- 岳中文;王大乐;王贯东;郝雪弟;李永亮;李阿康;李为;董浩然;
临时支护作为煤巷永久支护的“排头兵”，是煤巷掘进的关键环节，其在时间和空间上的高效性直接决定了煤巷掘进和后续支护作业的效果，因此，高效临时支护技术与装备的研发是煤巷掘进的关键攻关方向。重点介绍了传统简易式、机载式、自移迈步式、新型临时支护机器人等临时支护技术与装备的研发进展及应用，对比归纳总结了不同类型装备的优缺点。系统提出了当前我国煤巷临时支护发展的关键核心方向：(1)临时支护装备的智能化升级；(2)具有智能感知、支护力及支护姿态自适应调整优化的临时支护机器人的研发。依据煤矿生产的实际需求和煤炭行业的发展需要，预测了煤巷临时支护技术与装备的发展趋势：(1)研发掘-支-锚-运一体化快速掘进系统，并从系统工程学角度统筹考虑，合理平衡及科学优化各循环工艺流程；(2)突破“围岩-支架”相互作用动态实时监测技术，实现掘进工艺及临时支护参数随围岩条件变化的实时调整；(3)通过临时支护装备的智能化升级，实现煤巷掘-支的无人化智能控制；(4)基于“透明化”矿山，开发智能探-掘-支技术，实现煤巷掘-锚-支装备智能感知、自适应调整。
2023年05期 v.5;No.20 5-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K] [官网下载次数：41 ] |[摘要阅读次数：96 ] - 周鹏赫;吴拥政;付玉凯;孙卓越;
为获取缓冲垫层放置位置及厚度的选取依据，分析了缓冲垫层对冲击地压巷道锚杆支护系统中托板及组合结构抗冲击性能的影响。利用落锤冲击试验装置，测试了托板、W型钢护板和橡胶缓冲垫层等4种组合结构的动载力学性能，得到了试样的冲击力时程曲线、位移时程曲线及变形特征，分析了W型钢护板、缓冲垫层位置及厚度对托板动态力学性能的影响。研究结果表明：托板均经历了拱高降低、四角翘起、拱底面积减小等变形过程。随着冲击能量的增加，试样冲击力峰值及变形量呈增加趋势，冲击力时程曲线可分为初期震荡、急速上升、平稳震荡和迅速下降等4个阶段。与单独托板相比，W型钢护板可降低冲击力峰值、增加试样震荡作用时间、有效保护试样的完整性和提高试样抗冲击性能。通过对比缓冲垫层放置位置及厚度的冲击力峰值、位移量、冲击能量吸收率及托板变形量，得到缓冲垫层放置在W型钢护板与围岩接触面之间时，抗冲击性能更好，其合理厚度在16～18 mm。根据托板静载拱高变形量要求，单独托板可承受约2 500 J的冲击能量，W型钢护板及缓冲垫层组合结构可起到吸能、改善托板承载特性及提高托板抗冲击性能等作用，现场应用效果良好。
2023年05期 v.5;No.20 21-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 739K] [官网下载次数：27 ] |[摘要阅读次数：66 ] - 杨舒冰;王梅;杨永康;王晨龙;
切顶卸压自成巷无煤柱开采是综采工作面实现连续生产、快速衔接、提高煤炭采出率的重要采煤工艺，能有效避免矿井发生重大地质灾害事故，是煤矿可持续发展的方向之一，其中切缝关键参数对留巷围岩稳定性具有较大影响。为控制工作面开采后沿空留巷围岩的变形量，保证巷道结构的稳定性，以青云煤矿020201工作面为工程背景，分析其缓倾斜煤层切顶成巷特点，提出两种切缝角度确定方法，同时结合现场生产条件研究了切缝位置对切顶卸压沿空留巷稳定性的影响。研究结果表明：切缝角度及切缝位置的选择影响留巷顶板的运移特征，依据岩层垮落角确定了2.7°切缝角度，并得出在挡矸墙采空区侧进行切顶时，切缝可切断采空区顶板压力向留巷上方传递荷载的路径，弱化了顶板断裂活动对留巷的影响，有利于实现留巷围岩控制的目的；现场矿压监测结果表明，在采动作用下，采用合理的锚网支护可形成稳定结构，切顶卸压效果明显，对于切顶成巷技术在缓倾斜煤层开采中的推广应用具有借鉴意义。
