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煤炭工程
煤炭工程

章新敏（执行）

月刊

1671-0959

mtgc@coale.com.cn

010-82276677、6679

100120

北京市德外安德路67号

煤炭工程/Journal Coal Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊报道内容包括煤炭工业有关方针、政策、法规；交流煤炭工业基建体制深化改革经验，报道工程项目建设、设计施工中的新成就、新经验、新动向和各专业采用的新技术、新设备、新工艺、新材料的先进经验。直接涉及到的专业有采矿、机电、机制、土建、选煤、环保、技经、管道运输、公路、铁路、桥涵、暖卫、给排水等。
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    成熟区块煤层气加密井堵漏工艺优选

    李蜀涛朱韩友尹中山钱程...
    70-77页
    查看更多>>摘要：为解决沁水盆地成熟区块加密井钻井施工过程中井漏的问题,基于研究区块实钻井身结构,建立三维井筒裂缝模型,采用Ansys-Fluent软件分别模拟常规堵漏浆、承压堵漏浆、凝胶堵漏浆在地层裂缝中的流动情况,并利用现场施工实例对仿真结果进行验证.结果表明:堵漏耗时方面,凝胶堵漏<承压堵漏<常规堵漏;固井环空水泥返高方面,凝胶堵漏>承压堵漏>常规堵漏;完井承压耗时方面,凝胶堵漏<承压堵漏<常规堵漏;结合三种堵漏工艺的优缺点表明:若发生单点漏失,且漏失层位明确,则采用凝胶堵漏效果较好;若漏失点较多,且漏失层位不明确,则采用承压堵漏效果较好.此外,优选堵漏工艺结合井口加压工艺相对于常规静止堵漏工艺,堵漏耗时更短,漏失地层承压能力更高,堵漏效果更好,且所需承压设备现场易制作,操作简单,适用性更强.

    沁水盆地煤层气井漏堵漏工艺常规堵漏承压堵漏凝胶堵漏

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    浅埋煤层综放开采导水裂隙发育特征及隔水层稳定性研究

    张金金杜航张嘉晨訾龙...
    78-85页
    查看更多>>摘要：针对我国西北浅埋煤层保水开采关键隔水层N2 红土稳定性不足及水资源保护等问题,研究了陕北榆神矿区薄基岩厚土层典型工作面综放开采导水裂隙发育特征及其对N2 红土隔水层稳定性的影响程度.结果表明:理论计算得到导水裂隙带发育高度为 57.9～113.9 m,现场实测所得结果121.10～139.79 m;数值模拟分析不同工作面推进距离下导水裂隙带发育规律,当工作面走向长度达到170 m后,导水裂隙高度增长缓慢,最大值为96.5 m,煤层开采导水裂隙带贯穿基岩后基本发育至N2 红土层底部;基于层次分析方法(AHP)构建N2 红土层采动损害评价模型,明确了影响N2 红土关键隔水层稳定性的主要因素,基于导水裂隙带发育高度、红土层厚度、红土层与主采煤层间距因素评价结果,并考虑红土层残余厚度进行保水开采结果评价,确定隔水层稳定判据,提出基于裂隙发育特征的隔水层稳定性评价方法.研究结果对于陕北煤田类似条件煤炭绿色开采及保水采煤具有重要参考意义.

    保水开采导水裂隙数值模拟隔水层稳定性层次分析

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    复采工作面煤自燃危险区域划分及综合治理技术研究

    王崇景杨峰李可可刘硕...
    86-92页
    查看更多>>摘要：针对运河煤矿F1301 复采工作面煤自然发火事故,基于F1301 工作面开采的实际情况,对工作面自然发火隐患进行分析,根据进回风巷钻孔的气样数据将工作面巷道两侧采空区煤自燃的危险程度分为高风险、一般风险和低风险三个级别,对此提出防灭火监测监控系统及综合治理技术,并在实际工程中得到应用,应用结果表明,各观测钻孔内CO浓度整体呈现波动下降趋势,最终稳定在0.024‰以下,有效抑制了采空区内遗煤的氧化进程,消除了F1301 工作面开采过程中邻近1301、1302 采空区的煤自燃隐患,有利于保障F1301 工作面后续的顺利回采.

