- 郭文兵;
<正>矿业是我国国民经济高质量发展的重要支柱性产业，煤炭是支撑我国经济社会发展的主要能源。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，2024年我国原煤产量达到47.8亿t，占能源消费总量的53.2%。我国80%以上的煤炭依靠井工开采，随着煤矿技术装备水平不断提升，采煤工艺自动化、智能化程度不断提高，煤炭资源的安全、高效、绿色、智能化开采是我国能源安全保障和国民经济可持续发展的必然要求。绿色智能开采与岩层控制研究是推动我国矿山安全高效生产、保护矿区生态环境、保障国家能源资源安全的重要举措。
2026年02期 v.45;No.229 1-2页 [查看摘要][在线阅读][下载 497K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 郭文兵;胡超群;张伊辉;葛志博;
目的 为了深入探究采动影响下逆断层稳定性和覆岩移动规律，避免断层受采动影响发生活化失稳，开展采动影响下逆断层稳定性和覆岩移动规律研究。方法 系统剖析采动影响下断层活化机制，量化评估逆断层上下盘不同开采条件下断层活化难易程度，对比分析相应覆岩破坏方式和裂隙发育规律。结果 结果表明：（1）在逆断层上盘开采时，覆岩节理法向和剪切位移矢量均趋于0，表明采动对覆岩移动和断层活化未产生显著影响，断层在开采影响下出现应力集中现象，但并未发生滑移；（2）在逆断层下盘开采时，覆岩沉降最大值比上盘覆岩沉降最大值高0.16 m，且裂隙发育高度更高，覆岩节理法向和剪切位移矢量分别为0.4,1.3 m，断层在采动影响下出现应力集中和“活化”滑移失稳现象；（3）利用活化风险指数Q判断断层活化风险大小，对比上下盘开采情况发现，下盘开采后断层更易发生“活化”滑移；（4）上下盘工作面开采时，断层稳定需分别满足T/F>0.087,T/F>11.43，因此下盘开采时断层更易失稳；（5）上下盘工作面开采时，断层稳定性差异显著，在下盘工作面开采时，工作面右侧与断层的水平距离需大于117 m。结论 研究结果对回收煤炭资源和保障井上下安全具有重要意义。
2026年02期 v.45;No.229 1-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 2345K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 徐良骥;徐华锋;刘潇鹏;曹宗友;
目的 为了揭示巨厚含水松散层复杂地质条件下采动围岩损伤与地表沉降特征，探讨松散层厚度、基岩厚度和含水层失水等因素对地表沉降的影响。方法 以淮北巨厚含水松散层矿区为研究区域，采用数值模拟方法，使用FLAC3D将应力-损伤-渗流耦合数学模型应用于巨厚含水松散层下煤层开采，分析采空区围岩损伤、渗透系数、地表采动与非采动沉降的演化特征。结果 采后围岩损伤与渗流增高区呈“马鞍形”分布，随着松散层厚度增加，风化带原生裂隙扩展，在内部形成渗流优势通道，引导第四含水层水渗入，引发含水层失水固结，地表下沉加剧，下沉盆地中心区域更加平缓，地表沉降增长速率先快后缓。随着基岩厚度增加，采动围岩损伤和渗透增高区演化高度表现为先增后减，当基岩较薄时，整体易下沉、损伤范围易扩大，基岩较厚时，抑制风化带损伤演化，减少甚至阻止第四含水层水渗入风化带，降低第四含水层失水固结压缩沉降影响。结论 松散层厚度和基岩厚度均对采动围岩损伤与渗透性能分布具有显著影响。松散层以自身重量为载荷对基岩产生影响，基岩厚度通过影响关键层的承载能力调节采动围岩损伤演化范围，与第四含水层直接接触的风化带是导致第四含水层失水的重要因素。研究结果可为巨厚松散层下煤层开采中的突水防治与地表沉陷控制提供关键理论指导。
2026年02期 v.45;No.229 11-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 1793K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张洋;周雨顺;王方田;鲁岩;郝文华;王旭;