2023年05期 v.5;No.20 32-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2919K] [官网下载次数：117 ] |[摘要阅读次数：57 ] - 吕文玉;李世杰;伍永平;解盘石;谭毅;吴昀潞;
“充填膏体-垮落矸石”复合充填开采是降低充填成本和提高充填采矿效率的有效手段之一，以试验矿井为工程背景，开展复合承载结构的力学特性研究。研究结果表明：复合承载结构可以采用粒径级配指数为0.4的级配矸石粒径进行模拟；膏体配比为8%水泥、15%粉煤灰、40%河砂、1.2%早强剂时强度最佳；不同膏体配比的复合承载结构，在受载过程中的应力-位移曲线趋势基本相同，可以划分为7个阶段；膏体配比与第1次失稳应力临界值成正相关，与第2,3次失稳临界值成负相关；在高应力条件下，复合承载结构呈现大变形特征，应力指数呈上升趋势，其应力-位移曲线可划分为4个阶段，仅呈现1次明显的应力峰值，第2次失稳破坏临界值与加载速率成正相关；随着应力加载速率的增加，复合承载结构临界值应力增大、位移减小。
2023年05期 v.5;No.20 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K] [官网下载次数：63 ] |[摘要阅读次数：71 ] - 田文辉;张帝;曹安业;牛佳胜;韩进;莫正虎;王崧玮;李小刚;赵辉强;刘海双;
为了进一步研究不规则遗留煤柱群应力分布特征，以山寨煤矿一、二采区的锯齿状遗留煤柱群为研究背景，基于“载荷三带”理论，建立了侧向支承应力估算模型，对锯齿状煤柱群不同区域的应力分布特征进行了分析；同时运用数值模拟研究方法，分析了锯齿状煤柱群形成前后，应力场的演化规律；通过定位分析锯齿状遗留煤柱群的微震监测数据，验证了理论推导和数值模拟的可靠性。研究结果表明：山寨煤矿锯齿状遗留煤柱群内部应力分布并不均匀，煤柱内部支承应力叠加程度与其宽度成正相关，宽度最小的区域一煤柱，支承应力叠加程度最高，其冲击危险性也最高；相较于无保护层开采工作面，在保护层下开采对于锯齿状遗留煤柱群的影响相对较小。
2023年05期 v.5;No.20 54-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 851K] [官网下载次数：66 ] |[摘要阅读次数：43 ] - 宛志红;郑顺元;李磊;郭前坤;刘峥;苗葳;许延春;
为探究不同基岩厚度对薄基岩厚松散层工作面微震响应特征的影响，以焦作某矿14030工作面为例，依据基采比划分8.8～9.5,12.7～17.8两个阶段，对不同阶段的微震事件数量和能量的时空分布规律进行研究。结合工作面地质条件资料，阐明了工作面基岩厚度与微震活动特性的对应关系：微震事件呈现低位岩层聚集、高位岩层离散分布的特征；基岩厚度较小时，微震事件在基岩段均有分布，微震事件影响范围并未突破基岩顶界面；微震事件数量与每日推进距离近似成正比；随着基采比的增大，周期来压步距增加，基采比为12.7～17.8阶段较8.8～9.5阶段的周期来压步距增加了2.29 m，底板破坏深度减少了35.2%，且日均微震事件数量在日均推进距离增加的条件下亦显著减少。研究成果可为分析厚松散层薄基岩矿井微震活动、覆岩破坏和矿压显现特征的相互关系提供参考。
2023年05期 v.5;No.20 63-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 717K] [官网下载次数：41 ] |[摘要阅读次数：34 ] - 李海;杜涛涛;孙秉成;杨伟;常博;赵志鹏;李红平;贾兵兵;张弘毅;
