采矿与安全工程学报

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1. 掘采全过程沿空掘巷小煤柱应力分布研究

郑西贵, 姚志刚, 张农

采矿与安全工程学报 2012, 29 (4): 459-465.

摘要（7541）

PDF（pc）（676KB）（5756）

基于理论分析、FLAC3D数值模拟及现场工程实践的方法，研究了不同宽护巷煤柱沿空掘巷掘采全过程的应力场分布规律，分析了煤柱宽度对沿空掘巷煤柱和实体帮应力演化的影响。提出确定沿空掘巷合理煤柱宽度时，不仅需考虑掘巷扰动影响，还应将本工作面的超前采动影响作为一个重要影响因素。研究结果表明：仅考虑掘巷扰动影响时，沿空掘巷煤柱宽度应大于6 m，此时掘巷稳定后围岩变形量较小；当考虑超前采动影响时，煤柱增加到8 m后不仅对控制回采期间沿空掘巷两帮变形量的作用不再显著增加，反而会使顶底板变形量增大，因此合理的护巷煤柱宽度为8 m。

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2. 充填开采充实率控制原理及技术研究

周跃进, 陈勇, 张吉雄

采矿与安全工程学报 2012, 29 (3): 351-357.

摘要（4053）

PDF（pc）（466KB）（2924）

为评估固体充填开采采空区充填效果，提出以充实率作为技术衡量指标，并分析了影响充实率的关键因素。研究表明，顶板的提前下沉量、欠接顶量和充填物料的压缩变形量是决定充实率的三大关键因素，并据此优化了充填设备的结构及性能参数、改进了充填工艺、建立了充实率监控体系。该成果成功应用于平煤十二矿充填采煤工作面，采空区的实际充实率达到89.4%，实测地表最大下沉量仅15 mm，保证了地表建筑物的安全使用。

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3. 7.0 m支架综采面矿压显现规律研究

鞠金峰, 许家林, 朱卫兵

采矿与安全工程学报 2012, 29 (3): 344-350.

摘要（3971）

PDF（pc）（503KB）（2681）

基于神东矿区补连塔煤矿22303工作面矿压实测结果，对世界首个7.0 m支架综采面不同开采阶段的矿压显现规律进行了总结，并结合神东矿区各类大采高综采面的矿压显现，对比分析了不同采高综采面矿压显现规律的差异。结果表明：上覆遗留煤柱区下开采时7.0 m支架工作面矿压显现正常，但在临近推出煤柱区时，工作面内煤壁片帮现象严重，直接导致刮板板输送机被压死。而长壁采空区下开采时，7.0 m支架工作面在煤层间单一关键层结构和2层关键层结构区域呈现出不同的矿压显现。煤层间单一关键层结构区域，关键层距离煤层越近，矿压显现各项参数（除来压步距外）越大；而在煤层间2层关键层结构区域，工作面来压步距及动载系数呈现出大小交替的周期性变化规律，且大来压步距对应小动载系数。通过对比7.0 m支架综采面与神东矿区其它几个大采高综采面的矿压显现规律发现，随着采高的增加，支架支护强度缓慢增加，而动载系数随之减小，且采高越大、亚关键层1距离煤层越近，越易形成亚关键层1的“悬臂梁”结构，从而来压持续长度越长。

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4. 大煤柱内沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定

张科学, 姜耀东, 张正斌, 张永平, 庞绪峰, 曾宪涛

采矿与安全工程学报 2014, 31 (2): 255-262.

摘要（4386）

PDF（pc）（2691KB）（2567）

大煤柱内沿空掘巷是基于工作面双U型巷道布置方式提出的一种新技术，本文针对其具体生产地质条件，运用极限平衡理论、数值分析和现场实践相结合的方法，得出大煤柱内沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定方法，即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩塑性区分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及窄煤柱宽度的极限平衡理论计算6个方面综合考虑窄煤柱的宽度，最终确定窄煤柱宽度为5 m，并深度分析了本区段工作面回采对窄煤柱和宽煤柱围岩应力分布规律的影响。

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5. 迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

王猛, 柏建彪, 王襄禹

采矿与安全工程学报 2012, 29 (2): 197-202.

