期刊,采矿与安全工程学报 2024年卷3期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

采矿与安全工程学报

中国矿业大学中国煤炭工业劳动保护科学技术学会

主办单位：中国矿业大学中国煤炭工业劳动保护科学技术学会

主　　编：缪协兴

出版周期：双月刊

国际刊号：1673-3363

电子邮箱：gpsc@cumt.edu.cn

电　　话：0516-83885490、83885761

邮政编码：221116

地　　址：江苏徐州市中国矿业大学矿压中心站

采矿与安全工程学报/Journal Journal of Mining and Safety EngineeringCSCD北大核心CSTPCDEI

查看更多>>本刊于1984年创刊，原刊名《矿山压力》，半年刊，系煤炭学院内部发行。1990年更名为《矿山压力与顶板管理》，季刊，经国家科委批准，取得正式刊号，在国内外公开发行。2006年再次更名为《采矿与安全工程学报》，本刊适宜煤炭生产企业、高等院校、科研院所的工程技术人员阅读。

正式出版

收录年代

推进速度影响下的上湾煤矿高强度开采覆岩-地表移动特征

李全生任赵鹏张村马健起...

437-449页

查看更多>>摘要：为了获得上湾矿特大采高(8.8 m)工作面高强度开采的覆岩-地表移动特征,对基岩破断移动、地表下沉开裂以及矿压显现进行了系统观测.观测结果表明:与传统厚硬岩层为主导的高强度覆岩移动特征不同,上湾矿12401工作面采动覆岩移动主要受三层控制层的影响,分别为基本顶、关键层以及顶部厚软岩层(缓冲层),且由于推进速度的影响形成了"两带"和"三带"基岩的破坏模式.下位基本顶和关键层共同决定工作面的矿压显现程度;关键层的破断导致基岩整体剧烈沉降,同时由于缓冲层为厚而软的砂质泥岩,具有较强的膨胀性,对开采覆岩移动传导具有一定的缓冲作用,是基岩形成"三带"的关键因素.通过对覆岩-地表移动规律的分析,提出了基于覆岩控制层的地表裂缝主控机理,获得了推进速度影响下的覆岩-地表移动特征,为预防采动地表破坏和实现减损开采提供了科学依据.

关键词：

高强度开采覆岩破坏覆岩-地表移动推进速度控制层

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深部资源开采创新成效分析与思考

张家林杨帆张望王浩...

450-461页

查看更多>>摘要：深部开采是矿产资源开采的必然趋势,提升深部资源开采能力是我国实现"向地球深部要资源"的关键所在,"十三五"国家重点研发计划"深地资源勘查开采"重点专项的设立是解决我国深部资源勘查开采领域技术瓶颈问题的重要举措.简述了深部资源开采亟需重点攻克的瓶颈问题,梳理了"深地资源勘查开采"重点专项在深部岩体力学基础理论、深部建井与提升、深部开采、深部灾害防控等方面的重点任务布局和创新成效,并就后续攻关重点方向进行了展望.此外,就相关重点研发计划项目的管理成效与经验进行了总结,全方位呈现了国家重点研发计划视角下深部资源开采创新成效,同时在项目布局与支持模式等方面提出了建议.

关键词：

深部资源开采国家重点研发计划创新成效科技管理

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急倾斜短壁综放采场围岩采动应力演化规律

王红伟焦建强伍永平蒋宝林...

462-471页

查看更多>>摘要：以新疆龙泉煤矿3-3c急倾斜煤层水平分段短壁综放开采为工程背景,通过物理相似模拟实验和数值计算相结合的研究方法,分析了多分段采场围岩变形破坏规律,量化表征了第一主应力大小、方向演化特征,揭示了采动应力传递演化机理,确定了急倾斜煤层短壁综放开采合理阶段高度.研究结果表明:急倾斜煤层短壁综放采场围岩应力传递路径呈非对称偏转特征,沿采空区上方顶板形成非对称应力包络拱,采空区倾斜中上部岩体应力释放,分段底部靠近顶板侧岩体应力集中.开采一分段至三分段过程中,顶板垮落高度与裂隙发育增幅较小,应力拱高度与采高比值相近,第一主应力集中峰值较小、应力偏转程度较低,多分段采场围岩结构稳定性较好.开采至四分段,顶板发生大面积垮落,垮落矸石冲击底板诱发滑移破坏,发生围岩大范围链式灾害,应力拱高度突增,拱高与采高比值增大.确定合理阶段高度为3个分段高度30 m左右,能有效防止围岩失稳突变诱发链式灾害,从源头消弭采场动力灾害的产生.

