- 宋振骐;郝建;蒋宇静;李恩来;边华;
与岩层运动有关的重大灾害在煤矿事故灾害中占主导地位,建立并完善矿山压力控制理论是控制相关灾害的基础。在回顾矿山压力理论发展历程的基础上,总结凝练了以上覆岩层运动为中心的“实用矿山压力控制理论”的内涵,从理论、技术、装备方面总结了实用矿山压力控制理论的突破。在理论方面:构建了显示覆岩运动和支承压力分布发展变化规律的采场动态结构力学模型,确定不同采动条件下模型的动态发展规律;建立了两个应力场理论,揭示了内应力场实现的条件;构建了以位态方程为核心的工作面顶板控制力学模型,建立了工作面顶板控制(支架受力)与岩梁位态之间的关系。在装备方面:研发了三维相似材料模拟试验台、矿压机械模拟试验台等装备,实现了矿山岩层运动规律和支承压力分布规律反演模拟;研制了大量程(200～300 mm)、高精度(0.01 mm)顶板动态仪等监测仪器,形成了岩层动态成套监测装备和平台;搭建了覆岩运动仿真模拟系统,将力学模型以计算机的形式进行展示,实现了矿山压力的仿真与决策。在技术方面:提出了井下岩层动态观测技术,实现了基本顶来压预测预报;提出小煤柱沿空掘巷技术,将回采巷道布置在稳定的内应力场中,成功控制了传统大煤柱护巷诱发的冲击地压、瓦斯突出等动力灾害。最后,凝练了该理论的思维内核,兼具哲学战略性、功能导向性、效果实用性及风险回避性,并指出理论应重点突破的五大前沿方向为采动条件极端化、岩层运动调控化、采动应力调控化、矿山压力利用化与无为化。
2026年01期 v.8;No.34 5-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 7157K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 康红普;冯彦军;赵凯凯;
随着煤矿开采深度与强度不断增加,岩层控制难题日益凸显,工作面强矿压、巷道围岩大变形、冲击地压及矿震等灾害日趋严重。水力压裂技术通过在岩层中产生人工裂缝,主动调控岩层结构与围岩应力场,达到弱化岩层和围岩卸压的目的,在解决岩层控制难题方面展现出巨大潜力和广阔前景。本文回顾了煤矿水力压裂岩层控制技术的发展历史,从理论分析、实验室试验及数值模拟角度介绍了水力压裂裂缝在岩层中扩展的研究成果,阐述了水力压裂裂缝扩展形态、特征、规律及主要影响因素;将煤矿岩层水力压裂技术分为3种,分别为井下压裂、地面压裂及井上下协同压裂,并对比分析了各种方法的特点、优势及适用条件;介绍了煤矿井下局部水力压裂、区域压裂、地面压裂工艺及成套装备,包括压裂泵组、工具串、切槽(缝)和射孔装置、监测系统等特性及主要技术参数。论述了水力压裂在巷道围岩卸压、工作面岩层控制及冲击地压防治的机理,揭示了水力压裂“岩层结构改造-岩层能量释放-围岩应力调控”的核心力学机制,并介绍了典型工程应用实例,展示千米深井软岩巷道卸压、10 m超大采高综采工作面强矿压控制、冲击地压与矿震灾害防治等工程的应用情况和显著效果。最后,分析了水力压裂目前存在的问题,展望了水力压裂岩层控制技术的发展方向:压裂理念向超前主动、区域化、一体化发展;压裂设计向定量化、可视化、动态化发展;压裂工艺与装备向精准化、自动化、智能化发展;压裂监测向多源化、精确化、实时化发展。最终,形成“精细探测—定量设计—智能施工—实时监测—全面评价—动态反馈”的水力压裂岩层控制技术体系,为煤矿安全高效开采提供技术支撑。
2026年01期 v.8;No.34 31-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 6433K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 宫凤强;雷炎;代金豪;
随着采矿、交通、水电等地下工程向深部推进,深部工程建设过程中遭遇的岩爆灾害发生频次和烈度等级显著提高,准确预判岩爆烈度等级对岩爆灾害防治显得愈发重要。本文综述了国内外23种岩爆烈度分级方法,系统比较了分级方法中用到的8个定性分级指标和7个定量分级指标的特点。定性指标多集中于宏观表象特征的识别,如声响特征、运动特征、时效特征、工程影响等,受主观经验影响较大;定量指标如强度应力比和岩爆坑深度,主要通过实测数据寻求其与岩爆烈度等级的映射关系,其科学性还需进一步研究。重点介绍了强度&应力耦合判据和岩爆坑深度计算方法的最新研究进展,为岩爆烈度分级方法提供了更加科学合理的定量指标。在此基础上,展望了未来岩爆烈度分级方法的发展趋势,其中包括:研发AI驱动的岩爆定量指标智能化无人化测取技术、岩爆定性指标量化处理及自动化分析技术,以此减少人工测取数据导致的误差及安全问题;基于测取数据构建科学全面的岩爆数据库,并建立基于多源指标的岩爆烈度智能分级模型;开发岩爆烈度智能分级平台,实现岩爆灾害评估的全流程自动化;在深部工程拱底岩爆和掘进工作面岩爆频发的背景下,探索构建拱底岩爆和掘进工作面岩爆的烈度分级方法及岩爆坑深度计算方法。