摘要（4042）

PDF（pc）（673KB）（2668）

迎采动面沿空掘巷经历邻近工作面侧向基本顶断裂、转动及稳定的全过程动压影响后，巷道围岩将产生大变形、维护困难。采用理论分析、数值计算和现场试验研究迎采动面沿空掘巷围岩变形规律和控制技术，得到该类巷道受邻近工作面采动影响后围岩呈现非对称变形，窄煤柱和顶板变形剧烈，提出提高窄煤柱和顶板支护强度使围岩形成有效承载体是保持迎采动面沿空掘巷整体稳定的关键，据此提出了合理的围岩控制技术：1）合理确定窄煤柱宽度，使邻近工作面采动影响稳定后巷道处于应力降低区；2）高强度大延伸率锚杆控制围岩变形；3）加强窄煤柱、顶板支护，提高关键部位承载能力。棋盘井煤矿工程实践表明，该技术有效控制了该类巷道围岩变形量，取得了良好效果。

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6. 外加水分对煤中瓦斯解吸抑制作用试验研究

陈向军, 程远平, 王林

采矿与安全工程学报 2013, 30 (2): 296-301.

摘要（3188）

PDF（pc）（234KB）（2178）

为研究外加水分对瓦斯解吸的抑制作用，在自制的实验装置上对不同外加水分煤样瓦斯解吸过程进行了测试。结果表明：水分具有抑制煤层瓦斯解吸的作用，当煤样水分由0.05%增至8.39%时，最大解吸瓦斯量由12.525 mL/g 降至4.284 mL/g，降低65.80%，初始瓦斯解吸速度由2.07 mL/(g·min)降至0.33 mL/(g·min)，降低84.06%；外加水对煤的最大抑制瓦斯解吸率为42.48%；瓦斯解吸指标随水分的增加呈现对数式减小，增加煤层水分，能够有效降低煤层瓦斯解吸指标值，实验条件下，当水分含量大于5.19%时，钻屑瓦斯解吸指标K1 值降至消突临界值0.5 mL/(g·min1/2)以下。研究表明：采用煤层注水的方法来降低和消除煤层瓦斯突出危险性是可行的。

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7. 顺层钻孔瓦斯抽采半径及布孔间距研究

鲁义，申宏敏，秦波涛，张雷林，马洪芬，毛桃良

采矿与安全工程学报 2015, 32 (1): 156-162.

摘要（2748）

PDF（pc）（422KB）（2224）

为合理确定本煤层瓦斯抽采钻孔的布孔间距，通过煤层瓦斯渗流场控制方程、煤体孔隙率和渗透率耦合方程及煤层变形场控制方程，建立了钻孔抽采条件下瓦斯渗流固气耦合数学模型；采用数值模拟计算方法，得出顺层瓦斯抽采钻孔的抽采半径，并推导出瓦斯抽采钻孔布孔间距与单钻孔抽采半径的关系式。以黄岩汇矿15107工作面为应用实例，通过在该工作面进行单钻孔和多钻孔瓦斯抽采试验，求算并验证了抽采半径及布孔间距与抽采半径关系式的正确性，为现场瓦斯抽采提供科学依据。

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8. 近距煤层群上行开采技术研究

张宏伟, 韩军, 海立鑫, 李明, 乔鸿波

采矿与安全工程学报 2013, 30 (1): 63-67.

摘要（3089）

PDF（pc）（282KB）（2780）

针对阜新矿区清河门矿近距离煤层群实施上行开采的技术条件（采动影响系数2.7），综合应用理论分析、数值计算、相似材料模拟和现场探查等方法，对3-2煤采后3-3煤的连续性和完整性进行了研究，确定了下煤层开采后上煤层的结构变化特征，在此基础上确定了3-3煤上行开采巷道布置方案。实践表明，当上煤层位于下煤层开采的垮落带上方时，上煤层及其顶底板整体性遭到一定的破坏，但仍能保持连续性，随着下煤层开采后时间的流逝，煤层中形成的裂隙和断裂逐步“愈合”，煤层的整体性得到改善，满足了开采所需的条件。

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9. 大采高沿空留巷围岩分位控制对策与矿压特征分析

薛俊华, 韩昌良

采矿与安全工程学报 2012, 29 (4): 466-473.

