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基于数值模拟的小煤柱沿空巷道变形控制技术 预览
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作者 张海骄 孙乐乐 康永水 《建井技术》 2019年第2期38-43,共6页
淮南矿区深部煤炭开采过程中,沿空巷道收敛变形问题已成为制约采煤工作面快速推进的一大难题。以淮南矿业集团张集煤矿西二A组煤沿空巷道为研究对象,采用数值模拟方法,分析研究了不同煤柱留设宽度、不同帮顶支护形式和煤柱注浆加固对控... 淮南矿区深部煤炭开采过程中,沿空巷道收敛变形问题已成为制约采煤工作面快速推进的一大难题。以淮南矿业集团张集煤矿西二A组煤沿空巷道为研究对象,采用数值模拟方法,分析研究了不同煤柱留设宽度、不同帮顶支护形式和煤柱注浆加固对控制沿空巷道变形的作用。结果表明:最佳沿空小煤柱的留设宽度为5m;帮部布置底角锚索和煤柱注浆加固对于控制沿空巷道的帮部位移和底鼓具有明显作用。研究成果可为类似条件沿空巷道支护设计提供参考。 展开更多
关键词 沿空巷道 支护 注浆
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条带式Wongawilli煤柱特征及作用机理分析 预览
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作者 谭毅 郭文兵 +2 位作者 白二虎 杨达明 王比比 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1003-1010,共8页
条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆... 条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆岩作用,阐明了条带式Wongawilli采煤法煤柱系统与顶板的相互作用机理,本文结合王台铺煤矿地质采矿条件,采用理论分析、相似模拟及现场验证相结合的方法,研究了条带式Wongawilli开采煤柱形式及特征,建立了条带式Wongawilli煤柱的结构力学模型,分析了直接顶离层情况及不规则煤柱、条带煤柱的受力与支护强度。研究表明:条带式Wongawilli采煤法由刀间煤柱、不规则煤柱、条带煤柱形成了特殊的煤柱系统,刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力;不规则煤柱能对顶板的维护起到一定作用;条带煤柱是整个煤柱系统的关键。条带式Wongawilli开采直接顶与基本顶发生离层,直接顶弯曲下沉形成“固支梁”或垮落形成“悬臂梁”2种结构,并作用于条带式Wongawilli煤柱;条带煤柱与传统条带开采煤柱类似,支撑直接顶及基本顶。不规则煤柱类似于支撑单体的形式(类单体)被动支撑直接顶,且不规则煤柱如果发生失稳破坏,条带煤柱的压缩突变量也会突增,影响其稳定性,进而影响整个条带式Wongawilli开采煤柱系统的稳定。 展开更多
关键词 条带式Wongawilli 破坏特征 失稳 离层
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西南岩溶山区保水采煤地质模式 预览
3
作者 李涛 高颖 +1 位作者 艾德春 杨军伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期747-754,共8页
我国西南地区煤炭储量丰富,但岩溶山区条件下石漠化十分严重,特别是煤炭开采进一步促进了石漠化进程。为协调我国西南地区煤炭开采与生态环境保护的矛盾,开展西南岩溶山区保水采煤地质模式研究。以六盘水煤田,特别是发耳矿区米箩煤矿为... 我国西南地区煤炭储量丰富,但岩溶山区条件下石漠化十分严重,特别是煤炭开采进一步促进了石漠化进程。为协调我国西南地区煤炭开采与生态环境保护的矛盾,开展西南岩溶山区保水采煤地质模式研究。以六盘水煤田,特别是发耳矿区米箩煤矿为研究背景,基于地质调查、采掘揭露、矿井水文观测、地下水钻孔显微高速摄像观测等手段的成果,剖析了研究区生态、采煤、构造及水文条件,研究了西南岩溶山区的煤-水组合关系特征,阐释了岩溶山区煤炭开采驱动石漠化的过程;进而采用统计分析、三轴卸载实验、水-电相似模拟研究了西南地区导水裂隙带发育高度、整体下沉带内相对隔水岩体采动渗透性变化及采煤侧向渗流下生态水位响应规律。研究结果表明:西南岩溶山区煤炭开采导致生态潜水位下降促使水土流失增加,进而驱动西南岩溶山区石漠化进展,是该区保水采煤的关键。研究区煤炭开采厚度小(1~3m),上覆基岩厚度大(800~1000m),导水裂隙带发育有限,导水裂隙带以上相对隔水岩层卸载后仍能有效隔水,采煤后垂向渗流微弱。但采煤沟通的基岩含水层与生态潜水存在侧向补给渗流,煤-水关系为侧向渗流型。研究区典型采矿地质条件下,煤柱留设80m可实现保水采煤,而超前注浆可减少保水煤柱留设。本研究可以为西南岩溶山区采煤规划提供借鉴。 展开更多