目的 针对煤炭开采面临的建（构）筑物下大量压煤限制矿井可持续发展的难题，以城郊煤矿为试验矿井，开展城镇建（构）筑物下压煤合理充填开采技术与工艺研究。方法 采用工程类比、方案对比、理论计算等方法，基于建（构）筑物充填开采方法选取需要满足不允许地表塌陷要求的原则，提出综采胶结膏体充填、新型固体充填、超高水充填材料充填和覆岩隔离注浆充填4种建（构）筑物下压煤开采方案。分析不同充填开采方案的采场岩层控制效果，确定最优充填开采方案为综采胶结膏体充填开采。依据煤层厚度确定支架高度，从抵抗膏体侧向力、充填面顶板下沉量控制需要2方面确定支架工作阻力。设计综采胶结膏体充填开采方法，通过优化“隔离-充填-采煤”协同工艺，解决采充干扰问题。根据充填体在凝固阶段、采煤阶段的作用，确定早期强度，确定充填体强度稳定安全系数，得出充填体后期强度，进行膏体充填材料配比试验和力学性能测试。结果 膏体充填支架最小结构高度为2.0 m，最大结构高度为3.8 m，支架伸缩比为1.9，支架工作阻力大于8 250 kN，凝固阶段膏体充填体强度不小于0.06 MPa，采煤阶段膏体充填体强度不小于0.16 MPa，充填体强度稳定安全系数取2.5，得出膏体充填体凝固28 d单轴抗压强度不小于2.97 MPa，确定了经济且满足强度要求的粉煤灰膏体和矸石粉煤灰膏体配比。结论 城镇下压煤合理充填开采技术及工艺设计在城郊煤矿的实践可为国内类似矿井提供有益借鉴。
2026年02期 v.45;No.229 22-30+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1633K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 张向阳;张高俊;许林峰;王重凯;
目的 为保障厚煤硬顶综放工作面末采期间支架安全回撤，开展厚煤硬顶综放末采覆岩深孔预裂爆破参数优化与效果分析。方法 以王家岭矿区12314工作面为背景，构建大空间采场末采阶段结构力学模型和数值模型，建立覆岩荷载与支架承载力的动态耦合解析方法，提出切顶卸压的应力阻断定位方法。结果 末采阶段，支架受力强弱的主控因素为顶板结构的悬臂长度和高度；增加切顶高度和缩小切顶位置均能显著提升应力阻断效果；应力阻断效果随切顶高度增加逐渐趋于稳定，临界高度为35 m；应力阻断效果随切顶位置与停采线之间距离增加逐渐减弱，临界距离为60 m；基于切顶参数和卸压指标的非线性关系，通过曲面拟合建立切顶卸压效果预测模型，预测误差仅为3.32%;12314工作面最优切顶参数下（停采线前35 m切顶配合30 m切顶高度），超前支承峰值应力降低25.93%，顶板最大下沉量降低14.10%，左帮和右帮峰值应力分别降低9.83%,5.50%。结论 设计末采切顶参数组合应力阻断效果良好，预测模型可实现各卸压指标的快速计算与可视化，完成深孔预裂爆破关键参数设计与优化；“理论解析-数值模拟-预测分析-现场验证”研究框架和切顶参数设计标准化流程可为类似工程问题提供借鉴作用。
2026年02期 v.45;No.229 31-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 1688K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 谭毅;王宇;李辉;张少普;冯羿翔;葛志博;汤泽;张志翔;
目的 为探究松散层内“类散体拱”结构发育与地表损害之间的关系，开展厚松散层内“类散体拱”结构演化及覆岩运移规律研究。方法 以鹤煤五矿2303工作面为研究背景，综合运用PFC颗粒流数值模拟、现场钻孔漏失量观测联合微动勘探实测和非线性回归分析等方法进行研究。结果 随着工作面推进，基岩整体破坏形态呈“正梯形”，松散层底部颗粒受基岩弯曲下沉扰动形成“拱形”胶结破坏区，颗粒在运动压实过程中形成具有一定承载能力的“类散体拱”结构；裂隙场、应力场和位移场均具有阶段性发育特征，导水裂隙带高度发育经历快速增长、缓增、骤增和稳定4个阶段，应力场演化主要经历基岩“压力拱”结构发育、“压力拱”与“类散体拱”结构联合演化、“类散体拱”结构发育3个阶段，地表下沉主要经历缓慢下沉、快速下沉、急速下沉和稳定下沉4个阶段，“三场”演化各阶段相互对应；通过在地表构建测量圆测量开采过程中地表下沉值，地表下沉曲线整体呈近似“V”形，开采结束后在采空区中部地表出现“台阶裂缝”，采空区两侧出现拉伸裂缝，与实际勘探结果吻合；现场联合钻孔漏失量观测和微动勘探实测表明，2303工作面导水裂隙带高度为147.46 m，裂采比为16.49；垮落带高度为57.46 m，垮采比为6.43；基于回归理论构建厚松散层地表最大下沉值多元非线性预测公式，有效降低了考虑单一影响因素地表最大下沉值预测误差，获得良好的拟合优度0.98。结论 研究方法可为类似条件下煤矿的安全生产以及地表保护提供参考。
