谢福星
- 作品数:10 被引量:187H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>>
- 发文基金:国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金江苏省基础研究计划更多>>
- 相关领域:矿业工程建筑科学更多>>
- 深井沿空留巷顶板变形破坏特征与控制对策研究被引量:42
- 2017年
- 针对深井沿空留巷顶板出现的离层破碎难以形成承载结构甚至发生冒顶灾害的控制难题,综合现场调研、理论分析及实测方法,将其变形破坏形式进行归纳分类并深入分析,提出了"多支护结构"控制系统,研究了新系统的组成结构、控制原理、支护材料和支护时序。结果表明:1)顶板支护结构稳定性弱、跨度大、倾斜角度大和顶帮协同承载能力低是造成其变形破坏的主因;2)"多支护结构"控制系统包括强化锚固体系承载性能、强化碎裂煤岩体强度、强化顶帮协同承载结构和卸荷减跨,此系统可保证顶板结构完整,提高顶帮协同承载能力。研究成果在潘一矿东区进行推广应用,对类似条件巷道支护具有一定的理论意义和参考价值。
- 武精科阚甲广谢福星杨增强
- 关键词:深井沿空留巷顶板
- 晋城矿区坚硬顶板工作面矿压显现规律研究被引量:7
- 2013年
- 针对晋城矿区15#煤坚硬顶板,在开采过程中工作面矿压显现规律不清楚的难题,运用相似材料模拟试验和现场实测,研究分析坚硬顶板工作面的矿压显现规律,研究结果表明:直接顶初次垮落步距22.3~23.1 m,平均22.7 m,周期垮落步距不明显;基本顶初次垮落步距52.3~55.1 m,平均54.2 m,周期垮落步距17.1~19.4 m,平均18.2 m;工作面超前支承压力剧烈影响范围为30~35 m。
- 崔凯张召千张百胜谢福星
- 关键词:坚硬顶板矿压显现
- 基于基本顶断裂位置的综放窄煤柱煤巷非对称支护技术研究被引量:21
- 2016年
- 针对王家岭煤矿20103综放窄煤柱煤巷顶板支护过程中出现的非对称大变形控制难题,采用钻孔窥视法对基本顶断裂位置和顶板双向移动特征进行现场实测,结合顶板煤体微裂隙非对称演化过程的CT识别,提出槽钢简式桁架锚索与单体锚索平行布置非对称支护技术,并对其组成结构和控制机制进行系统研究。得出:(1)距20103掘进工作面100--300m长度区间,基本顶在窄煤柱上方距巷道横截面铅垂中心轴2.918m位置断裂;(2)基本顶断裂后回转下沉引起巷道顶板发生两次离层和水平错动:一次离层和水平错动导致煤柱侧顶板沿巷道长度方向区域性断裂,二次离层和水平错动诱发煤柱侧顶板局部冒漏;(3)窄煤柱煤巷顶板煤体微裂隙演化过程具有明显的不对称性:水平错动带煤体微裂隙数量、发育速度和贯通速度大于扰动稳定带煤体微裂隙数量、发育速度和贯通速度;(41槽钢简式桁架锚索和单体锚索平行布置非对称支护机制:重点突出、刚柔并济、点线结合、均衡承载。20103窄煤柱煤巷采用槽钢简式桁架锚索和单体锚索平行布置非对称支护技术,煤柱侧顶板和回采侧顶板变形协调一致,围岩控制效果良好,研究成果对类似工程条件的巷道支护具有一定的理论意义和实用价值。
- 殷帅峰程根银何富连谢福星单耀
- 关键词:钻孔窥视CT识别
- 大采高沿空掘巷小煤柱稳定性分析及合理尺寸研究
- 随着煤炭产业结构的合理调整,大中型煤矿煤炭的产量将继续保持增长的势头,大采高综采技术已得到广泛应用,从矿井的开拓、巷道布局以及延长矿井寿命的考虑,时常要保留一些分布规则的煤柱,用以支撑上覆岩层,从而来控制地表不均匀沉降。...