关键词 保水采 岩溶 石漠化
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综放工作面沿空掘巷顶煤挤压破裂机理与控制技术 预览
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作者 张广超 吴涛 +3 位作者 吴继鲁 戴德胜 申世豹 赵仁宝 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期95-100,共6页
基于沿不稳定覆岩下掘进的综放沿空巷道顶板煤体出现的沿水平方向挤压破裂问题,以王家岭矿103工作面具体条件为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟和工业性试验相结合的综合研究方法,分析综放沿空巷道顶板煤体挤压破裂力学演化... 基于沿不稳定覆岩下掘进的综放沿空巷道顶板煤体出现的沿水平方向挤压破裂问题,以王家岭矿103工作面具体条件为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟和工业性试验相结合的综合研究方法,分析综放沿空巷道顶板煤体挤压破裂力学演化机理及相应的控制技术。研究结果表明:①受不稳定覆岩破断回转运动影响,顶板煤体沿水平方向发生明显挤压运动,造成顶板浅部煤体挤压、错动和破碎;②关键块回转运动行为将对沿空巷道围岩产生不稳定的支承压力σj,同时还将对顶板煤体产生偏斜挤压力σd,两者共同作用是沿空巷道顶板煤体沿水平方向发生挤压变形和破裂的根本原因;③数值分析表明,靠煤柱侧水平位移量约为240mm,靠实体煤侧顶板变形量约为40mm,两侧顶板位移量的显著差异必将导致相邻岩层间的错动滑移并出现挤压破裂,0水平位移点由顶板中心位置向实体煤侧明显偏移。④不稳定覆岩下沿空掘巷顶板控制,既要对靠煤柱侧顶板进行加强支护,同时还要提高支护结构对顶板煤岩体水平运动的适应性,据此提出了“高强锚杆支护+锚索槽钢组合结构”的顶板支护方案,并进行现场应用。现场工程实践表明,该技术可有效控制综放沿空巷道顶板煤体挤压破裂问题,为类似地质生产条件下综放沿空巷道围岩控制提供理论依据和技术支撑。 展开更多
关键词 沿空掘巷 挤压破裂 综放
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回采巷道护巷煤柱参数数值模拟优化研究 预览
5
作者 褚鹏 于衍达 韩长海 《山东煤炭科技》 2019年第9期65-66,72共3页
为优化邱集煤矿护巷煤柱的设计,在实测煤体内侧向支承压力分布及精细建模的基础上,采用FLAC^3D数值模拟分析的手段,针对4m护巷煤柱宽度与6m护巷煤柱宽度两种设计,比较了两者的塑性区体积、模型中央竖直剖面的沉降情况以及模型中央巷道... 为优化邱集煤矿护巷煤柱的设计,在实测煤体内侧向支承压力分布及精细建模的基础上,采用FLAC^3D数值模拟分析的手段,针对4m护巷煤柱宽度与6m护巷煤柱宽度两种设计,比较了两者的塑性区体积、模型中央竖直剖面的沉降情况以及模型中央巷道底板剖面的底鼓等情况,以此为依据选定了6m护巷煤柱的设计,对相似工程有一定的借鉴参考价值。 展开更多
关键词 FLAC^3D 设计
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大采高综采工作面护巷煤柱稳定性分析 预览
6
作者 高全武 《能源与节能》 2019年第6期10-12,共3页
为了保证厚煤层大采高工作面的稳定性,在开采过程中常留设煤柱。煤柱留设的尺寸问题关乎煤矿的安全和资源采出率,是大采高工作面的核心技术问题之一。对厚煤层大采高工作面煤柱稳定性开展研究,以山西A煤矿为例进行分析,对大采高工作面... 为了保证厚煤层大采高工作面的稳定性,在开采过程中常留设煤柱。煤柱留设的尺寸问题关乎煤矿的安全和资源采出率,是大采高工作面的核心技术问题之一。对厚煤层大采高工作面煤柱稳定性开展研究,以山西A煤矿为例进行分析,对大采高工作面煤柱尺寸进行了系统分析计算,通过现场监测煤柱应力分布验证了煤柱尺寸的合理性。 展开更多