2026年02期 v.45;No.229 43-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2334K] [下载次数：440 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 袁瑞甫;李辉;董卓;张群磊;
目的 为了揭示采场端头悬顶破断演化机理并实现合理矿压控制，开展悬顶破断静态致裂破坏规律与最佳钻孔间距研究。方法 利用连续-非连续单元方法（CDEM）建立采场端头悬顶破断数值模型，分析悬顶破断静态致裂破坏规律；基于某矿5~(-2)煤层实际地质条件建立工作面端头区域地层数值模型，探究开挖过程中静态致裂前后悬顶变形、破断过程，揭示静态破碎剂作用下悬顶破断演化机理。结果 结果表明：静态破碎剂膨胀压力与悬顶抗拉强度呈正比，当抗拉强度低于8 MPa且膨胀压力≥30 MPa时致裂效果最佳；悬顶致裂钻孔最佳间距为1.25 m；静态致裂前工作面端头悬顶周期垮落步距为37.5～22.5 m，平均步距27.5 m，而静态致裂后周期垮落步距减少至12～17 m；开采工作面支架压力和顶板位移现场测试结果进一步表明静态致裂技术的可行性。结论 静态致裂技术通过控制悬顶垮落步距与破裂顺序，可有效避免矿压突变带来的安全隐患，研究结果可为静态致裂技术致裂坚硬顶板工程提供理论指导。
2026年02期 v.45;No.229 54-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1596K] [下载次数：321 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 尹博;贾晓磊;黄平平;连全东;周楠;李先峰;吴祥;杨瑞宙;杨晓艳;
目的 为了解决粉煤灰膏体充填材料早期强度低的缺点，开展超声-碱激发协同改性机理与效果研究。方法 通过单因素试验，分析超声作用时间、超声功率、Na_2SiO_3浓度和NaOH浓度等改性因素对粉煤灰膏体充填材料1,3,7 d峰值强度的影响。基于响应面法中3因素5水平中心组合设计（CCD）试验对超声-碱激发协同改性参数进行优化分析，进一步研究改性后微观性质变化和超声-碱激发协同改性机理。结果 结果表明，粉煤灰膏体充填材料的峰值强度随超声作用时间、超声功率、Na_2SiO_3浓度和NaOH浓度增加先增大后减小。4个因素对粉煤灰膏体充填材料峰值强度的影响顺序为Na_2SiO_3浓度>超声作用时间>超声功率>NaOH浓度。超声-碱激发协同实验的最佳测试条件为超声作用时间28.62 min，超声功率700 W,Na_2SiO_3浓度0.57 mol/L。超声-碱激发协同作用提高了粉煤灰膏体充填材料的峰值强度，其中碱激发起主要作用，功率超声起强化作用。结论 超声-碱激发协同作用进一步提高了粉煤灰膏体充填材料的水化反应速率，增加了水化产物的生成量，降低了材料孔隙率，从而提高了粉煤灰膏体充填材料的力学性能。
2026年02期 v.45;No.229 64-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1791K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘少伟;米超;贺德印;李小鹏;
目的 为了解决三软厚煤层工作面开采过程中回采巷道超前支护区域围岩应力集中、超前支护工序繁琐且效果差、工作面推进缓慢等问题，开展三软厚煤层工作面回采巷道超前“卸-支”协同围岩控制技术及应用研究。方法 以赵家寨煤矿12203工作面胶带运输巷为研究背景，利用数值模拟结合现场工业性试验，分析工作面回采巷道超前支护区域围岩应力集中程度影响因素，研究最佳切顶方案和超前锚索补强支护方案。结果 结果表明，工作面超前和侧向支承压力与回采巷道开挖形成的侧向支承压力叠加，对回采巷道超前支护区域围岩应力集中程度影响显著。数值模拟证明了切顶能够从回采巷道围岩应力转移、改变采场荷载分布情况、卸压3个方面有效改善回采巷道超前支护区域围岩应力集中。最终确定切顶角10°、切顶深度18 m为最佳方案，同时明确了最佳超前锚索补强支护方案。在赵家寨煤矿12203工作面胶带运输巷开展“卸-支”协同技术现场应用试验，回采巷道超前支护区域浅部围岩应力集中程度得到有效缓解，取消了工作面回采巷道超前被动支护，保证了巷道安全生产。结论 回采巷道超前“卸-支”协同围岩控制技术能够有效卸压、补强支护，保障回采巷道安全稳定的同时，又保证工作面安全快速回采，可为同类三软厚煤层回采巷道围岩控制提供有效技术参考。