2026年01期 v.8;No.34 65-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 3048K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ]
- 赵毅鑫;荆刚;刘斌;GIUSEPPE Lacidogna;
为探索矿山动力灾害监测新方法,本文结合中子辐射信号不受电磁干扰等特点,选取煤、花岗岩和磁铁矿样品开展单轴压缩试验,同步监测中子辐射与声发射信号,对煤、岩失稳过程中的中子辐射信号特征进行初探,探讨煤、岩失稳破坏的中子辐射预警指标。结果表明:煤、岩在失稳破坏时中子辐射发生显著变化,表明中子辐射技术具有作为煤、岩失稳监测新方法的潜力;在受载过程中样品突然破坏时,铁元素含量较高的样品更易引发中子辐射,且其幅值与铁元素含量亦相关;红庆河强冲击倾向性煤样在失稳时中子辐射信号峰值约为测试环境中子辐射背景信号的13.3倍,而王楼弱冲击性煤样失稳时中子辐射信号强度始终与测试环境背景信号无显著差异。声发射能够连续刻画损伤累积的全过程,而中子辐射则在宏观失稳临界点呈现突增特征,二者在时序与物理机制上形成互补。失稳前中子辐射表现为累计值的非线性增长与变异系数的数量级跃迁,样品临近失稳时,变异系数曲线均出现显著突增峰值。
2026年01期 v.8;No.34 96-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 2941K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 林海飞;陈志恒;周斌;刘思博;双海清;季鹏飞;赵鹏翔;
针对工作面开采过程中周期来压对“顶板–煤–底板”复合结构的多次扰动影响,以岩–煤–岩组合体为研究对象,开展单轴常规加载及等幅循环加卸载试验,利用数字散斑技术(XTDIC)分析组合体变形破坏特征,揭示等幅循环加卸载路径下不同煤厚占比组合体的破坏机制。研究结果表明:组合体在等幅循环加卸载路径下峰值抗压强度与煤厚占比成负相关,与常规单轴加载相比,煤厚占比由低到高,抗压强度由16.10 MPa分别下降了13.98%、22.34%、11.82%和6.36%,皆介于单岩和单煤强度之间;且随着组合体煤厚占比增加,加载阶段弹性模量峰值由2.13 GPa依次减小至1.69、1.31及0.87 GPa,除首次加载,卸载时弹性模量始终低于加载弹性模量;当煤岩比为1∶0.86∶1、1∶1.33∶1时,组合体最大主应变场集中区分散且呈现多区域发展趋势,破坏时整体表现为拉伸–剪切复合型破坏,当煤岩比增大到1∶2∶1、1∶3∶1时,应变场汇聚成条带状,表现出整体剪切型破坏;组合体各部分整体位移随着轴向应力的加卸载,表现出初始压密阶段的位移增长,继而进入循环弹塑性阶段的位移波动与回弹,直至峰值破坏前的变形急剧扩张现象,横向位移则表现出初始压密阶段横向压缩膨胀到循环过程加载膨胀、卸载回弹至破坏前剧烈膨胀及最后稳定现象;裂隙张开量呈现“阶梯波浪式”跃迁增长特征,临近峰值强度阈值时表现出强烈的非线性加速扩展特征。
2026年01期 v.8;No.34 109-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 3939K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 陈光波;郑绍黄;张俊文;李谭;王二雨;王创业;刘业娇;曹健;张国华;唐薇;高宁;
