《采矿与岩层控制工程学报》创刊词

<正>《采矿与岩层控制工程学报》是由煤炭科学研究总院主办,天地科技股份有限公司开采设计事业部(煤炭科学研究总院开采研究分院)承办,经国家新闻出版署正式批准,国内外公开发行的专业性学术期刊。其前身是《煤矿开采》,已有近30年的办刊经验和学术积累。煤炭科学研究总院成立于1957年,是我国煤炭行业唯一的大型综合性科研开     

煤柱留巷定向水力压裂卸压机理及试验

针对煤柱留巷支护问题,提出一种控制坚硬厚顶板煤柱留巷变形的新方法——定向水力压裂留巷卸压技术,旨在转移护巷煤柱上的高采动应力,改善留巷的应力状态,并提出定向水力压裂煤柱留巷卸压机理。以余吾煤业公司S1206煤柱留巷瓦排巷为研究对象,确定了定向水力压裂钻孔方案、钻孔布置参数及施工工艺。压裂结果显示,横向切槽机械钻头可以在预定位置预制开槽;21~28 m分段压裂时间占总压裂时间48%,是整个钻孔的压裂关键位置;采用间接方法判断裂隙的扩展范围20 m左右。对压裂段和非压裂段进行了表面位移、煤柱垂直应力、工作面超前支承压力、压裂段煤柱上方三向应力等监测。监测结果表明:压裂段两帮收缩量降低30.5%,顶底板移近量降低50.2%;超前压力的影响距离不超过50 m,距离工作面超过15 m左右时,出现应力峰值;超前工作面10 m左右范围内出现塑性破坏;采动影响最显著的作用来自垂直应力;采空区造成应力扰动方向与最大相对主应力方向一致。监测与评估表明卸压效果明显。压裂及卸压结果表明,采用定向水力压裂留巷卸压技术可以消除或减弱坚硬顶板形成的悬顶效应,达到留巷的目的。     

破碎煤岩体化学注浆堵水技术研究及示范工程

从煤岩体的裂隙分布、渗流水力学特征与化学注浆堵水机理出发,详细分析了渗透水裂隙的形成及分类、破碎煤岩体注浆堵水作用机理;论述了岩体渗透系数与应力、温度的关系,水压与注浆压力的关系,岩体的可注性以及注浆位置选取与钻孔深度的关系。通过对屯留煤矿南翼进风大巷的顶板水封堵工程的实例分析,说明化学注浆堵水可借助深部开裂程度较低的围岩裂隙实施,形成隔水帷幕;涌水量大的厚层富含水破碎顶板由深部向浅部后退式注浆工艺,可显著提高注浆堵水效果,降低材料消耗和工程成本。     

碎石锚固中压力拱形成与锚杆作用分析

碎石锚固试验被用于证实锚固破碎岩体中存在压力拱,但压力拱的概念较为抽象,难以理解和应用。为研究锚固破碎岩体中压力拱的形成机制与锚杆的作用,克服颗粒锚杆批量生成与预紧难题,利用三维颗粒流程序(PFC3D)开发碎石锚固试验的数值模拟方法,开展系列碎石锚固数值试验,直观展示压力拱的形成,揭示压力拱的形成机制与成因,分析并验证锚杆在压力拱形成中的具体作用。在此基础上,提出极破碎岩体锚杆加固的建议。研究结果表明:(1)锚杆加固碎石体内会形成拱形承载结构拱的稳定依靠拱下碎石支撑。(2)压力拱形成于碎石在锚杆作用下的自适应运动过程。移除碎石箱底板后,底部碎石向下运动,导致上部碎石重力向周边转移,在周边碎石形成拱腿,拱顶部位碎石在侧向约束作用下彼此咬合形成拱顶,最终以底托板为基础形成压力拱。(3)压力拱的形成和稳定需满足4个条件:强力的底部基础、足够的侧向约束、适当的碎石厚度和平衡的拱下碎石。(4)锚杆在压力拱形成和稳定中发挥侧向约束作用、支撑作用和护表作用。在成拱过程中,锚杆通过预紧提供侧向约束力,使碎石具有足以成拱的咬合能力。在压力拱形成后,锚杆通过对拱下碎石提供支撑和护表使其平衡,维护压力拱的稳...     

浅析维护巷道和峒室的卸压法

详细分析了各种卸压法控制巷道和峒室围岩变形的机理、参数确定和适用范围，并通过实例分析，介绍了卸压法的设计、施工及技术经济效益。     

煤矿锚索预紧应力损失原因分析及解决途径

针对煤矿井下小孔径树脂锚固锚索预应力损失的问题,详细分析了影响预应力损失的各种因素及影响程度,在此基础上提出了改进措施,并提出了对锚索进行超张拉的施工措施,以提高锚索的支护效果。     

锚杆螺纹与螺母联接力学特性的数值模拟研究

采用有限元数值模拟方法对锚杆尾部螺纹联接的受力及变形特性进行了研究,包括不同螺纹齿高、螺纹间隙及螺母强度等级等因素对螺纹连接的影响,得出螺纹齿高应不小于0.7H、螺纹间隙最好为0.048mm、螺母强度应比锚杆杆体屈服强度高一个等级等结论。     

煤矿巷道围岩卸压技术及应用

煤矿巷道围岩控制方法主要分为支护加固法和卸压法,卸压法是高应力、强采动巷道围岩控制的有效手段。目前,我国煤矿已形成包括巷道布置法、巷道围岩近场卸压法及远场卸压法在内的巷道围岩卸压技术体系。介绍了巷道卸压法分类及卸压机理、影响因素和适用条件。巷道布置法的实质是将巷道布置在采空区下方、上方、边缘及采空区内等应力降低区,是首选的、有效的卸压法。巷道围岩近场卸压主要包括切缝、钻孔、爆破及掘卸压巷等方法,卸压机理是在浅部围岩形成一定的变形空间,减小围岩向巷道空间的位移,并将浅部围岩高应力转移到深部。巷道围岩远场卸压法主要有深孔爆破、水力压裂法,通过切断或弱化巷道上方的顶板,减小回采工作面采动对巷道稳定性的影响。近年来,水力压裂技术得到广泛应用,成为回采工作面坚硬顶板弱化、强采动巷道围岩卸压的有效措施。在实例分析中,介绍了区域水力压裂和局部水力压裂卸压技术的应用情况,包括地质与生产条件、压裂设计及卸压效果。最后,分析了巷道卸压法存在的问题,对今后的技术发展进行了展望。     

锚杆托盘的实验应力分析

介绍了锚杆测力托盘的制作方法,在实验室对锚杆托盘的应力分布进行了分析。