- 刘仪;刘天元;赵虎;
近年来,随着我国煤炭资源开发进程的推进,煤层开采已逐步进入深部开采阶段。在此背景下,煤体所受地应力显著增强,进而引发煤层各向异性特征发生动态变化,这一特性对瓦斯抽采效率产生了重要影响。本研究聚焦于揭示煤层各向异性对瓦斯抽采的作用机制,通过构建基于渗透率各向异性的演化模型,系统推导了适用于该条件的瓦斯流动控制方程。借助COMSOL Multiphysics数值仿真平台,深入开展了不同钻孔布置方向下的瓦斯抽采模拟实验,定量分析了各向异性参数对瓦斯抽采流量分布及有效影响半径的影响规律。研究结果表明:渗透率各向异性系数越大,其对瓦斯流动过程的调控效应愈发显著;当钻孔轴线与最大渗透率主方向夹角增大时,瓦斯抽采流量呈现上升趋势,且有效影响半径同步扩展。因此,在实际工程中将钻孔布置方向与最大渗透率主方向夹角控制在60°以上,以实现最优瓦斯抽采效果。
2026年01期 v.24;No.158 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1758K] - 周少华;
针对大变形软岩巷道修复的技术难题,本研究以某煤矿110207回风巷掘进工作面为工程实例,综合运用岩石物理力学试验(取样分析)、长期现场变形监测等措施,系统分析了该巷道围岩的地质特征、结构特性及其变形破坏规律,揭示了围岩结构、围岩强度、水理作用、开采扰动是造成巷道发生大变形的主要因素。基于此,创新性地提出了“强底、固帮、控顶”构建巷道全封闭承压环的软岩巷道变形控制理念,制定了“锚注支护+锚索梁加强支护+反底拱治理底鼓”系统化的软岩巷道变形修复支护方案。经过180 d井下工业性试验验证,顶板下沉量不超过35 mm、两帮移近量不超过22 mm,底鼓量不超过41 mm,满足预期目标。本研究不仅成功解决了大变形软岩巷道修复问题,也为类似复杂地质条件下深部软岩巷道的稳定性控制与安全维护提供了重要的理论指导和实践经验。
2026年01期 v.24;No.158 23-27+33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2001K] - 刘毅;
哈尔乌素露天煤矿端帮边坡的破坏表现出显著的渐进特征。为系统揭示其破坏模式规律,本研究结合极限平衡力学解析、GNSS高精度位移监测与PHASE2有限元模拟,从时空演化角度探究端帮边坡的渐进破坏过程。研究结果表明:(1)局部损伤区沿潜在滑面持续扩展直至贯通,形成整体滑移或扩展至某一临界位置后停滞,边坡最终趋于稳定;(2)现阶段端帮整体处于稳定状态,但局部高陡台阶及风化泥岩软弱夹层构成潜在危险源,在上覆岩土重力与临空面约束削弱的双重作用下,该部位坡脚及高陡边坡变形显著,破坏模式为圆弧型滑坡;(3)时间维度上,边坡位移-时间曲线呈现与岩土体蠕变一致的初始、稳态及加速三阶段演化;空间维度上,滑体沿滑面可划分为牵引段、主滑段和抗滑段,符合典型的三段式破坏结构。
2026年01期 v.24;No.158 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 2019K] - 陈和平;晁海杰;郭爱江;
针对西部地区富水软岩地层立井施工中面临的围岩破碎、涌水量大、软岩难支护等技术难题,以鹰骏一号煤矿主立井为工程背景,开展人工冻结法应用研究。通过主冻结孔结合防片帮孔的布孔设计,采用12台双级螺杆制冷机组形成冻结壁。研究结果表明:冻结壁平均温度≤-10℃,冻土扩展速度达17 mm/d,冻土进荒深度为0.5~1.3 m,有效封堵含水层涌水。施工中通过动态调控冻结参数,实现了井帮零涌水、零片帮,井筒月进度提升至80~90 m。工程实践验证了人工冻结法在深部富水软岩立井施工中的安全性和高效性,为类似地质条件矿井建设提供了技术参考。
2026年01期 v.24;No.158 34-38+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1846K]