大水矿山或富水开采条件下,不同浸水深度环境中煤岩体力学性质严重劣化,影响着煤岩系统的安全稳定。为探讨在不同浸水深度下煤岩力学性质及损伤特征,以典型的煤、砂岩和页岩为研究对象,开展0、20、40、60、80、100 mm等6种不同浸水深度下的轴向压缩和声发射试验,分析其力学损伤及失稳机制。研究结果表明:(1)随浸水深度的增加,煤岩弹性模量、损伤应力和抗压强度逐渐降低,煤岩弹性模量、抗压强度劣化度显著增加,在浸水0～20 mm阶段劣化效应最大。(2)随浸水深度的增加,声发射累计振铃计数和峰值振铃计数逐渐减少;累计能量受浸水深度影响逐渐降低。(3)基于声发射RA-AF,不同浸水深度砂岩试样张拉裂纹与剪切裂纹共存,随浸水深度的增加,张拉裂纹占比逐渐增大,剪切裂纹占比逐渐减小。(4)基于声发射构建煤岩损伤演化模型,从应力–应变曲线、损伤效应、抗压强度三方面进行损伤模型合理性验证。煤岩损伤演化过程可划分为损伤初始阶段、损伤发展阶段和损伤加速阶段,随浸水深度的增加,煤岩损伤变量增加。(5)从“微观–细观–宏观”阐明浸水煤岩多尺度失稳破坏机制:浸水作用下煤岩内部矿物颗粒被溶蚀,矿物颗粒体积减小,载荷作用下矿物颗粒发生微断裂、大断裂、全断裂,煤岩内部萌生新的裂纹并扩展、贯通,宏观上出现裂纹,煤岩失稳破坏。该研究可为浸水深度影响下工程煤岩体的安全稳定、防治及评价提供有益参考。
2026年01期 v.8;No.34 125-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 5677K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 杜锋;崔伟龙;马骥;王凯;魏风清;孙加智;
随着煤矿开采深度不断增加,井下不同的作业方式作为外界振动诱导突出事故频发并造成严重危害。不同瓦斯压力情况下,根据人工声学信号的幅频特性可以分析工作面附近煤岩体的应力与应变状态,监测煤体强度,预测采掘工作面动力现象的危险性。自主设计并研制了机械振动激励含瓦斯煤体人工声学信号试验装置,开展了含瓦斯煤体在机械振动激励下的人工声学信号频谱响应特征试验研究,推导了考虑人工声学信号频谱响应特征的含瓦斯煤体流–固耦合模型,基于数值模拟获得了含瓦斯煤体力学场特征。得到主要结论如下:(1)含瓦斯与不含瓦斯煤体的人工声学信号频谱响应特征指标K值随轴向加载应力呈上升–下降–再上升趋势,且K值与轴向加载应力的关系可用指数函数的形式表示,瓦斯压力大小会影响该指数函数的常数项; K值还随煤体瓦斯压力增大而减小。(2)煤体应力与K值在卸压和应力集中区域变化显著,在原岩应力区较稳定; K值与煤体所受应力的关系可以用指数函数拟合,且瓦斯压力越高,常数项C值越大; K值与煤体应力分布规律和变化趋势一致,可以反映煤体的应力状态;渗透率与人工声学信号频谱响应特征指标K值受煤体受力、瓦斯压力等影响,呈现特定的变化规律。研究完善了机械振动激励人工声学信号反映煤体应力状态与瓦斯突出危险性预测的理论,为预防预警煤与瓦斯突出提供了创新技术手段和方法,对保障矿井安全生产具有较大意义。
2026年01期 v.8;No.34 148-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 3127K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 杨森;许嘉伟;郭玙博;韩江伟;马军强;
掘锚一体化施工是煤层巷道智能高效掘进的发展方向,滚筒截割参数是感知煤体性质变化的第一手数据,掌握其与煤体力学性质的关联规律是实现掘进智能感知的理论基础。抗拉各向异性是煤体的典型力学特征,对破岩与支护工艺设计有显著影响。采用颗粒离散元法,通过“等效夹层”结构实现煤体模型的抗拉各向异性;耦合滚筒与煤体模型,实现滚筒截割方向上煤体抗拉各向异性的可控调节。通过5组不同截割角度的动态截割试验,分析滚筒扭矩与截割阻力信号的变化特征,得出煤体抗拉各向异性对掘锚机截割参数的影响规律。具体结论如下:(1)滚筒截割下拉方向与最小抗拉强度加载方向之间夹角减小过程中,滚筒扭矩呈现增大趋势,扭矩波动性逐渐被抑制,波动幅度从6 209 N·m降低至5 491 N·m;(2)截割阻力信号反映出煤体“压密”与滚筒降速现象呈现此消彼长态势,煤体呈现“整体扰动—扰动消散—局部破坏”3个阶段;(3)滚筒截割下拉方向与煤体最小抗拉强度加载方向重合度越高,煤体对截割的响应振动越大,局部破坏效应越强烈。