为了探索煤矿坚硬顶板处理的新方法，引入坚硬顶板磨砂射流轴向切顶技术，通过开展工业性试验，确定了割缝、压裂的关键技术参数，并进行了防冲工程实践，采用水压仪、钻孔窥视和观测孔出水观测、微震监测、支架压力监测和煤体应力监测等方法进行了效果检验。研究结果表明，割缝参数为：割缝深度200 m，割缝长度300 m，割缝压力40～50 MPa；压裂参数为：压裂压力50～55 MPa，压裂时间20～30 min；割缝、压裂后有效促使了顶板岩层裂隙的产生和扩展，破坏了顶板的完整性，压裂半径10～20 m。相较于传统爆破切顶防冲技术，采用磨砂射流轴向切顶和爆破组合处理后，微震事件集中区域由超前工作面80 m转移至130 m，微震能量释放以小能量事件为主；周期来压步距明显降低，采动应力影响范围和应力集中系数明显减小，围岩活动强度和动载效应明显减弱，取得了良好的防冲效果。
2023年05期 v.5;No.20 73-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 558K] [官网下载次数：17 ] |[摘要阅读次数：44 ] - 龙泊含;雍睿;钟振;谭少南;
为解决传统Morgenstern-Price法未考虑岩体抗剪强度参数离散性的问题，引入BartonBandis准则对Morgenstern-Price法进行改进，考虑了岩体结构面抗剪强度参数JRC,JCS，φ_r的离散性，充分呈现了岩体结构面特征参数的真实统计分布特征，并利用此方法对边坡稳定性进行了分析；而后结合改进的Rosenblueth法对边坡的破坏概率进行了计算。以凤田矿山为背景，利用改进的Morgenstern-Price法计算得到稳定性系数为1.013，说明凤田矿山处于欠稳定状态；其结合改进的Rosenblueth法得到边坡破坏概率为38.759%，说明凤田矿山处于中等危险状态。通过与其他方法的评价结果对比发现，改进的Morgenstern-Price法既能用于计算边坡稳定性系数，又能与改进的Rosenblueth法相结合计算边坡破坏概率，是一种方便、有效的边坡稳定性分析方法，可满足矿山边坡现场施工的要求。
2023年05期 v.5;No.20 82-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K] [官网下载次数：33 ] |[摘要阅读次数：36 ] - 郭小铭;刘英锋;谷占兴;
针对彬长矿区煤层开采顶板导水裂隙带发育规律复杂，导致矿井水害影响评价难度大的问题，通过分析典型工作面的涌水情况，对比不同开采参数下工作面涌水差异特征，初步得出不同工作面长度对导水裂隙带的差异性影响；以现场实践为指导，提出“采前背景条件探查、采中水位动态监测、采后综合测试”的煤层开采全过程导水裂隙带高度综合实测方法；基于矿区内大量导水裂隙带高度实测结果，分析得出彬长矿区导水裂隙带发育规律呈现明显的工作面长度控制效应，采长175～240 m时导水裂隙带发育高度较大，采长80～151 m时导水裂隙带高度相对较小，在同一工作面长度控制下，导水裂隙带高度随采高呈非线性增长的规律；根据导水裂隙带高度变化规律，采用非线性回归分析方法，分别拟合出2种开采参数下导水裂隙带高度计算经验公式，并分析了公式的适用范围；采用推导的经验公式对区域内新开采工作面影响白垩系洛河组含水层程度进行分析，结果表明所得经验公式可以较好地评价工作面受洛河组含水层充水的影响程度，与《煤矿防治水手册》推荐的经验公式相比其计算精度明显增加。研究成果可对彬长矿区和周边相似条件矿井导水裂隙带高度的确定提供较好的参考，同时丰富了我国西部侏罗纪煤田煤层顶板导水裂隙带的研究成果。
2023年05期 v.5;No.20 91-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 424K] [官网下载次数：74 ] |[摘要阅读次数：56 ] 下载本期数据