    煤自燃矿井防灭火自燃危险区划分治理技术

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    布尔台矿综采工作面主运巷道矿压显现规律研究

    范东林陈苏社王庆雄王巍...
    93-97页
    查看更多>>摘要：针对神东矿区特大型矿井在较深开采深度下矿压显现规律研究不足的问题,以布尔台煤矿22209 综采工作面为工程背景,研究较深埋深条件下高开采强度综采工作面主运巷道矿压显现规律,结果表明:巷道表面位移监测显示,主运巷道顶板、正帮、副帮均未发生明显变形,巷道围岩变形可控;煤壁钻孔应力监测显示,在距离煤壁 45 m左右的位置开始进入超前应力影响区域,应力值增幅开始明显,在10 m左右位置应力增幅明显增大,煤壁可能会出现帮鼓、片帮,甚至存在炸帮的可能性,推测此段处于超前支承压力峰值区域,必须严格执行超前锚杆索防护;数值模拟分析,在锚杆与锚索支护方式下,主应力和剪切应力均不同程度缩小了范围,围岩的完整性得到提升,顶板塑性区块的数量下降,以拉伸破坏为主,巷道两帮塑性区范围变小,且以剪切破坏为主.

    神东矿区较深埋深主运巷道矿压显现规律数值模拟

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    李村煤矿顶板定向长钻孔瓦斯抽采参数优化研究

    申海生邹虎刘垒赵春洲...
    98-104页
    查看更多>>摘要：针对高抽巷工程量大、成本高、影响采掘接替等问题,分析了顶板定向长钻孔的合理布置范围、抽采机理及关键影响因素,并根据正交实验和方差分析确定了抽采效果敏感性指标.在李村煤矿1305 工作面进行了顶板定向长钻孔代替高抽巷的试验,试验结果表明:顶板定向长钻孔达到了高抽巷瓦斯抽采的效果,将上隅角瓦斯浓度控制在安全范围内,且其施工进度快,成本低,有效解决了李村矿采掘接替紧张的局面.

    顶板定向长钻孔高抽巷采空区抽采参数优化

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    高地应力缓斜半煤岩巷道断面形状优化研究

    王志强尹安然李敬凯柴虎虎...
    105-112页
    查看更多>>摘要：为了优化高地应力缓斜半煤岩巷道的断面形状,以东欢坨矿 3018 工作面运道为工程背景展开研究.通过复变函数理论推导得出了倾斜煤层中不同断面形状的应力解析解,然后运用FLAC3D数值模拟求解了不同断面形状巷道的应力集中和塑性区情况,并以此为基础确定了巷道最优断面形状,最后结合现场工业性试验对研究结果的可靠性进行了验证.研究结果表明:高地应力作用下缓斜半煤岩巷道破坏呈现非对称形式;不管断面形状如何,巷道均在左、右两底角处呈现高应力集中,且应力集中程度矩形>梯形>直墙拱形;直墙拱形巷道稳定性最佳,梯形巷道次之,矩形稳定性最差,确定直墙拱形为最终巷道断面形状;现场巷道表面位移量监测结果表明,直墙拱形巷道更能满足现场安全生产要求.

    高地应力缓斜半煤岩巷道巷道断面形状复变函数

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    近距离下煤层上覆岩层裂隙发育规律与上行开采研究

    张志勇刘媛媛李延锋
    113-118页
    查看更多>>摘要：针对上行开采覆岩运动可能会使上覆煤层的整体性遭到破坏,造成上覆煤层无法开采的技术难题,以某矿9 煤工作面开采对上覆 5 煤的影响为工程背景,采用理论分析、数值模拟、相似材料模拟等手段,研究了近距离煤层下煤开采后上覆岩层覆岩破坏情况、岩层裂隙发育规律及工作面矿压显现规律等问题,得到如下结论:近距离煤层下伏 9 煤开采后上覆岩层塑性区范围,其中三带判别法得垮落带高度平均9 m,导水裂隙带高度 36 m;比值分析法K为 19.99,大于中硬岩层7.5;围岩平衡法得上覆5 煤安全开采的必要层间距为45 m,远小于 5 煤与 9 煤层间距 60 m;数值模拟表明,近距离煤层下伏9 煤工作面开采后上覆5 煤位于下煤层开采后形成的塑性区域内,在留设保护煤柱区域内不会存在应力集中现象;相似模拟表明,近距离下伏 9 煤开采后,5 煤最大下沉值为10 mm,模型垮落带高度基本在15 cm左右,符合矿山压力及覆岩运动发展规律;该矿近距离下伏9 煤开采后上覆5 煤开采是可行的.