2026年01期 v.8;No.34 165-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2526K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 魏炯;
岩石材料普遍具有拉压双模量特性,该特性对巴西劈裂试验中抗拉强度的测定具有重要影响,但在传统分析中常被忽视。为系统揭示拉压双模量特性对巴西圆盘弹性模量与应力分布的影响,构建了一种应力驱动的拉压双模量数值模型,开展了不同压拉模量比条件下的巴西圆盘力学行为研究,对比了横观各向同性模型与拉压双模量模型的计算差异,分析了拉压双模量特性对抗拉强度的影响,并提出了一种新的抗拉强度计算公式。研究结果表明:(1)拉压双模量特性显著影响巴西圆盘的弹性模量和应力分布,特别是在压拉模量比值较大情况下;(2)横观各向同性模型与拉压双模量模型在竖直方向的应力和应变计算结果具有良好一致性,但在水平方向存在较大差异;(3)基于各向同性假设的传统抗拉强度计算公式将高估岩石强度,计算误差随着压拉模量比值的增加而增大,最高可达54.95%;(4)提出的应力计算公式可准确描述巴西圆盘中心的水平应力状态,计算误差均小于5%,有效避免了因忽略拉压模量差异而导致的强度评估误差,为岩石抗拉强度的测定提供了可靠方法。
2026年01期 v.8;No.34 180-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1795K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ]
- 任怀伟;巩师鑫;刘凯;韩哲;张帅;
深部复杂条件煤层开采地应力高,围岩变形破坏严重,走向和倾向倾角起伏变化大。工作面不同位置的围岩压力、空间形态差异显著,支护技术条件复杂。现有工作面支护装备多为单一、固定功能参数设计,对围岩动态变化的适应能力不足,难以满足复杂条件煤层智能化开采需求。以淮南矿区某示范煤矿千米深井厚煤层超长工作面为例,提出了工作面围岩-支架力耦合(大小、方向和作用点)分析和空间态势、位移耦合分析方法,揭示深部超长工作面覆岩分区破断、压力动态迁移时空演化特征及规律,构建了基于深度学习神经网络的“压力-位姿”融合预测模型,提前预测和判断工作面围岩和装备的力位状态;基于非参数聚类算法提出了液压支架工作阻力和位姿分区准则,建立了不同分区的支护和位姿控制方法;研发了复杂条件工作面“三测两控一平台”智能分析决策系统,实现围岩状态、装备压力和空间信息的综合感知及决策控制,大幅提升装备适应煤层条件渐变或突变扰动的能力。示范工作面应用结果表明:系统有效提升复杂条件工作面支护装备的适应性和灵活性。在采用超长工作面布置,采高范围5.0～6.2 m、倾向平均倾角14°、走向最大倾角17°条件下,平均每天割煤5刀,开采速度提升38.29%。示范应用3个月,推进210.2 m,采煤总量近60万t,实现了淮南地区深部“三软”煤层大采高安全高效开采。本研究提出了适应深部复杂煤层特征的智能化开采方法,为深部煤炭资源的安全高效开采提供了技术支撑。
2026年01期 v.8;No.34 191-205页 [查看摘要][在线阅读][下载 3145K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 谭云亮;杨生龙;刘学生;范德源;李学斌;王宇;
深部煤炭开采已成为必然,研究深部岩层动力灾害发生机理、防控原理及工程技术,对于保障煤矿安全生产、践行煤炭托底保供国家要求具有重要意义。首先,探讨了工作面推进方向覆岩、侧空覆岩、断层切割覆岩3种典型条件下其运动致灾动力学过程,构建了覆岩结构力学模型,解答了覆岩运动诱发巷道动力冲击的力学机制。然后,基于深部岩层结构的复杂性、致灾特征的多样性,提出了岩层空间结构全尺度调控方法,揭示了从巷道围岩局部卸压到区域岩层改性全尺度卸压力学原理。最后,阐明了以覆岩结构改性、上行卸压开采、煤层弱化、煤柱宽度设计、高预应力支护为主要内容的灾害防控基本原理,并开展了多项防治工程实践。实践结果表明,麦垛山煤矿水压致裂后围岩变形量减小了44.61%～46.53%,枣泉煤矿大直径钻孔卸压后煤体位移降低了68.24%～77.78%,大安山煤矿高强吸能支护后两帮变形量减小了62.5%,上行卸压开采和多参量智能化监测预警平台分别在忻州窑矿和新巨龙煤矿取得了成功应用。