关键词：

急倾斜煤层短壁综放第一主应力应力传递路径应力偏转方向阶段高度

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采动地表与输电线塔大板基础协同变形规律研究

赵兵朝赵阳冯杰王京滨...

472-480页

查看更多>>摘要：为保障矿区输电线塔在采动影响下安全运行,通过理论分析和数值模拟探究采动地表与输电线塔大板基础协同变形规律.以某工作面上覆输电线塔大板基础为研究对象,基于基础的破坏形式,建立了大板基础力学模型,结合概率积分法推导得出地表与拉伸区、压缩区及中性区基础的协同变形关系式.理论分析表明:采动基础变形的关键参数有基础弹性模量(Ej)、土体泊松比(μ)、基础根开(bt)、土体弹性模量(E)、电塔自重(P)和基础截面惯性矩(Iy);基础水平变形εj与Ej和μ呈负相关,与地表水平变形ε、bt和E呈正相关;基础倾斜变形ij与地表倾斜变形i、P和bt呈正相关,与Ej和Iy呈负相关.数值模拟表明:拉伸区基础水平变形＞压缩区基础水平变形＞中性区基础水平变形.

关键词：

采动地表变形输电线塔大板基础概率积分协同变形

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硬厚致灾岩层预裂爆破防冲参数优化及工程实践

郝琪曹安业王常彬郭文豪...

481-492页

查看更多>>摘要：针对彬长矿区某矿硬厚粗粒砂岩致灾层预裂爆破效果不佳的问题,采用数据分析、数值模拟及工程试验等方法研究了预裂爆破关键参数,模拟分析了岩石抗拉强度、炸药装药密度、不耦合系数及爆破孔间距对预裂爆破效果的影响,优化了针对粗粒砂岩层的爆破参数.结果表明:开展预裂爆破工程时,应当考虑爆破参数与岩层抗拉强度相适应,避免炸药能量浪费在破碎区、削弱裂隙区裂纹扩展尺度;较小炸药装药密度下,增大装药密度明显促进爆破裂纹扩展,而较大装药密度下促进作用不明显,易导致破碎区范围明显增大,浪费炸药能量;不耦合系数的最佳区间为1.42～1.58,此区间外裂纹扩展尺度较小,爆破效果不理想;增大炮孔间距,孔间裂纹贯通趋势减弱,爆破效果变差,较优的炮孔间距为10m.优化了粗粒砂岩层的爆破参数,现场试验后工作面来压步距与支架阻力明显降低,大能量微震事件总能量与事件数占比显著降低,卸压效果较好.研究结果可为硬厚岩层预裂爆破参数设计提供参考.

关键词：

硬厚岩层冲击地压预裂爆破裂纹扩展爆破参数优化

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矿震诱发巷道冲击地压力学机制及判别准则研究

朱小景潘一山齐庆新肖永惠...

493-503页

查看更多>>摘要：针对目前矿震诱发巷道冲击地压机制不清晰、理论研究不完善的问题,建立圆形巷道弹塑性软化力学模型,基于巷道围岩软化区能量和矿震波能量,提出矿震诱发巷道冲击地压的软化区能量极值判别准则.将软化区外边界矿震波能量与临界软化区能量之比定义为统一能量指数,并作为矿震能否诱发巷道冲击地压的判别依据,当统一能量指数小于等于1时,表明没有多余能量推动软化区煤体冲向巷道内,即矿震不会诱发巷道冲击地压;当统一能量指数大于1时,表明有多余能量迫使软化区煤体冲向巷道内,即会诱发巷道冲击地压.冲击地压发生时,用巷道快速收缩位移表征冲击地压破坏程度,且巷道快速收缩位移随着围岩临界软化区能量呈指数下降,随着软化区外边界矿震波能量呈线性上升.通过相似模拟试验和数值模拟,验证了理论分析的合理性和正确性.

关键词：

冲击地压临界软化区能量软化区外边界矿震波能量统一能量指数巷道快速收缩位移

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基于扰动和层间作用的硬岩层爆演化及预测

张晓君刘啸王宇晨

504-510页

查看更多>>摘要：针对工程岩体层爆研究的不足,根据现场及室内试验硬岩层爆现象,分析硬岩层爆演化,建立层爆演化模型,定义爆裂松脱力,考虑工程扰动和层间关系,结合巷(隧)道开挖前后岩爆层演化,针对演化进程分别建立层爆预测模型,确定层爆发生的必要条件和充要条件.结果表明:理论分析结果与现场实际情况基本一致,给出的预测模型和层爆发生条件是合理和适用的;考虑卸荷致拉、工程扰动和层间关系,得出层爆演化过程爆裂松脱力计算式,层爆第1层可认为是岩爆关键层,控制关键层是控制连锁性层爆的关键,应该把强化和加固关键层作为岩爆控制重点;根据能量演化情况,得出工程岩体发生层爆的层数计算式,在同等情况下,岩爆倾向性硬岩更易诱发层爆并产生更多的层数;得出工程岩体围岩发生层爆的临界载荷、最小值及临界厚长比,随着厚长比的减小,临界应力降幅明显,随着垂直应力减小,临界厚长比减小;考虑工程扰动和层间关系情况下,层爆更易发生,层爆范围也更大,也更符合实际;提出层爆控制的关键层理论,通过施工高密度预应力短锚杆,构建锚杆组合梁,形成由锚固区深度决定的新的关键层,将有效降低层爆发生概率及层数,控制层爆的发生.