摘要（5573）

PDF（pc）（594KB）（4364）

结合沙曲矿24207工作面的生产条件，运用理论分析和数值模拟方法探讨了采高因素影响下沿空留巷顶板应力的分布特性，得到了4.2 m大采高条件下留巷全断面变形分布特征。沿空留巷处于采空区侧向支承应力区的应力降低带；工作面采高越大，则其对岩层活动的影响幅度及范围就越广；大采高沿空留巷采动期间将发生剧烈变形，断面收缩率达到55.3%，需针对留巷各个边位的变形特征分别采取有效的支护控制对策；留巷断面选择最优跨高比并采用以高初撑力为核心的高强支护体系，能够合理控制围岩变形。工业性试验及观测数据表明，留巷受采动剧烈影响范围为工作面至后方200 m，与工作面倾斜长度相当，该范围内巷道变形持续增长，顶板压力不断增加，工作面后方250 m以外，矿压显现趋于稳定。

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10. 深部高应力软岩巷道断面形状优化设计数值模拟研究

孟庆彬, 韩立军, 乔卫国, 林登阁, 魏烈昌

采矿与安全工程学报 2012, 29 (5): 650-656.

摘要（4021）

PDF（pc）（659KB）（3000）

选取矩形、梯形、直墙拱形、马蹄形、椭圆形和圆形等共6种不同断面形状的巷道进行优化研究，基于FLAC3D模拟研究了这6种典型巷道开挖后的巷道围岩变形特征及围岩塑性区分布规律，分析了不同侧压力系数对它们的影响。数值模拟结果表明，巷道断面形状对高应力巷道围岩变形特征及围岩塑性区分布影响较大；根据侧压力系数的大小及主应力方向，圆形、椭圆形为深部高应力巷道最优断面形状，选择圆形、椭圆形巷道可改善巷道围岩应力状态，降低围岩变形量，减少围岩塑性区损伤破坏范围，有利于深部高应力软岩巷道的长期稳定。

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11. 地应力对瓦斯压力及突出灾害的控制作用研究

程远平, 张晓磊, 王亮

采矿与安全工程学报 2013, 30 (3): 408-414.

摘要（2365）

PDF（pc）（356KB）（2187）

为考察地应力对瓦斯压力与突出灾害的控制作用，通过理论分析和现场实例验证相结合的方法，分析了地应力的演化特征及构造应力对煤体结构、瓦斯压力和突出灾害的控制作用规律。研究结果表明：构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控制作用，含煤地层在高构造应力作用下其煤层瓦斯压力梯度可能远超过静水压力梯度，形成高的瓦斯压力；在强烈构造运动作用下形成的构造煤具有煤体强度低、瓦斯吸附和放散能力强等特点。由于地应力对煤体结构和瓦斯压力均起到控制作用，可以认为地应力在突出灾害中起主导控制作用，是煤体破坏的主要动力，也是高压瓦斯存在的前提。最后文中以祁南煤矿72煤层的瓦斯突出灾害特征验证了构造应力对突出灾害的主导控制作用。

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12. 深井破碎围岩巷道变形机理及控制研究

方新秋, 赵俊杰, 洪木银

采矿与安全工程学报 2012, 29 (1): 1-7.

摘要（4963）

PDF（pc）（656KB）（4504）

为解决深井破碎围岩巷道的支护问题，针对薛湖煤矿西翼轨道大巷的地质状况，建立了巷道底鼓力学模型，研究巷道围岩的破坏特征及其影响因素，通过分析得出：巷道两帮围岩的破碎起到天然卸压作用，延缓了底鼓的产生，随着帮部岩体的压实，应力继续向底板传递，进而引发了巷道底鼓。据此提出针对深井破碎围岩巷道采用二次支护方法控制围岩变形的方案：即一次支护采用U型钢可缩性支架进行支护、二次支护采用锚注与锚梁网索联合支护，其最大的特点是将传统的滞后注浆改为适时注浆，为锚杆锚固作用的发挥提供支撑平台，提高了支护效率。通过数值模拟优化，确定了最终的支护参数，并进行了现场工业性试验，观测结果表明，巷道变形得到了有效控制，取得了较好的社会经济效益。

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13. 基于钻孔瓦斯流量和压力测定有效抽采半径

余陶, 卢平, 孙金华

采矿与安全工程学报 2012, 29 (4): 596-600.