2026年02期 v.45;No.229 76-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1557K] [下载次数：487 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张广超;刘宇航;尹茂胜;张照允;郑灿广;张荣刚;雷腾;赵西坡;
目的 针对兖州矿区深埋采场直覆厚硬顶板下沿空巷道冲击失稳问题，以济宁三号煤矿183_下06工作面运输巷为工程背景，探究其灾变机理并提出控制技术。方法 采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场试验结合的方法，建立采场直覆厚硬顶板悬臂梁力学模型，系统分析其采动承载状态和能量积聚演化分布规律，揭示顶板不同特性对沿空巷道灾变失稳的影响，阐明直覆厚硬顶板下沿空巷道动载型失稳定义、孕育发生过程，提出并应用基于变径封孔、顶板锚固-注浆耦合强化技术的成层式联合控制体系。结果 结果表明：（1）厚硬顶板采动能量积聚分布受其赋存特性影响显著：顶板强度越高、厚度越大，其弯曲能量峰值越低，能量集中性也越弱；反之，顶板悬露长度越长、上覆岩层荷载越大，则积聚的弯曲能量峰值越高，高应力区范围也越显著。（2）深部巷道动载型失稳本质为厚硬顶板破断强动载扰动作用下巷道围岩能量急剧释放和结构动态劣化过程，表现为煤体抛出、支护体系失效等动力现象。（3）提出变径封孔卸压和顶板锚固-注浆耦合强化技术结合的成层式联合控制策略，形成针对直覆厚硬顶板的成层式防护体系。结论 现场试验表明，该技术有效保障了直覆厚硬顶板下沿空巷道围岩稳定，对同类型巷道支护具有参考意义。
2026年02期 v.45;No.229 86-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1742K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 陈晓祥;王冬冬;
目的 为研究直覆厚硬顶板邻近工作面切顶卸压效应和沿空掘巷小煤柱合理留设宽度，开展厚硬顶板巷道切顶卸压机理及小煤柱护巷围岩控制技术研究。方法 以同宝煤业15号煤层15107工作面回风巷为研究对象，采用理论计算、数值模拟和现场工业性试验方法，研究直覆厚硬顶板条件下切顶卸压留小煤柱沿空掘巷围岩应力分布规律。结果 结果表明：15106工作面运输巷切顶高度取21 m时能够切断上层厚硬顶板；理论计算得出沿空掘巷小煤柱宽度范围为4.807～5.225 m；切顶后，采空区右侧实体煤中的围岩应力显著下降，沿空掘巷围岩应力更为缓和；切顶有效降低小煤柱内部垂直应力峰值；切顶后煤柱宽度为3,5,7,9 m时数值模拟结果显示，煤柱宽度由3 m增至5 m，煤柱帮顶板表面垂直应力峰值增幅高达166.31%，煤柱宽度由5 m增至9 m，煤柱帮顶板表面垂直应力峰值变化幅度均小于27.32%。结论 现场试验表明，留设5 m宽的小煤柱，并对15107回风巷进行合理支护，受工作面回采影响后，巷道的围岩变形均在200 mm以下，采用深孔预裂爆破切顶卸压效果明显，满足15107工作面安全生产要求，可以为类似条件煤矿生产提供借鉴和参考。
2026年02期 v.45;No.229 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1862K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 解盘石;邢军军;段思宇;李国欣;
