖體、地質構造等問題。由于煤炭開采更多研究的是巖層破壞后的力學行為 ,破壞后的巖層是以塊體組合、非連續體為主 ,其宏觀運動以接觸面位移、大變形為主要特征 ,需要提出針對性的研究方法 ,開發專用的儀器設備 ,完善煤炭開采巖層控制研究體系。
  • 作者(Author):康紅普徐剛王彪謀吳擁政姜鵬飛潘俊鋒任懷偉張玉軍龐義輝
    關鍵詞(KeyWords):煤礦采煤方法裝備巖層控制沖擊地壓特殊采煤

    摘要:開采方法與裝備及巖層控制技術是保證煤炭正常生產的核心技術。介紹了改革開放40a來我國采煤方法與裝備、巖層控制理論與技術、特殊采煤與礦區生態環境保護技術的發展歷程。基于煤炭科學研究總院開采研究分院主持和參與的科研項目,總結了40a來煤炭開采與巖層控制技術取得的研究成果。包括薄及中厚煤層、厚煤層一次采全高綜采技術與裝備,厚及特厚煤層綜采放頂煤開采技術與裝備,及智能化開采技術與裝備;采場覆巖運動與破斷規律 ,巖層結構假說,液壓支架與圍壓相互作用關系,及堅硬和破碎頂板控制技術;巷道錨桿支護理論與成套技術,破碎圍巖注漿加固技術,及高應力、強采動巷道水力壓裂卸壓技術;沖擊地壓發生機理,沖擊危險區域評價技術,沖擊地壓實時監測、預警及綜合防治技術;開采沉陷理論 ,建(構)筑物下、近水體下、承壓水上開采等特殊采煤技術,及礦區生態環境保護技術。40a的研究與實踐表明 ,我國煤礦已形成具有中國特色的煤炭開采與巖層控制成套技術體系 ,為煤礦安全、高效、綠色開采提供了可靠的技術保障。最后 ,提出了煤炭開采與巖層控制技術的發展方向與建議。
  • 作者(Author):高富強
    關鍵詞(KeyWords):數值模擬煤礦開采巖石力學動力破壞

    摘要:隨著計算機軟、硬件的飛速發展,數值模擬工具在各種尺度上模擬物理現象的能力及相關的計算能力都取得了重大進展。在巖石力學領域,數值模擬方法已經被廣泛應用于評估復雜巖體的力學響應、研究巖體變形和破壞機理等方面,成為巖石工程和采礦工程領域常用甚至必備的手段。探討了采用數值模擬分析解決地下煤礦開采中典型的巖石力學問題時應注意的關鍵問題,包括數值模擬方法的選擇、煤巖體力學參數的確定、本構模型的選取、巷道圍巖破壞機理分析、蠕變及沖擊地壓的時間因素及采空區頂板覆巖周期性垮塌,以期為地下煤炭開采研究人員提供參考。

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