关键词 大采高 综采工作面 稳定性
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沿空掘巷煤柱的合理留设宽度 预览
7
作者 白渌斐 《山东煤炭科技》 2019年第2期24-25,30共3页
为了最大程度地解决煤炭资源短缺的问题,通过理论分析计算得出采空区实体煤侧极限平衡区的范围,并应用"O-X"形破坏理论,得出沿空巷道位置和窄煤柱宽度,从而保证巷道煤柱承受较小载荷,利于巷道稳定,增加煤炭资源回收率,提高矿... 为了最大程度地解决煤炭资源短缺的问题,通过理论分析计算得出采空区实体煤侧极限平衡区的范围,并应用"O-X"形破坏理论,得出沿空巷道位置和窄煤柱宽度,从而保证巷道煤柱承受较小载荷,利于巷道稳定,增加煤炭资源回收率,提高矿井效益. 展开更多
关键词 沿空掘巷 宽度
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马脊梁矿8113工作面沿空掘巷窄煤柱合理尺寸探讨 预览
8
作者 王英杰 刘宏 《同煤科技》 2019年第5期28-30,共3页
本文以马脊梁矿8113工作面为工程技术背景,先通过理论公式计算出沿空掘巷窄煤柱尺寸,然后再利用数值模拟方式考察不同煤柱留设方案下工作面应力变化,确定8113工作面沿空掘巷窄煤柱合适尺寸为7m。
关键词 沿空掘巷 数值模拟
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工作面回采巷道煤柱侧向支承压力确定煤柱合理宽度研究 预览
9
作者 韩晓光 《山东煤炭科技》 2019年第2期73-75,共3页
以东曲矿 20103运输顺槽区段煤柱留设过宽为研究背景,通过现场侧向支承压力观测及理论分析的方法,得出该工作面煤柱塑性区宽度约为5m,中间弹性区域的宽度约为30m,超过了临界弹性核区范围,留设的煤柱宽度应适当减少。综合考虑各因素,将... 以东曲矿 20103运输顺槽区段煤柱留设过宽为研究背景,通过现场侧向支承压力观测及理论分析的方法,得出该工作面煤柱塑性区宽度约为5m,中间弹性区域的宽度约为30m,超过了临界弹性核区范围,留设的煤柱宽度应适当减少。综合考虑各因素,将该矿区段煤柱宽度缩减到 25m,现场应用,效果良好. 展开更多
关键词 压力 规律 研究
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厚煤层沿空巷道合理煤柱宽度留设及围岩控制研究 预览
10
作者 陈晋超 《山东煤炭科技》 2019年第5期6-8,10共4页
为解决18504与18506工作面间合理煤柱宽度留设及有效控制18506工作面辅运巷围岩变形的问题,根据18506工作面地质条件对辅运巷的支护参数进行设计,并实施矿压观测。结果表明:两工作面间合理煤柱宽度为19m,18506工作面辅运巷在19m护巷煤... 为解决18504与18506工作面间合理煤柱宽度留设及有效控制18506工作面辅运巷围岩变形的问题,根据18506工作面地质条件对辅运巷的支护参数进行设计,并实施矿压观测。结果表明:两工作面间合理煤柱宽度为19m,18506工作面辅运巷在19m护巷煤柱宽度现有支护方式下锚杆(索)受力和围岩变形量合理,满足回采巷道的使用要求。 展开更多
关键词 沿空
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水仓巷道保护煤柱稳定性模拟分析 预览
11
作者 周志耀 《内蒙古煤炭经济》 2019年第8期116-116,133共2页
采用FLAC3D数值模拟软件分析水仓巷道保护煤柱的合理性和有效性,结果表明:由于水仓巷道的开挖,使条形煤柱结构更加复杂,导致水仓巷道煤柱应力叠加引起的应力集中现象明显。但矿柱中仍存在一定范围的弹性带,不仅能有效地保持辅助运输巷... 采用FLAC3D数值模拟软件分析水仓巷道保护煤柱的合理性和有效性,结果表明:由于水仓巷道的开挖,使条形煤柱结构更加复杂,导致水仓巷道煤柱应力叠加引起的应力集中现象明显。但矿柱中仍存在一定范围的弹性带,不仅能有效地保持辅助运输巷道的稳定性,而且能保证该工作面及下一工作面的正常开采。 展开更多
关键词 稳定性 应力叠加 数值模拟
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矿井沿空掘巷工程理论基础及关键技术研究 预览
12
作者 卢帅 《能源技术与管理》 2019年第5期75-77,共3页