目的 液压支架稳定性控制是大倾角煤层开采所面临的主要技术难题，受地质条件和采场环境变化影响，支架易处于非稳定的工作状态。方法 采用改进的YOLOv11n-Pose算法训练支架姿态检测模型，实现支架整体姿态检测。为满足模型轻量化需求，在算法的主干层引入GhostNet网络结构和RepConv模块；设计C3k2-RVB-EMA注意力机制模块增加模型的鲁棒性；为提高模型的整体精度与收敛效率，对比常用的损失函数CIoU,GIoU,DIoU,EIoU,SIoU和WIoU，选择WIoU为该模型的损失函数。基于双目视觉模型和坐标转换关系，实现对支架支撑高度、顶梁俯仰角及底座偏转角的数据测量。结果 结果表明，模型采用轻量化设计，比YOLOv11n-Pose算法模型体积减少30.26%；采用C3k2-RVB-EMA注意力机制模块和WIoU损失函数，模型准确率提升1.7%；改进算法模型生成的支架姿态曲线、关键点位置和输出的置信度数值均优于现存算法模型；在支架姿态测量实验中，所提模型测量结果最大相对误差在5.52%以内。将所提模型部署至边缘计算设备平台上，其参数量、计算量、体积和推理时间均优于常用模型。结论 改进算法模型用于大倾角煤层支架整体姿态检测，展现出较高的准确性和鲁棒性；同时将模型部署至边缘计算设备上，实现了高效推理，有效兼顾了检测精度与轻量化部署需求，为大倾角煤层液压支架姿态检测提供了可行技术路径。
2026年02期 v.45;No.229 107-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K] [下载次数：32 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 孙光华;齐育珠;刘志义;韩凯明;郭将;吴柄纬;
目的 实际工程中岩石常处于循环加卸载状态，需要探究循环加卸载下红砂岩的破坏前兆问题。方法 开展循环加卸载下红砂岩声发射力学监测试验，采用k-均值聚类算法，进行声发射特征参数聚类分析，研究岩石损伤破裂模式。结果 结果表明：声发射事件主要发生在循环加载中，卸载阶段声发射事件极少并进入“间歇期”；随着循环次数积累，峰值应力逐步增高，声发射事件数量突增并进入“活跃期”；循环加卸载初期声发射b值最大，随着循环次数增加，声发射b值逐级降低并稳定在0.75～1.25，在岩石进入破裂阶段前声发射b值出现骤降，但每次循环加载开始前声发射b值也出现大幅骤降现象而岩石并未破裂，将声发射b值骤降作为岩石破坏前兆的判断依据存在局限性，需结合其他现象研究岩石破裂前兆；根据k-均值聚类将岩石损伤破裂过程的声发射信号分为3类即聚类1，聚类2和聚类3，每个聚类对应不同损伤阶段，循环加卸载末期，聚类3声发射事件能量陡然上升，反映出加载末期砂岩破裂尺度明显增大直至破坏，可以作为岩石的破坏前兆特征。结论 聚类3声发射信号在岩石弹性变形阶段零星出现，随着循环积累，在岩石完全破坏阶段前聚类3声发射信号持续密集出现，将声发射b值和聚类信号结合分析可提升预测岩石损伤破裂的准确率。
2026年02期 v.45;No.229 120-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K] [下载次数：532 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李怀珍;李家豪;袁瑞甫;穆棒棒;解帅帅;
目的 采用不同形式充填体进行巷旁支护存在运输量大、工艺复杂、初强低和成本高等问题，因此亟需研发一种高强、高刚、轻型模块化巷旁支护结构。方法 采用理论分析、室内试验、数值计算和工程应用等方法开展研究，选取长500 mm，??159 mm的钢管墩柱，采用不同壁厚和不同水灰比注浆进行轴心加载试验和数值计算，明确影响注浆钢管墩柱承载性能的敏感因素和合理参数。对外形结构进行设计并加工长1 200 mm，??159 mm的钢管墩柱，注入水灰比0.4的浆液进行轴向加载试验和数值计算。结合某综放工作面切顶留巷，通过极限平衡法和数值计算，分析现场用墩柱（长3 000 mm、外径299 mm、壁厚8 mm、水灰比0.4）的承载性能。结果 结果表明，钢管壁厚为8 mm、水灰比为0.4时钢管墩柱具有相对理想的极限承载力。工程现场注浆钢管墩柱轴向极限承载力超过4 800 kN，与理论预测高度吻合。结论 注浆钢管墩柱通过优化钢管壁厚与浆液配比，具备较高承载能力，简化了施工流程，降低了设备需求与材料成本。工程实践表明，采用注浆钢管墩柱进行综放开采切顶留巷巷旁支护，巷道稳定后的顶底板最大移近量为78 cm，巷帮最大移近量为95 cm，巷道收缩率满足工程要求。
2026年02期 v.45;No.229 129-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孙龙;刘入源;刘中一;梁博;魏锦平;韦四江;
