孙中文
- 作品数：9 被引量：96H指数：7
- 供职机构：中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院更多>>
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- 相关领域：矿业工程更多>>
- 特厚煤层错层位外错巷道围岩控制技术研究被引量：10
- 2018年
- 针对特厚煤层综放开采煤柱留设宽度和接续工作面巷道围岩控制技术的问题,引入错层位外错巷道布置采煤法,对巷道采用"一高一低"的立体化布置形式。1301工作面采空区实体煤侧在垂直方向上分为:一侧采空区实体煤分区、过渡区、弹性区;通过理论计算外错巷道的错距为2 m,并结合FLAC^(3D)数值模拟分析了零原岩应力场下的相邻巷道交叉区域的联合支护作用效果。最终确定的联合锚固区域支护参数方案,使得巷道变形量降低,围岩控制效果明显,对矿井工程应用具有指导意义。
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- 关键词：错层位
- 关于错层位采煤法接续面巷道合理位置的选择被引量：9
- 2019年
- 本文重点研究相邻接续面巷道布置的合理位置。以某矿为工程背景,理论分析给出了实体煤侧垂直方向上的分区:一侧采空实体煤分区、过渡区和沿底弹性区。根据巷道布置原则,将巷道在垂直方向上沿9号煤层底板布置在弹性区,在水平方向上布置在极限平衡区的低应力区域内。采用理论分析、FLAC3D数值模拟等研究方法,确定了在该工程背景下的水平方向上的合理错距为2 m。工程应用中结合现场试验对接续面进风巷采取联合支护,通过对巷道的顶底板移近量和两帮位移量进行实测,发现围岩变形量得到有效控制。
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- 关键词：错层位极限平衡区联合支护
- 超长推进距离工作面双巷布置沿空掘巷技术及应用效果分析被引量：14
- 2018年
- 针对超长推进距离工作面双巷布置资源浪费严重、巷道支护难度大与沿空掘巷跳采易引发动力灾害几个问题展开研究。研究中,首先提出“超长推进距离工作面的双巷布置沿空掘巷顺采方法”申请发明专利技术,确定该技术在应用中需要解决的参数包括大、小煤柱尺寸、掘进工作面滞后上一工作面与超前本工作面的距离。在此基础上,结合实际工程背景,采用理论分析与现场实测2种方法,分别给出大、小煤柱尺寸、滞后上一工作面、超前本工作面距离的确定方法与具体数据。最后,通过现场实测发现,采用新技术后,在类比原支护方案与参数的沿空掘巷变形量小,满足使用要求,且单工作面即可创造经济效益880万元。研究成果可进一步为该矿5.7m厚、推进距离5200m的5#煤层回采工作面及具有类似地质、回采技术条件的矿井提供工程依据。
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- 关键词：采矿工程沿空掘巷
- 基于双巷掘进的沿空掘巷巷道布置系统被引量：6
- 2018年
- 察哈素煤矿31303工作面属于高强度工作面,推进距离4000m,为了满足通风和运输要求,采用双巷掘进。为了解决煤柱尺寸不合理造成的煤炭损失大、回风巷维护困难与自然发火严重等问题,提出超长推进距离工作面双巷布置的沿空掘巷巷道布置系统。结合理论分析与现场实测的方法,确定了巷道布置系统中双巷间煤柱合理留设尺寸50.7m,沿空掘巷窄煤柱留设尺寸为10m,掘进工作面与接续工作面之间合理错距为190m,首采工作面和掘进工作面之间合理的错距为1050m。31303工作面双巷掘进的沿空掘巷布置实现了煤柱的回收和巷道的良好维护,提高了回采率。
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- 关键词：沿空掘巷煤柱回收关键参数
- 错层位外错式沿空掘巷机理及相邻巷道的立体化联合支护技术被引量：10
- 2018年