以5-407工作面胶带巷为研究对象,分析了保证煤柱和沿空巷道稳定的最小和最大煤柱留设尺寸,通过公式计算得到煤柱合理留设范围为4.8~6.9 m。采用FLAC3D对工作面沿空巷道留设不同煤柱尺寸垂直应力大小和巷道围岩变形量进行数值模拟,通过... 以5-407工作面胶带巷为研究对象,分析了保证煤柱和沿空巷道稳定的最小和最大煤柱留设尺寸,通过公式计算得到煤柱合理留设范围为4.8~6.9 m。采用FLAC3D对工作面沿空巷道留设不同煤柱尺寸垂直应力大小和巷道围岩变形量进行数值模拟,通过分析煤柱垂直应力图和巷道顶板、两帮变形量,得到保证煤柱和巷道稳定的煤柱最优尺寸为5 m。 展开更多
关键词 沿空掘进 垂直应力 围岩变形
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预留煤柱巷道掘进支护技术实践 预览
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作者 王兰柱 《江西煤炭科技》 2019年第1期133-134,共2页
为了保证煤柱巷道掘进施工安全,加快巷道掘进效率;以王坪煤矿预留煤柱2401巷掘进为实例,对采空区侧巷帮采取注浆、安装"I"型钢棚等进行维护;应用实践证明,采取联合支护措施后,提高了应力区煤柱稳定性,保证了巷道安全掘进。
关键词 掘进巷道 支护技术
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基于冲击启动过程的近场围岩冲击危险性电磁波CT评估方法 预览 被引量:1
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作者 刘少虹 潘俊锋 +4 位作者 王洪涛 唐忠义 夏永学 曹延福 张晨阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期384-396,共13页
近年来,随着开采深度和强度的逐渐增大,冲击地压灾害发生频率逐年升高,严重威胁矿井的安全生产。针对目前基于现场实测的冲击危险性评价方法仅从能量聚集角度进行危险性判别,导致评价结果不能反映现场全部冲击危险情况的问题,考虑了冲... 近年来,随着开采深度和强度的逐渐增大,冲击地压灾害发生频率逐年升高,严重威胁矿井的安全生产。针对目前基于现场实测的冲击危险性评价方法仅从能量聚集角度进行危险性判别,导致评价结果不能反映现场全部冲击危险情况的问题,考虑了冲击启动过程经历的'能量释放→能量传递→冲击显现'3个阶段,分析了基于冲击启动过程的冲击危险性评估原理,通过理论研究,构建了包括能量集中指数、屈服接近指数、能量传递衰减指数和支护损伤指数等4个指标,设定了各指标的权重,包括根据各指标量值差异程度设定的属性权重,以及根据各指标危险等级设定的等级权重;由此,以电磁波CT探测系统为平台,建立了能够划分近场围岩冲击危险区域及危险等级的电磁波CT评估方法,并将该方法编程实现。应用此方法对亭南煤矿207工作面现场实测数据进行处理,发现区段煤柱内布置巷道大幅升高了相邻煤柱区的应力集中程度及支护损伤程度,进而增大了相邻煤柱区的冲击危险性。通过钻屑法验证了基于冲击启动过程的冲击危险性评估方法的有效性。该方法依据冲击启动过程将评估体系细化,能够有效提升对冲击危险区域及危险等级的辨识度,为巷道冲击地压治理提供了更为准确的依据,尤其能为煤柱区冲击地压防治提供借鉴。 展开更多
关键词 冲击启动过程 近场围岩 电磁波CT 冲击危险性评估
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多次采动影响下近距离回采巷道围岩控制技术
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作者 谢小平 苏静 +1 位作者 魏中举 徐光 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第3期81-84,88共5页
针对河北省崔家寨煤矿近距离煤层多次采动影响下回采巷道变形破坏严重的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了采动影响下近距离回采巷道合理位置。根据崔家寨煤矿E12503工作面现场实际条件,确定了采用锚网索联合支护技术,并... 针对河北省崔家寨煤矿近距离煤层多次采动影响下回采巷道变形破坏严重的问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了采动影响下近距离回采巷道合理位置。根据崔家寨煤矿E12503工作面现场实际条件,确定了采用锚网索联合支护技术,并数值模拟确定了回采巷道与上部煤层遗留煤柱的相对水平距离应大于25 m、工作面护巷煤柱宽度为20 m。通过现场矿压观测,E12503回风巷道1#测站巷道左帮多点位移计数值达到最后稳定时最大位移值为22mm、巷道右帮最大位移为8 mm、顶板最大位移为5 mm。分析可知,优化设计的巷道围岩控制技术方案应用效果较好。 展开更多