2026年01期 v.8;No.34 206-225页 [查看摘要][在线阅读][下载 3344K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 王宏伟;王泽亮;朱战斌;祝捷;曾宪涛;姜耀东;
研究煤矿工作面采场应力的时空分布规律及演化特征,是建立灾害预警指标和实施有效防控的关键。笔者结合研究团队近年在煤矿数字化建模和智能化开采等方向的研究进展,开展了工作面采场应力数据库构筑及其演化特征可视化输出研究。以工作面应力多源数据为基础,通过数据采集、保真、传输与归一化处理,提出了采场应力数字化重构方法,构建了多源数据融合与高效存储数据库,开发了数据库智能检索、信息化输出和云平台查询等功能。针对采场应力数据库数据离散性等问题,提出了一种基于微元分段傅立叶变换的数据插值方法,开发了“点连成线、线连成面、面连成体”三维插值算法,实现了多源离散数据的连续性表达,构建了基于关键点和关键区域确定的线性、多项式和指数3种采场应力反演模型,开发了采动应力演化三维可视化输出反演算法。开展了煤矿采场应力演化特征的物理试验研究,在实验室尺度实施了采场应力多源数据库构筑及其演化特征的可视化输出。以北京昊华能源集团大安山煤矿典型构造和内蒙古鄂尔多斯马泰壕煤矿3105工作面为工程地质背景,开展了原位应力场精细化插值和基于微震定位和液压支架载荷的采动应力可视化反演,在现场尺度实现了采场应力的动态可视化输出。研究结果表明,通过多源数据缺失填补、重复消除、数据降噪和格式转换,实现了采场数据的采集保真、有效融合和分类入库,并依据检索条件对采场数据进行精确快速查询和定位;基于傅立叶变换的采场应力插值算法分别在一维、二维和三维应力连续性表达中,达到了88%、82%和74%的精度提升;通过对工作面支架压力和微震数据的获取与分析,在现场尺度再现了工作面采动应力的动态演化过程,多源监测数据与反演结果的分布吻合较好,验证了反演结果的准确性。
2026年01期 v.8;No.34 226-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 6629K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 刘家顺;王思宇;左建平;郑智勇;张馨;贾宝新;
巷道开挖引起的应力扰动将引起围岩塑性区变化,导致围岩不均匀变形、顶板塌方和冒顶等工程灾害。为研究侧压力系数(λ)和主应力方向对围岩塑性区的影响,基于蝶形塑性区理论,引入主应力偏转角(α),构建考虑主应力方向的围岩塑性区边界方程,研究不同侧压力系数和主应力偏转角作用时围岩塑性区的演化规律,并利用FLAC~(3D)进行数值模拟验证。结果表明:不同λ和α作用时,巷道围岩塑性区呈现圆形(CS型)、椭圆形(OS型)和蝶形(BS型)3种形态特征,其中λ影响塑性区形态, α影响围岩破坏位置,二者共同影响塑性区的扩展范围。蝶叶与竖直方向夹角随主应力偏转角度呈线性变化。基于模糊数学理论,提出了软岩塑性区形态模糊评价方法。以高家梁煤矿20110工作面为工程背景,采用数值模拟和现场松动圈测试等方法,验证了评价方法的可靠性。针对性地提出了“长短锚杆(索)+钢筋网+喷射混凝土+浅层注浆”相结合的非对称耦合支护方案,显著降低了围岩表面收敛变形。研究成果可为地下工程围岩变形控制与灾害防治提供理论支撑。
2026年01期 v.8;No.34 250-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 2710K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 杨子仪;李迎富;徐颖;于美鲁;孔朋;杨荣周;李春元;白林杨;蔡虹伟;
合理的沿空掘巷滞后时间是缓解采掘接续压力、提高安全开采效率的关键。基于薄板理论引入麦克斯韦模型,将时间参数与关键层运移建立联系,结合数值模拟和工程实践对顶板破断动态下沉力学模型进行了论证。研究结果表明,关键层上表面的应力集中是岩层破断的关键因素,开采步距、时间与顶板在压实期的挠度成线性相关。数值模拟结果显示,采空区压实期(30 d内)受残余采动影响,关键层位移发育迅速,采空区关键层中部应力由中心向边缘传递,并最终集中在巷道的顶板。终采后采空区短时间内应力集中显著,仍有发生动力灾害的倾向性,短时间(60 d内)不具备掘巷条件。现场的矿压监测与微震数据从时间与空间角度侧面证明了开采动压的残余影响,微震事件由深部向浅部逐步发展,证实了采空区压实期内存在由应力集中到平衡的时空演化过程。以时间参数为连接点,将关键层运动和巷道掘进时间有机的结合起来,对沿空掘巷时机的选择有重要的理论指导意义。