目的 为提高资源回收率和缓解采掘接替紧张状况，开展厚煤层超高沿空巷道顶部充填泡沫材料力学性质试验研究。方法 为验证泡沫材料的适应性，采用试验方法研究高宽比、加载速率等因素对其力学特征的影响。结果 结果表明，加载速率一定时，随着高宽比增加，泡沫材料的承载能力逐渐降低；高宽比一定时，泡沫材料承载能力随加载速率增加而逐渐增大；根据应力-应变全程曲线，可将泡沫材料受载过程分为3个阶段：加载初期，试件工作阻力急剧增加，为短暂的线弹性阶段；随着加载进行，应力随应变增加缓慢，进入塑性平台阶段，曲线呈明显的线性特征；致密化阶段中高宽比较大的试件承载能力降低明显，呈现软化和结构性破坏特征。石墨聚苯泡沫材料弹性后效明显，初次加载后，回弹50%～80%，具有较强的变形让压能力和回弹承载性能。结论 结合云顶煤矿超高巷道工程地质条件，根据多孔泡沫模型和锚索有效延伸量理论可知，高宽比为0.5～1.0的泡沫材料承载能力强、压缩模量高，具有初期抗变形能力强和结构稳定的特点，能够适应巷道顶帮大变形和消除瓦斯集聚空间的需要，是超高巷道顶部充填的优选材料。
2026年02期 v.45;No.229 140-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1334K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 王永法;刘坡;马建宏;勾攀峰;韦四江;
目的 为分析瓦斯压力对煤体力学特性与渗透率演化的影响，开展不同瓦斯压力条件下原煤三轴压缩和渗流试验。方法 通过三轴压缩和渗流实验，分析恒定围压和瓦斯压力下原煤的渗透率变化规律；结合莫尔-库仑强度准则计算黏聚力和内摩擦角；建立六阶段渗流演化模型，量化渗透率与膨胀变形率的关联性。结果 结果表明：恒定围压条件下，煤样渗透率随轴向应力呈V形变化特性。随着围压增大，煤样初始渗透率和峰值状态渗透率均呈指数降低；结合莫尔-库仑强度准则，计算各瓦斯压力下煤样的内聚力和内摩擦角，瓦斯压力的升高可弱化煤体力学参数；根据煤样加载过程中轴向应力及瓦斯流量监测结果，将加载轴压过程中煤样渗流过程划分为6个阶段：稳定吸附→衰减→缓增→突增→稳增→激增；结合煤样瓦斯渗透特性试验结果，分析煤样膨胀变形率与渗透率关系特性，峰值后瓦斯渗透率与膨胀变形率的变化呈线性关系。结论 研究结果揭示了轴向压力、围压和瓦斯耦合作用下煤样渗透率的动态演化规律，阐明了瓦斯压力对煤体力学特性及煤样渗透率与膨胀变形率关系的影响特性，为保护层开采中卸压范围划定、抽采时序设计及钻孔参数优化提供了关键理论支撑。
2026年02期 v.45;No.229 148-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 权锡柱;黄尊英;闫帅;
目的 为掌握蒙东白垩系极弱胶结地层综放开采覆岩运移规律及地表沉陷特征，以五间房煤田典型工作面为工程背景，开展蒙东极弱胶结地层综放开采覆岩运移规律数值模拟研究。方法 首先，基于PFC2D 5.0建立颗粒流数值模型，对比地表沉降的现场实测值与模拟值，验证模型参数的合理性；其次，综合力链图、主应力图与位移图分析综放开采覆岩的运移规律；最后，分析埋深、采高、推进速度影响下覆岩运移特性的敏感性。结果 结果表明：上覆岩层大体经历3个阶段：陷落拱形成和快速湮灭阶段、陷落盆地逐步形成阶段、陷落盆地周期性扩展阶段；移动支承压力场峰值的分布范围为8.19～11.86 MPa，回采200 m时其最大偏应力场峰值为10.76 MPa，应力水平普遍较低，但明显高于岩层的力学强度；覆岩运移的3个阶段末期的地表最大沉陷值分别为0.95,6.67,8.85 m，相比西部侏罗系矿井的开采实践，地表沉降明显较大；敏感性分析结果表明，采高、埋深与推进速度的R值分别为5.37,2.76,2.01，说明采高对覆岩运移的影响最大。结论 该研究成果可为蒙东白垩系极弱胶结地层采动引起的灾害防控提供理论指导。
2026年02期 v.45;No.229 156-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 2277K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 刘正茂;陈岩;李虎;刘庆波;张智柳;朱阳涛;孟庆保;李帅;宗承波;王嘉豪;