关键词 近距离巷道 位移 围岩控制 矿压观测 巷道支护
深井沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术应用研究 预览
16
作者 温江龙 《江西化工》 2019年第3期154-155,共2页
本文针对某煤矿沿空掘巷中出现的煤柱稳定性差的问题,采用注浆的方法对煤柱进行加固。实际应用证明经过注浆加固,沿空留巷的煤柱具有较好的稳定性,在很大程度上控制了巷道围岩的变形。
关键词 沿空掘巷 注浆加固 围岩变形 瓦斯含量
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倾斜中厚煤层掘进工作面冲击地压防治研究 预览
17
作者 孙锦华 《科技资讯》 2019年第20期34-35,共2页
该文以峻德煤矿三水平北21层三四区一段切眼掘进冲击地压事故为背景,分析了上层煤遗留煤柱与该工作面宽区段煤柱叠加诱发掘进工作面冲击地压的机理,提出了事故工作面恢复生产的冲击地压监测预警及卸压解危方案,现场监测结果表明,制定的... 该文以峻德煤矿三水平北21层三四区一段切眼掘进冲击地压事故为背景,分析了上层煤遗留煤柱与该工作面宽区段煤柱叠加诱发掘进工作面冲击地压的机理,提出了事故工作面恢复生产的冲击地压监测预警及卸压解危方案,现场监测结果表明,制定的冲击地压防治方案效果较好,有效保障了事故掘进工作面的安全复产。 展开更多
关键词 坚硬顶板 掘进工作面 高应力
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房柱式残煤二次开采煤柱稳定性研究 预览
18
作者 孟学超 《煤矿现代化》 2019年第6期78-79,82共3页
利用有限差分软件对平舒煤矿煤层的现有开采状态进行研究,分析初次开采过程中围岩及原有护巷大煤柱的应力和位移的分布规律,以此判断后续开采中煤柱群的稳定程度,所做工作为今后类似的煤柱稳定性研究提供借鉴。
关键词 稳定性 有限差分 应力和位移
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辛置煤矿2-104综放工作面合理留设煤柱尺寸研究 预览
19
作者 姚建伟 《煤矿现代化》 2019年第4期32-34,共3页
以辛置煤矿2-104工作面为研究对象,分析了煤柱稳定性主要受地质条件和煤柱宽高比影响,并分析了煤柱破坏形式。通过理论分析了煤柱应力呈现由边缘向深部先增大后减小最后趋于稳定的规律,并通过计算得出了该工作面合理留设煤柱尺寸为27m... 以辛置煤矿2-104工作面为研究对象,分析了煤柱稳定性主要受地质条件和煤柱宽高比影响,并分析了煤柱破坏形式。通过理论分析了煤柱应力呈现由边缘向深部先增大后减小最后趋于稳定的规律,并通过计算得出了该工作面合理留设煤柱尺寸为27m。采用FLAC2D模拟软件得出了煤柱Y方向应力分布云图和位移曲线图,验证了煤柱应力分布规律和合理尺寸。 展开更多
关键词 稳定性 合理尺寸 应力规律
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区段煤柱留设宽度及耗散性研究 预览
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作者 曹成君 《山东煤炭科技》 2019年第5期29-31,共3页
针对常村煤矿相邻工作面之间留设30m煤柱,巷道变形依然较严重的问题,通过经典极限平衡区理论公式计算,确定巷道最小煤柱留设宽度范围在6.7~7.58m;利用FLAC^3D数值模拟确定不同煤柱留设宽度方案中垂直应力和能量耗散情况分析,得出2015工... 针对常村煤矿相邻工作面之间留设30m煤柱,巷道变形依然较严重的问题,通过经典极限平衡区理论公式计算,确定巷道最小煤柱留设宽度范围在6.7~7.58m;利用FLAC^3D数值模拟确定不同煤柱留设宽度方案中垂直应力和能量耗散情况分析,得出2015工作面巷道合理留设宽度为7m,能够保证巷道稳定性和煤炭回收率。 展开更多
关键词 区段 模拟 研究
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