2026年01期 v.8;No.34 263-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 3679K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 张广辉;蒋军军;
晋东南矿区复合坚硬顶板呈现低位大跨度悬顶和高位大范围离层的覆岩垮落特征,容易诱发巷道蠕变变形或冲击动力灾害,以改善采场边界形态促进顶板回转下沉为切入点,提出了深–浅孔协同爆破促使高–低位顶板互馈垮断的护巷消冲技术。研究结果表明:采空区边界由固支端转变为简支端,解放了顶板的边界束缚;借助深–浅孔协同导向机制、聚能管控制聚能流的作用和高–低位顶板互馈机制,爆破裂隙在巷道轴向方向发育长度被大幅度延长,为固支端转变为简支端创造基本条件。通过理论计算和现场工程案例确定了开切眼和回采巷道顶板预裂爆破施工参数。工程实践结果表明:开切眼爆破孔促使工作面开采初期顶板由四端固支向三固一简转变,开切眼顶板预裂爆破工作面初次来压步距降低28%; 13132巷道内深–浅孔协同爆破在煤层上方18～40 m形成了裂隙密集区,改善运输巷顶板边界条件,弱化了顶板蓄能属性, 13132巷区域内88%微震事件能量降低至12 500～27 500 J, 1312工作面周期来压步距和动载系数降至9.5 m和1.27,来压步距和来压强度均有所降低。表明深–浅孔协同爆破预裂可有效改善复合坚硬顶板在采场边界的形态,在开采工作面起到了护巷消冲的作用。
2026年01期 v.8;No.34 283-296页 [查看摘要][在线阅读][下载 2890K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 潘浩;谢生荣;古文哲;宋天奇;秋丰岐;杜星;
针对矸石浆体充填过程中采场覆岩裂隙空间分布特征与充填量难以定量化表征等问题,分析了采场覆岩结构运移及裂隙发育规律,建立了垮落带和裂隙带空腔及裂隙空间的量化计算模型,揭示了开采高度、岩体碎胀系数、垮落带压实区长度及工作面推进长度等关键参数对裂隙空间发育的调控作用。结果表明,垮落带非压实区空腔及裂隙空间量约为垮落带压实区的2.5倍,约为裂隙带的7.5倍。在此基础上,通过开展3种不同规模的矸石浆体介入充填试验,分析了矸石浆体在垮落带内的流动扩散规律,构建了适用于低位灌浆和邻位注浆2种充填方式的矸石浆体介入充填量理论预测模型。现场工程实践表明,矸石浆体在垮落带内具有良好的流动扩散性能,理论模型预测结果与实际充填量吻合良好,研究成果可为矸石浆体充填工程提供可靠的理论指导。
2026年01期 v.8;No.34 297-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 3789K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ] - 袁芳;唐建新;孔令锐;闫振雄;
为研究高位承压水作用下采场强矿压机理,采用物理模拟试验方法,建立了含承压水试验系统的物理相似模型,分析了高位承压水作用下覆岩破断运动规律。研究结果表明,高位承压水作用下,对采场矿压起控制作用的岩层由基本顶第1亚关键层上升至高位主关键层。高位主关键层初次和周期断裂步距大幅减小,断裂位置有向煤壁靠近的趋势。含水层(高位主关键层)下位岩梁呈现出自上而下的整体复合破断特征,采场顶板断裂位置由控顶区后方前移至煤壁。顶板复合破断时,裂隙发育高度、采场顶板最大位移、岩层断裂角均显著增大,增幅分别为743%、509%、27%,顶板来压强烈,揭示了采场强矿压显现的根本原因。高位承压水作用导致工作面超前支承压力集中范围和应力集中程度大幅增加,基本顶第1、2亚关键层和高位主关键层前支承压力升高区范围、支承压力峰值、后支承压力升高区范围平均增幅达611%、33%、124%。
2026年01期 v.8;No.34 310-326页 [查看摘要][在线阅读][下载 5666K] [官网下载次数：0 ] |[摘要阅读次数：0 ]