目的 为了解决深井软岩高地压带来的采煤工作面片帮冒顶问题，开展千米深井超前注浆加固浆液渗流扩散规律及应用研究。方法 以口孜东矿140504工作面为背景，采用扇形注浆孔布置方案，超前预注水泥浆加固顶板，运用COMSOL Multiphysics数值模拟软件，分析双孔注浆时，浆液扩散半径、注浆压力随时间的变化规律，并结合FLAC 3D(fast lagrangian analysis of continua 3D)软件，模拟注浆前后围岩竖直位移变形量进行注浆效果对比分析。结果 结果表明：（1）浆液扩散形态为同心圆，浆液质量浓度在注浆孔处最大，以轴对称形式由高变低向四周逐渐衰减扩散；扩散半径随时间增加非线性增大；（2）水泥浆液在注浆17 h时扩散半径最大。基于最大扩散半径，改变终孔间距，模拟得到浆液扩散范围相交、相切、相离3种加固效果，最终以相切状态时的浆液扩散结果得到注浆孔间距大小；（3）注浆压力在注浆孔处几乎保持不变，且以对称形式，向两边先急剧减小后趋于稳定；（4）模拟发现，顶板注浆后，其最大垂直位移降低了21.4%，说明超前预注浆加固顶板能够对上覆岩层的位移进行有效控制；（5）现场工业实践可知，与注浆加固前相比，注浆加固后可大幅减少采煤工作面人员数量，提高工作面月推进速度。基于实际注浆量参数统计，终孔终压值应不小于8 MPa。结论 研究结果可为千米深井工作面超前注浆加固实践提供参考。
2026年02期 v.45;No.229 166-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1461K] [下载次数：26 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 丰永乐;方建厂;翟新献;张振;张志勇;
目的 随着煤层开采深度、开采强度增加，冲击地压煤层巷道掘进时大能量矿震时有发生，因此需要研究冲击地压巷道两帮卸压钻孔布置参数和卸压防冲效果。方法 以千秋煤矿16082底分层综采（放）面煤柱区回采巷道掘进为工程背景，利用正交试验法建立不同孔深、不同孔径和不同孔间距的卸压钻孔布置方案，计算各卸压方案的巷道围岩应力场，定量研究卸压防冲效果，并通过现场工业性试验进行验证。结果 结果表明：（1）以高应力区转移距离D为量化评价指标，当D≥1.42时，巷帮支承压力曲线由“单峰型”向“双峰型”转化，标志着巷道围岩充分卸压，卸压防冲效果明显。（2）通过极差-方差分析，揭示高应力区转移程度的影响因素大小依次为孔深，孔径，孔间距。孔深主导高应力区转移距离，转移距离极大值与孔深呈正相关，而转移距离平均值与孔径呈正相关；当孔深一定时，转移距离平均值与孔间距呈线性负相关。结论 现场工业性试验表明：优化卸压钻孔参数后，巷道掘进期间矿震能量以10~2 J为主，10~3 J及其以上的大能量矿震较少；巷道顶底板移近量和观测孔平均钻屑量分别减少43%和30%。因此提出高应力区转移距离量化阈值和卸压钻孔参数优化体系，为冲击地压巷道高效卸压提供理论指导。
2026年02期 v.45;No.229 175-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 1692K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李培涛;范利丹;余永强;张建国;朱元广;张纪云;
目的 为探究平顶山矿区深部地应力场分布规律，开展平顶山矿区地应力场分布特征研究。方法 在分析矿区地质构造特征基础上，提出以主控地质构造锅底山断层和李口向斜为边界的区域构造单元划分方法。然后，基于Hoek-Brown强度准则推导出可以定量反映区域地质构造对深部地应力场影响的侧压比分析曲线。结果 结果表明，各区域构造单元受不同区域地质构造影响呈明显不同的深部地应力分布规律。西部区域构造单元内深部地应力以正断层应力状态为主，中部区域同时存在3种应力状态，东部区域以走滑型应力状态和逆断层应力状态为主。垂直应力在不同区域构造单元内均随埋深呈线性增大。最大水平主应力均值、变化范围和应力梯度均呈从西向东逐渐增大趋势。同时，侧压比变化范围和幅值也呈从西向东逐渐增大趋势，这表明从矿区西部到东部区域水平地质构造作用越来越强烈。区域地质构造影响分析结果也表明矿区深部地应力场分布特征服从区域地质构造演化规律。其中，东部区域构造应力场影响系数最大，为1.07，中部区域次之，为0.55，西部区域最小。结论 基于侧压比分析曲线的区域地质构造影响评价方法适用于平顶山矿区深部地应力场分析。