摘要（5656）

PDF（pc）（438KB）（4515）

为了准确的测定有效抽采半径，提出基于钻孔瓦斯流量和压力的测定方法。以抽采钻孔影响范围内残余瓦斯压力小于0.74 MPa且预抽率大于30%为指标，基于钻孔瓦斯流量的负指数衰减规律，推导出有效抽采半径计算公式，并结合瓦斯压力变化共同确定有效抽采半径。该方法应用于区域预抽消突钻孔布置中，分析了不同预抽时间下的钻孔有效抽采半径和极限抽采时间，并依据预抽90 d有效抽采半径为2.5 m，布置消突钻孔。残余瓦斯压力和预抽率的检验以及煤巷掘进期间的区域验证，均证明按该方法布置的预抽钻孔，消突效果有效。

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14. 废石胶结充填体强度特性及其应用研究

贺桂成, 刘永, 丁德馨, 张志军

采矿与安全工程学报 2013, 30 (1): 74-79.

摘要（3402）

PDF（pc）（448KB）（2388）

宝山矿西部2#矿体为深部难采矿体，采用废石胶结充填法回采。为确保其回采的安全，采用RMT-150B岩石力学试验机，对7种配比的废石胶结充填体在不同龄期的抗压强度进行了测试，利用龄期为28 d的废石胶结充填体的力学参数对试验采场进行了充填法回采的FLAC3D模拟，根据模拟结果选用C组配比的废石胶结充填体对该矿试验采场进行了充填，同时还对其进行了应力测试。研究结果表明：水灰比和灰砂比是控制废石胶结充填体抗压强度的关键因素；龄期为28 d的C组废石胶结充填体的抗压强度大于2 MPa；采空区围岩的最大主应力和竖向最大位移随废石胶结充填体强度的增加而减小，而最小主应力则与之相反；选用C组配比的废石胶结充填体的试验采场的应力测试结果与模拟结果吻合良好，能有效地控制该试验采场深部开采的地压。

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15. 赵楼矿深部软岩巷道变形破坏机理及控制技术

孟庆彬, 韩立军, 乔卫国, 林登阁, 范加冬

采矿与安全工程学报 2013, 30 (2): 165-172.

摘要（2839）

PDF（pc）（406KB）（2573）

基于赵楼煤矿井底车场巷道围岩矿物成分分析、室内岩石力学试验、巷道地应力测试、围岩松动圈测试等巷道地质力学测试技术手段，深入揭示了深部巷道围岩变形破坏机理；针对赵楼煤矿深部巷道低围岩强度与高应力的支护难题，提出了以内注浆锚杆为核心的锚杆+锚索+锚注“三锚”联合支护体系；为反映深部巷道、硐室开挖后围岩的变形特征与支护结构受力情况，对巷道围岩收敛变形与锚杆受力情况进行了实时监测。监测结果表明，采用“三锚”联合支护体系能够有效地控制深部巷道围岩的大变形及底鼓，保持了巷道的长期稳定与安全。

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16. 采场上覆坚硬岩层破断的数值模拟研究

曹胜根, 姜海军, 王福海, 程正刚, 武忠进

采矿与安全工程学报 2013, 30 (2): 205-210.

摘要（2143）

PDF（pc）（310KB）（2239）

坚硬顶板在煤层开采后形成大面积悬顶，通常会给采场乃至矿井造成严重的破坏。运用理论计算，数值模拟方法分析研究不同坚硬岩层距煤层距条件及不同支架阻力作用下，采场上覆岩层的运动规律。结果表明，当煤层上覆直接为坚硬岩层时(坚硬岩层距煤层0 m)，支承压力集中系数及系统释放的能量最大，坚硬岩层的破断会对工作面的安全生产构成很大威胁，易造成压架事故或冲击矿压等。采用强制放顶处理此类顶板在现场取得了较好的应用效果。

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17. 含瓦斯煤体水力压裂动态变化特征研究

林柏泉, 孟杰, 宁俊

采矿与安全工程学报 2012, 29 (1): 106-110.

摘要（2901）

PDF（pc）（549KB）（2861）

为了研究煤体水力压裂的破裂机理及动态变化特征，本文以平煤集团十二矿为例建立了相关数学模型，通过数值试验和现场实验，获得了水力压裂过程中裂隙起裂及扩展过程的动态变化特征，即：应力积累→微裂纹稳定扩展→局部破坏带形成→局部破坏带扩展与贯通→裂隙失稳扩展；结合现场实测数据及含瓦斯煤体水力压裂动态变化影响因素分析，建立了煤体埋深、瓦斯压力和水力破裂压力三者耦合模型，研究结果对现场实践具有重要指导意义。

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18. 充填体压实率对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制作用分析

黄艳利, 张吉雄, 张强

采矿与安全工程学报 2012, 29 (2): 162-167.