关键词：

层爆硬岩层间作用工程扰动预测模型

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基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法

杨旭刘亚鹏曹安业刘耀琪...

511-521页

查看更多>>摘要：为解决当前冲击地压时间与空间预测协同难、微震数据时空特征挖掘不充分的困境,结合深度学习相关理论与方法,提出了基于微震多维信息融合的冲击地压全时空预测方法,该方法主要包括微震时空特征指标、时间预测以及空间预测3个模块,设计了基于主成分分析和核密度估计的微震时空特征指标构建方法,在此基础之上,构建了基于深度循环神经网络的冲击地压时间预测模型,提出了基于长短期时间窗融合的冲击地压空间预测方法,从而实现了冲击地压时间-空间协同的全时空预测.此外,为了评估所提方法的有效性,在内蒙古鄂尔多斯矿区某冲击危险工作面进行了工程应用测试,测试时间段共出现13条大于105 J的大能量微震事件,在时间预测方面,对于大能量事件的时间预测结果为10个强危险、3个中等危险,并且整个测试阶段模型误报率仅为0.133.在空间预测方面,对于大能量事件的空间预测结果的分布区域为6个强危险、3个中等危险、4个弱危险.实验表明该方法可满足工程应用的需求,研究成果可为冲击地压监测预警提供参考与借鉴.

关键词：

冲击地压全时空预测微震时空特征指标深度循环神经网络

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叠合采动下围岩破坏区非均匀扩展机理及巷道稳定控制

刘洪涛韩子俊韩洲霍天宏...

522-532页

查看更多>>摘要：为揭示叠合采动影响下围岩的变形破坏特征,以羊场湾矿160206工作面为工程背景,通过现场监测、理论分析计算、数值模拟和现场工程试验的综合研究方法,研究叠合采动应力场下回风巷围岩的应力场演化规律和塑性区形态分布特征,揭示煤层巷道在叠合采动影响下的非均匀扩展机理.结果表明:上下区段的叠加采动影响导致160206工作面前方回风巷处于高偏应力环境,这是造成回风巷发生非对称破坏的主控因素;叠合采动巷道在高偏应力作用下塑性区呈蝶形形态,且蝶叶向采空区一侧偏转,围岩塑性区形态呈煤壁帮顶板及煤柱帮底板破坏范围大的非均匀扩展特征.据此,提出采用非对称长短锚杆索协调加强支护、超前单元支架及钻孔卸压的联合支护技术,在叠合采动影响区域进行工业性试验,取得良好的效果.

关键词：

围岩控制塑性区采空区非均匀破坏叠合采动

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深部厚煤层采动巷道失稳特征及锚网索注梯级支护技术

陈梁孟庆彬戚振豪刘滨...

533-548页

查看更多>>摘要：随着煤炭开采深度的增加,采动巷道大变形、难支护、反复修复等问题较为突出.针对深部厚煤层采动巷道支护难题,采用钻孔成像仪探测深部厚煤层采动巷道围岩松动破碎区分布特征及范围,采动巷道松动破碎范围约为2.8～3.7 m,属于大松动圈不稳定围岩.开展深部厚煤层采动应力分布规律及巷道失稳特征相似材料模型试验与FLAC3D数值模拟分析,揭示工作面回采时采动应力传递规律及采动巷道围岩变形场、应力场与塑性区的分布特征,确定深部厚煤层工作面停采线距离巷道约50 m,以降低采动应力对煤层底板巷道稳定性的影响.基于理论分析及支护结构承载特性模型试验等,提出深部厚煤层采动巷道锚网索注梯级支护技术,并成功应用于郭屯煤矿-808 m水平进风大巷支护工程实践.现场矿压监测结果表明,采动巷道围岩变形持续约60 d后趋于稳定,围岩顶板最大下沉量为71～75 mm、底板最大鼓起量为63～69 mm、帮部最大内挤量为94～118 mm,未发生冒顶与片帮等事故,取得良好的支护效果.

关键词：

深部厚煤层采动巷道失稳特征锚网索注支护

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