    近距离煤层上行开采理论分析模拟研究上覆岩层移动

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    基于力学模型构建的留巷切顶高度确定与围岩控制技术

    辛亚军吴春浩杨俊鹏田孟含...
    119-126页
    查看更多>>摘要：以顺和煤矿2401 运输巷道沿空留巷为工程背景,分析巷道围岩结构特征,基于巷道局部空间结构稳定性,分别构建了沿空留巷未切顶与切顶力学结构模型,并以巷道不同切顶高度进行物理相似模拟试验.结果表明:巷旁采空区切落的矸石增加对关键块的支撑力,同时弱化关键块对直接顶悬壁端部挤压,巷旁支护阻力减少 35.78%;随着切顶高度增加,巷道顶板采空区侧端部悬臂由F型缓慢过渡到大I型,同时大保护结构具有向上平移趋势,相比于未切顶 1 巷,4 cm切顶2 巷、8 cm切顶3 巷与16 cm切顶 4 巷叠加应力峰值分别下降 9.38%,28.13%,25.00%.结合巷道顶板岩性,最终确定切顶高度为8.2 m,留巷段采用三列单体液压支柱作巷旁支护,长短锚索超前补强,巷道围岩稳定,较好满足使用要求.

    沿空留巷顶板结构切顶卸压巷旁支护

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    基于物质-场分析的可拆卸矿用锚具的优化设计研究

    罗文毛爱菊杨俊彩范润喜...
    127-133页
    查看更多>>摘要：预应力锚固技术在煤矿巷道顶板支护中被广泛应用,但目前针对预应力锚索锚固结构的卸锚仍采用手工操作,缺乏安全成熟的研究和成果.本研究分析了锚环-夹片-锚索三者之间物质-场关系,确定了传统矿用锚具卸锚过程中的关键问题,通过消除非有效完整功能的物质-场模型、减缓有害功能的物质-场模型等两个方面进行分析,借助实验室试验对其进行结构优化.最终提出一种可拆卸矿用锚具,并在井下进行了应用试验.试验结果表明,相较于目前常用的矿用锚具,论文提出的可拆卸矿用锚具在实现快速高效拆除的同时,所需拆卸力小,锚索剩余应力实现归零,卸锚过程安全可靠.

    预应力锚固技术预应力支护锚索矿用锚具锚具拆卸物质-场分析

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    巨厚坚硬岩层运移对采场超前支承压力影响实验研究

    许斌张沿徐维正
    134-140页
    查看更多>>摘要：为了揭示采场超前支承压力在受巨厚坚硬岩层运移影响之后的演化规律和变异特征,以杨柳煤矿典型巨厚坚硬岩层赋存条件为模型,运用物理模拟和机械模拟实验方法进行模拟研究,并与无巨厚坚硬岩层的采场模型进行比较.通过研究发现:采场中巨厚坚硬岩层对其支承压力的影响,主要集中在巨厚坚硬岩层发生破断之前,其应力集中程度高、影响范围广、影响程度剧烈;临近巨厚坚硬岩层破断前,覆岩中有巨厚坚硬岩层时的超前支承压力峰值和影响范围分别为无巨厚坚硬岩层时的1.15 倍和1.9 倍;巨厚坚硬岩层处于稳定状态时或已发生破断后,采场支承压力峰值和影响范围相对无巨厚坚硬岩层采场较小,对采场超前支承压力的影响相对较弱;支承压力峰值的增大势必会使采场前方煤壁的影响范围增大.

    巨厚坚硬岩层超前支承压力演化规律机械模拟实验方法变异特征

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