摘要（3986）

PDF（pc）（800KB）（3213）

以地面矸石、粉煤灰、黄土等固体废弃物为充填材料的综合机械化固体充填采煤技术为“三下”压煤的安全高效回收创造了条件。结合现场地质条件并根据等价采高的概念，分析了不同矸石与粉煤灰充填体压实率对等价采高的影响规律；并通过数值模拟分析了矸石与粉煤灰充填体不同压实率条件下对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制与地表沉陷的控制作用，提出了保持地表沉陷在允许范围之内的充填体压实率为15%；最后通过工程实践得出综合机械化固体充填采煤技术工作面的岩层移动及地表沉陷控制效果良好，基本没有影响到地表的建筑和设施的正常使用，研究成果可为综合机械化固体充填采煤技术的有效实施提供技术参考。

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19. 浅埋煤层顶板深孔预爆强制初放研究

张杰

采矿与安全工程学报 2012, 29 (3): 339-343.

摘要（3159）

PDF（pc）（905KB）（2528）

神府矿区覆岩属于亚坚硬顶板，由于煤层埋藏浅且基本顶分层厚度大，需避免工作面初采时出现基本顶大面积垮落而引发灾变。在采前相似模拟实验的基础上，探讨了爆破时基本顶的破坏机理。建立了基本顶破坏的力学模型，推导了基本顶初次破断距与爆孔深度关系的计算公式，计算了南梁煤矿不同爆破参数时基本顶的破断距。实验及理论研究所确定的参数在现场取得了良好的应用效果，为预爆强制初放时确定爆破参数提供了可靠的理论依据。

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20. 瓦斯压力变化过程中煤体渗透率特性的研究

王刚, 程卫民, 郭恒, 隆清明

采矿与安全工程学报 2012, 29 (5): 735-739.

摘要（2713）

PDF（pc）（487KB）（2564）

为了研究煤体渗透率与瓦斯压力之间的关系，以吸附瓦斯煤体变形的应力、应变研究为基础建立了煤体渗透率与瓦斯压力变化的数学模型，并在温度恒定、径向应变受到严格约束和水份不变的条件下进行了实验。采用测量不同吸附特性煤样在不同孔隙压力和不同压差条件下瓦斯渗透流量的方法测定渗透率，渗透流量测量采用排水法与气体微流量计法相结合的测量方法，将其测量结果与数学模型产生的曲线进行对比分析。研究结果表明：渗透率随瓦斯压力的变化而变化，且瓦斯压力对于不同吸附性能的煤样影响程度不同；煤样瓦斯渗透率的理论值与实验值的相对误差最大可达到8.62%。但是从总体的数据来看，理论值和实验值的变化趋势基本一致，因此，可以依据煤样的基本参数和渗透率数学模型计算出该煤样在某一瓦斯压力下的渗透率。

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21. 巷道围岩支护的极限自稳平衡拱理论

黄庆享, 刘玉卫

采矿与安全工程学报 2014, 31 (3): 354-358.

摘要（2116）

PDF（pc）（224KB）（2821）

根据巷道围岩垮落过程的自稳平衡现象，提出了巷道围岩极限自稳平衡拱概念，按照顶板围岩冒落区的拉破坏原则和无拉应力条件，给出了极限自稳平衡拱的椭圆曲线方程。考虑巷道两帮破坏区对顶板稳定性的影响，提出了巷道围岩的极限自稳平衡拱理论，揭示了巷道围岩的控制对象为自稳平衡拱内的岩体。基于巷道“底板-两帮-顶板”相互影响，巷道支护应当按照极限自稳平衡圈进行设计。结合大量的实践总结，提出了巷道支护要重视两帮和底板的原则，为软岩巷道支护理论与实践提供了新的借鉴。

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22. 深部高应力软岩巷道变形破坏特性研究

孟庆彬, 韩立军, 乔卫国

采矿与安全工程学报 2012, 29 (4): 481-486.

摘要（4881）

PDF（pc）（561KB）（4404）

以济北矿区唐口煤矿为工程背景，基于巷道围岩地质力学测试，阐述了深部高应力软岩巷道的基本工程地质特征；基于Burgers流变模型的黏弹性理论分析，得到深部高应力软岩巷道围岩表面位移及位移速率的表达式，并利用数学软件Matlab绘制了不同原岩应力、弹性模量和黏滞系数的巷道围岩表面位移及变形速率随时间的变化曲线；采用FLAC3D模拟了深部高应力软岩巷道的流变特性，分析了在高应力作用下，软岩巷道围岩的顶板、底板和两帮的流变变形规律。

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23. 大变形软岩顶底板煤巷锚网索联合支护研究

秦广鹏, 蒋金泉, 孙森

采矿与安全工程学报 2012, 29 (2): 209-214.