- 谢福星
- 关键词:大采高工作面沿空掘巷稳定性分析
- 基于偏应力分布特征的综放区段煤柱宽度研究被引量:5
- 2017年
- 针对王家岭煤矿20 m宽煤柱条件下回采巷道大变形控制难题,运用数值模拟方法,研究了顶板煤岩体偏应力第二不变量分布及迁移演化规律,得出203盘区相邻综放区段间煤柱合理宽度为4~8 m,且回采巷道煤柱侧顶板需要进行强化支护的结论。现场试验8 m宽煤柱,采用槽钢桁架锚索与单体锚索平行布置非对称支护技术支护20321综放工作面回风巷,顶板最大下沉量为102 mm,煤柱宽度留设合理。
- 殷帅峰何富连谢福星赵启峰
- 关键词:应力监测煤柱宽度
- 强采动大断面沿空煤巷围岩非对称控制研究被引量:25
- 2016年
- 针对剧烈采动下大断面沿空煤巷围岩破坏突出的难题,以王家岭矿20321沿空煤巷为研究对象,综合钻孔窥视监测、结构力学分析、数值模拟研究以及现场工业性试验等方法,探究大断面沿空煤巷采动影响下非对称矿压显现的规律。结果表明:典型沿空煤巷围岩破坏具有明显的不对称性,顶板结构不对称是围岩非对称破坏的直接诱因;实测基本顶断裂位置始于巷道上方距煤柱1.1 m处,并斜向采空侧延伸;沿空煤巷围岩收敛呈斜"一"字形,沿空煤巷两侧载荷的差异性,促使巷道围岩呈不对称破坏发展趋势。提出高预应力锚杆索桁架非对称控制技术,有效控制了典型沿空煤巷围岩变形,丰富了大断面沿空煤巷围岩控制理论及实践经验。
- 谢福星何富连殷帅峰武精科张广超
- 关键词:沿空煤巷钻孔窥视
- 基于有限变形理论的大采高综放煤壁塑性区宽度研究被引量:2
- 2016年
- 针对大采高综放面煤壁片帮控制难题,结合顶板岩梁弹塑性有限变形认识基础,综合现场调研、相似模拟、力学推导及算例分析等方法,得出顶板弹塑性有限变形约束条件下煤体垂直应力表达式,并采用直接配点法对煤壁前方塑性区宽度进行描绘。
- 殷帅峰程根银谢福星赵勇强
- 关键词:变分法直接配点法
- 大采高采场超前支承压力分布规律及应力峰值位置研究被引量:35
- 2013年
- 根据三元王庄煤矿3045大采高工作面实际情况,在工作面前方巷道实体煤一侧布置了GMC20应力传感器,对超前支承压力进行了实测,并运用FLAC3D数值模拟软件,针对采场建立了工作面的实体模型,研究了工作面超前支承压力的分布规律以及应力峰值的位置。研究表明,王庄煤矿大采高采场实测支承压力峰值及位置与数值模拟、理论计算基本一致;应力峰值位于工作面前方10.3m左右,超前支承压力的影响范围为47m左右,结论可为大采高工作面超前支护方案的确定提供有力依据。
- 谢福星张召千崔凯
- 关键词:大采高超前支承压力数值模拟
- 深井高应力软岩沿空留巷围岩破坏机制及控制被引量:33
- 2017年
- 针对深井高应力软岩沿空留巷围岩大变形难题,通过现场调研、理论分析和相似模拟试验,分析了围岩特性、支护结构破坏形式及其破坏演化过程,并对围岩破坏机制和围岩控制技术进行了深入系统研究。结果表明:厚层泥岩低强度、软化吸水膨胀及其在强采动高应力状态下碎裂扩容、长期蠕变是围岩大变形的诱因;围岩变形破坏相对于巷道横截面铅垂和水平方向呈明显不对称状态;原有围岩支护系统没有形成一个完整承载结构,使支护体被各个击破,围岩破坏顺序:充填区域顶板破碎→充填体偏心受载压裂片落→巷内顶板急剧倾斜下沉→实体煤帮外鼓片帮,最终导致围岩失稳;提出顶板分区耦合支护和以充填区域顶板为关键纽带的"四位一体"围岩控制技术,该技术能够提高巷道整体稳定性,避免围岩局部破坏造成的支护结构失稳,保障巷道安全畅通。
- 武精科阚甲广谢生荣谢福星陈冬冬
- 关键词:软岩围岩控制
- 深井沿空留巷非对称破坏机制与控制技术研究被引量:18
- 2017年
- 针对深井沿空留巷围岩非对称变形与控制难题,综合现场调研、理论分析、数值模拟及实测方法,探析围岩矿压显现几何形态、严重程度及动态演化过程,阐明深井沿空留巷围岩不对称变形破坏机制,并提出围岩结构分级分区耦合支护关键技术。结果表明:1)围岩剪切塑性破坏区和拉伸塑性破坏区主要分布于采空区边缘直接顶、实体煤帮和底板中,分布范围大且不均匀;2)关键部位(充填区域顶板)碎裂引发围岩各区域支护体被逐个击溃,依次是充填体偏心受载压裂、巷内顶板倾斜下沉、片帮外鼓和严重底鼓;3)煤岩层成岩性差且分布不均衡、不对称围岩结构的非耦合支护及其在强采动高应力状态下碎裂扩容、长期蠕变是围岩非对称变形的主因;4)将留巷围岩划分为4级9个支护分区,并具体分析各分区支护体力学效应及其保持围岩稳定性方面的作用,研究成果应用于深部沿空留巷并取得良好效果。
- 武精科阚甲广谢生荣谢福星赵勇强
- 关键词:深井沿空留巷耦合支护