- 针对特厚煤层中应用错层位外错式沿空掘巷与相邻巷道的立体化联合支护机理展开研究。首先理论分析了错层位外错式沿空掘巷布置特点,发现:(1)沿煤层顶板及起坡下方的三角煤体保持稳定且对实体煤提供侧向支承应力σx作用,因此一侧采空情况下实体煤从上至下出现了新的变化,即侧向支承应力从0增加至σx;(2)依据巷道布置层位与侧向支承应力的不同,将特厚煤层从上至下进行了分区,分别为一侧采空实体煤分区、过渡区与弹性区;(3)布置接续工作面沿空掘巷时,其围岩处于弹性状态,巷道顶部属于一侧采空实体煤内的破碎区、塑性区,因此承载小,也即实现了围岩稳定与载荷低二者之间的统一。利用相邻两条巷道高、低不同这一立体化空间关系,提出相邻巷道的立体化联合支护技术,分析其特点包括:(1)沿煤层顶板布置巷道,主动支护可打入深部稳定岩层内;(2)通过加强一侧采空实体煤内的加固作用,为相邻沿煤层底板巷道提供锚固点;(3)底板沿空掘巷顶部支护体可深入顶板岩层、联合锚固区与过渡区,可实现全长锚固以更加充分发挥支护作用。为了验证前述理论成果,采用数值模拟进行计算分析,发现:(1)采用错层位外错式沿空掘巷技术,显著改善了沿空巷道围岩性质与应力分布现状,实现了低应力与围岩稳定二者的统一,且验证了前述对错层位外错式沿空掘巷特厚煤层纵向分区的成果;(2)零原岩应力场条件下联合支护效果较为明显,沿顶巷道顶板锚索深入基本顶段、巷帮一侧锚固段、沿底巷道顶板锚索深入岩层内与联合锚固区均出现应力集中作用,显著改善了沿底巷道单巷支护受顶煤厚度限制无法形成有效锚固点的现状;(3)在对实际工程背景的数值计算发现,与沿底巷道围岩大范围破坏且无法控制相比,采用错层位外错式沿空掘巷相邻巷道联合支护技术可显�
- 王志强苏越苏越徐春虎孙中文徐春虎
- 关键词：特厚煤层错层位沿空掘巷联合支护
- 相邻巷道联合支护围岩稳定性研究
- 2018年
- 为了提高厚煤层开采巷道支护的安全性,降低巷道围岩应力和变形量,以同煤集团某矿为工程背景,运用FLAC^(3D)数值模拟软件分别对开掘卸压巷、传统放顶煤和错层位联合支护方法展开对比性实验,分析不同方法下巷道的支护情况。结果表明:通过相邻工作面巷道之间形成的"联合锚固区",错层位巷道联合支护可大幅提高巷道围岩稳定性、减少巷道围岩变形量、降低煤柱上方的支承应力。
- 王志强徐春虎孙中文苏泽华
- 关键词：联合支护围岩稳定支承应力数值模拟
- 错层位采煤法非常规区段煤柱稳定性理论研究被引量：7
- 2018年
- 错层位采煤法将采煤工作面两端的巷道布置于煤层中的不同层位,相邻工作面巷道立体交错,形成一种新型非常规区段煤柱。应用极限平衡理论建立了该区段煤柱力学结构模型,对其稳定性进行了研究,得到煤柱极限平衡区宽度表达式及其支承压力的分布规律,并根据研究结果得到煤柱应力区域划分规则。研究结果表明,这种新煤柱极限平衡区宽度明显减小,煤柱的稳定性和煤炭资源采出率得到提高;煤柱内应力多出两分区,即免压区(不受或仅受少量矸石的重力作用)和直接顶垮落矸石自重作用区。该研究在长壁开采煤柱设计、提高煤炭采出率等方面具有一定意义。
- 赵景礼常中保田筱剑孙中文苏越王朋飞
- 关键词：错层位区段煤柱力学模型稳定性极限平衡区支承压力
- 非充分采动采空区与煤岩柱(体)耦合作用机制及应用被引量：39
- 2017年
- 以镇城底矿为工程背景,通过理论分析、相似模拟、数值模拟和现场实测,研究了非充分采动采空区和煤岩柱(体)耦合作用机制。得出如下结论:(1)不同的工作面布置产生不同的工作面构型、采空区形态和煤岩柱(体)形态,进而造成不同的耦合作用结果,采空区响应对实体煤岩柱(体)的应力及岩体破坏影响很大,数值模拟不可忽略采空区作用;(2)推导出煤柱极限平衡区宽度表达式,分层开采单一分层时采高降低、大采高和错层位开采存在斜坡均导致煤柱极限平衡区宽度下降;(3)垮落角对采空区和煤岩柱(体)耦合作用有重要影响,通过相似模拟确定了垮落角并用于数值模拟,得出非充分采动条件下工作面宽度L、最上部关键层跨度L_1与垮落角θ之间的关系式;(4)数值模拟显示非充分采动采空区承载增加,则支承压力相应降低,反之亦然,验证了非充分采动采空区和煤岩柱(体)的耦合作用,数值模拟若忽略采空区承载作用会造成支承压力偏大,应力集中区高度偏大,且位置降低,岩体破坏范围偏大;(5)根据研究结果,现场将进风巷布置于采空区边缘下方,形成巷顶沿空巷道,该巷道处于整个回采系统应力最低区;而回风巷沿顶板布置,工作面两侧顺槽矿压问题均得到良好控制。
- 王朋飞赵景礼王志强孙中文徐春虎宋梓瑜苏越
- 关键词：采矿工程非充分采动采空区数值模拟支承压力
- 厚煤层巷道煤柱留设及沿空巷道围岩控制机理研究被引量：10
- 2018年
- 为确定厚煤层煤柱合理宽度问题,通过理论分析得出基本顶断裂线位置,采用数值模拟对比分析常规综放开采和错层位外错式采煤法下沿空巷道周围垂直应力分布规律。同时,在支护形式上对比错层位外错式和以往巷道单一支护。综合考虑采用错层外错式布置方式且相邻巷道错距确定为1 m,"锚网喷+锚索"联合支护下上区段沿顶巷道实体煤帮和接续面沿空掘巷顶板在横纵向对沿空巷道顶煤形成支撑作用。错层位外错式采煤法确定沿空掘巷新形式,为减弱上覆岩层对巷道围岩应力有重要作用。
- 王志强石磊孙中文孙中文李宁崔冬雪
- 关键词：厚煤层错层位联合支护煤柱沿空巷道围岩控制