摘要（3050）

PDF（pc）（692KB）（2242）

黑沟煤业有限公司煤巷顶底板均为松软岩层，为解决巷道在埋藏深度不大条件下变形严重、难以维护问题，对巷道围岩弱结构变形特征和锚固支护机理进行理论分析和Flac3D数值模拟。结果表明：锚杆支护所产生的夹持作用使浅部围岩形成类拱形支护体，提高围岩整体刚度和自身承载能力；底角锚杆促使底板高应力区向深部转移，降低底板应力性底鼓，在控制底鼓变形中起重要作用；锚索可缩小顶底板岩层拉应力区范围及围岩破坏程度，提高顶底板岩层整体稳定性；钢带、金属网形成柔性支护，阻止浅部围岩破坏向深部发展。锚网索联合可实现大变形软岩顶底板煤巷的有效支护。

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24. 近距离煤层联合开采条件下工作面合理错距确定

杨伟, 刘长友, 黄炳香

采矿与安全工程学报 2012, 29 (1): 101-105.

摘要（4767）

PDF（pc）（488KB）（3735）

为避免近距离煤层联合开采条件下上煤层工作面回采过程中顶板周期来压波及下煤层工作面或上下煤层同步来压而相互影响，通过现有矿压及弹性半无限体理论的运用并结合现场实测数据分析给出石圪节煤矿联采条件下工作面合理错距的选取方法。研究表明：1）据煤矿地质及煤岩物理力学特性运用矿压理论初定工作面错距；2）结合理论或现场实测分析层间应力分布影响区域，修正工作面错距；3）现场实践最终确定合理错距。选取初定的工作面错距及层间应力主要影响区横向范围值之和作为近距离煤层合理错距，可避免下煤层煤体承受上煤层的连续高应力状态。

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25. 空巷顶板稳定性力学分析及充填技术研究

张自政, 柏建彪, 韩志婷, 王襄禹, 徐营, 王猛

采矿与安全工程学报 2013, 30 (2): 194-198.

摘要（1991）

PDF（pc）（253KB）（2382）

以柳林郭家山煤矿4217综放工作面(回收上山煤柱)过空巷为工程背景，建立了基于工作面超前采动影响的空巷顶板力学模型，分析了空巷顶板稳定性与空巷充填体相互作用关系，得到了空巷顶板稳定的充填体支护阻力计算式，确定空巷充填体的支护阻力不低于3.58 MPa，提出采用高水材料充填过空巷技术：1) 高水材料浆液可对空巷周围破碎煤岩体与空间胶结形成整体结构，提高对顶板的支撑作用；2) 采用高水材料水灰比2.5∶1能满足支护空巷顶板强度要求，保证顶板不发生滑落失稳和回转变形失稳。工程应用表明，高水材料充填空巷保持了煤壁和顶板的稳定性，是安全快速过空巷的有效途径之一。

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26. 松软突出煤层新型钻进技术研究

王永龙, 孙玉宁, 翟新献

采矿与安全工程学报 2012, 29 (2): 289-294.

摘要（2628）

PDF（pc）（776KB）（2763）

低螺旋钻杆是为解决松软突出煤层钻进难题而发明的一种新型钻杆。为充分发挥低螺旋钻杆应用于松软煤层钻进的优势，根据实际应用情况，建立相应的排渣数值模型，分析低螺旋钻杆螺旋凸棱的宽度和螺距的变化对排渣效果的影响情况；根据在实际应用中配套钻机的动力参数，对低螺旋钻杆进行强度分析。研究结果表明，螺旋凸棱宽度l为14 mm，螺距s为80 mm，排渣效果最优，且钻杆强度的最小安全系数为1.87，钻杆加工参数优化设计合理。通过松软突出煤层钻进工业性试验，钻进深度和钻进效率提高显著。

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27. 空区顶板安全厚度和临界跨度确定的数值模拟

张敏思, 朱万成, 侯召松

采矿与安全工程学报 2012, 29 (4): 543-548.