2026年02期 v.45;No.229 186-194页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 岳帅帅;范文换;王文;郭润生;芦晓伟;
目的 针对气煤叠置区天然气管道引发的瓦斯泄露、环境污染等事故频发问题，以大牛地气田S矿、X2矿、H矿和M矿4个典型叠置矿区内管道为例，对该区域内天然气管道进行风险评价。方法 通过分析管道破损原因，构建由管道因素、环境因素和人员管理因素3个一级指标，管道下沉量、管道腐蚀等17个因素为二级指标组成的风险评价体系；其次，基于可拓理论构建风险评价模型，利用BP神经网络计算指标权重，并分别基于距离关联度函数和相似度函数计算指标关联度，进而对管道进行风险量化分析。结果 结果显示，基于距离关联度函数计算4个区域管道的风险关联度分别为0.002,0.034,0.053,0.019，基于相似度函数计算对应区域的风险相似度分别为0.054,0.510,0.560,0.500,4个区域对应风险等级分别为较大风险、一般风险、一般风险、低风险。结论 基于距离关联度函数和基于相似度函数2种计算方法在可拓评价模型中均适用，评价结果基本一致，共同验证了评价结果的可靠性。
2026年02期 v.45;No.229 195-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 1186K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 赵春苏;陈俊杰;闫伟涛;
目的 为提升复杂开采条件下地表移动变形预计精度，准确预测倾斜不规则工作面开采引起的地表移动与变形。方法 基于采深变化的单元影响函数，提出倾斜煤层任意开采单元采深计算方法，并构建适用于倾斜不规则工作面的沉陷预计模型。该模型利用格林公式将沉陷面积分转化为边界线积分，推导了相应的线积分预计公式，并给出数值求解方法。在此基础上，开发了一体化预计程序，实现了从参数输入、积分区间确定到线积分求解的全流程计算，能够输出地表下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等预计结果的可视化，评价分析工作面采动损害的等级，并结合实际矿区倾斜工作面开采实例，对所构建的预计模型进行验证与分析。结果 结果表明，提出的倾斜不规则工作面开采移动变形预计模型和一体化程序，能够有效解决复杂开采条件下地表沉陷的精确预测计算和采动损害等级划分，预计结果符合开采沉陷基本规律，预计下沉的相对误差小于10%，满足工程预计的精度要求。结论 预计模型具有可靠性和实用性，预计精度高，可为倾斜不规则工作面矿山开采优化设计和地表损害精准评估与防护对策制定提供理论依据和技术支撑。
2026年02期 v.45;No.229 204-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1371K] [下载次数：11 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 田光辉;张黎祎;张清照;刘伟建;张志增;
目的 为研究卸压孔对卸压巷道长期稳定性的影响，开展不同卸压孔孔径煤岩分级加载蠕变试验研究。方法 首先，对比分析不同卸压孔孔径下的煤岩蠕变特性及长期稳定性；其次，将Najar损伤理论引入煤岩蠕变中，从能量角度分析煤岩蠕变阶段的损伤特征；再次，考虑黏滞系数的硬化效应，将其视为与时间相关的非定常参数，提出参数非线性本构方程；最后，采用稳态蠕变速率拐点法确定不同卸压孔孔径煤岩的长期强度。结果 结果表明，卸压孔孔径对煤岩蠕变特性、蠕变损伤和长期强度均有一定影响。蠕变阶段，卸压孔孔径对煤岩蠕变量和初始蠕变速率具有显著的尺寸效应，表现为孔径较大煤岩的蠕变量和初始蠕变速率大；蠕变过程中，损伤逐渐增大，损伤速率逐渐减小并趋于稳定，且损伤与卸压孔孔径呈正相关关系；考虑黏滞系数硬化效应，推导的参数非线性Maxwell蠕变方程能够较好地描述蠕变过程；长期强度与卸压孔孔径呈负相关关系。结论 研究结果有助于维护卸压巷道的长期稳定，对预测冲击地压、保障矿山安全生产具有一定理论意义。
2026年02期 v.45;No.229 213-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 1288K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] 下载本期数据