摘要（8406）

PDF（pc）（537KB）（5306）

为了确定空区上方顶板厚度和临界跨度之间的关系，本文以某露天铁矿采空区群为工程实例，通过现场取样测定的岩石力学参数为基础获得顶板岩体力学参数，采用K.B.鲁别涅依他公式法、厚跨比法、结构力学梁理论、平板梁理论法对其进行计算。同时，作者利用RFPA数值模拟方法对空区顶板的损伤及垮塌过程进行数值模拟，计算空区顶板发生初始损伤和失稳垮塌时顶板安全厚度与临界跨度之间的关系。K.B.鲁别涅依他公式法所得结果与RFPA计算的顶板发生初始损伤时的数值结果最为接近，两者的比值可认为是从数值模拟获得的安全系数。由此可见，由K.B.鲁别涅依他公式法计算的顶板临界厚度保留了很大的安全系数，基于RFPA的数值模拟可以计算该安全系数，具有更为广泛的适用性。

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28. 坚硬厚顶板条件下岩层破断及工作面矿压显现特征分析

杨敬轩

采矿与安全工程学报 2013, 30 (2): 211-217.

摘要（2054）

PDF（pc）（332KB）（2263）

以石屹台煤矿生产实际为背景，采用理论分析与现场实测相结合的研究方法，对不同支撑边界条件下坚硬厚顶板破断及来压特征进行了分析。研究得到顶板破断位置及尺寸的确定方法及步骤：1) 根据顶板不同支撑边界求得岩层应力分量表达式；2) 根据深梁、长梁结构应力分布特点，结合长梁易破断位置应力，给出顶板危险垮断尺寸；3) 修正顶板危险垮断尺寸得到坚硬厚顶板岩层内最大主应力及剪应力分布；4) 选定最大拉应力或剪应力值接近岩石抗拉或抗剪强度时的垮断尺寸作为顶板极限安全跨距。结果表明：石屹台煤矿坚硬厚顶板以剪断特征为主，顶板初次垮断及周期来压步距分别在35.0 m与9.8 m左右。

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29. 近距离煤层综放面瓦斯与煤自燃复合灾害防治技术研究

秦波涛, 鲁义, 殷少举, 曹凯, 王美光

采矿与安全工程学报 2013, 30 (2): 311-316.

摘要（2458）

PDF（pc）（348KB）（2184）

为解决高瓦斯易自燃煤层生产过程中瓦斯与煤自燃复合灾害的重大隐患，在研究付村煤矿瓦斯异常区的瓦斯赋存规律与煤自燃发火特点的基础上，建立了“W”型通风方式条件下交错钻场高位钻孔抽放、旁路式倾向高位钻孔抽放、邻近采空区钻孔抽放等立体瓦斯抽放体系；提出了采用三相泡沫对采空区浮煤覆盖、不燃高倍数固化泡沫对漏风地点迅速封堵、易自燃区域目标注氮惰化、支架后面注塑性水玻璃凝胶堵漏降温等“注-堵”成套防灭火关键技术。针对抽放瓦斯过程易引发煤自燃的特点，提出了旁路式高位钻孔抽放瓦斯并结合瓦斯抽放钻孔大流量灌注三相泡沫防灭火材料的“抽-注”一体化方法同时治理采空区瓦斯与煤自燃技术。上述关键技术在付村矿3 下煤层综放面瓦斯和煤自燃防治中得到成功应用，应用效果显著，在有效解决工作面瓦斯的同时很好地解决了采空区煤自燃危险性，具有广泛的推广应用前景。

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30. 厚松散层下下沉系数与采动程度关系研究

陈俊杰, 邹友峰, 郭文兵

采矿与安全工程学报 2012, 29 (2): 250-254.

摘要（2663）

PDF（pc）（421KB）（2586）

采动程度对控制地表移动变形起着关键作用，而地表下沉系数取值的准确性决定了地表移动变形的预计精度。为了探讨厚松散层开采条件下采动程度与下沉系数之间的关系，在分析矿区厚松散层地表移动观测站实测资料的基础上，研究了松散层厚度对充分采动影响的程度，揭示了传统方法评价采动程度不合理性的原因，分析了厚松散层下开采引起的覆岩应力分布与移动机理。给出了应将松散层与基岩作为开采深度的不同介质评定采动程度的标准，通过计算分析，提出了厚松散层开采条件下充分采动的临界宽度，得到了厚松散层下的下沉系数。通过与实测资料相比，下沉系数较为符合现场实际，为矿区厚松散层下“三下”采煤提供了科学依据。

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