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深部厚硬顶板综放开采覆岩运移三维物理模拟试验研究
被引量：
27
1
作者
杨科
刘文杰
+3 位作者
焦彪
张庆贺
刘帅
张寨男
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期85-93,I0004,共10页
为分析深部厚硬顶板破断对厚煤层安全开采的影响,根据胡家河矿402102工作面工程地质和开采条件,构建了大型真三维相似物理模拟试验(3500 mm×3000 mm×2000 mm),开展了留煤柱双工作面开采的试验研究。利用光栅位移连续监测装置...
为分析深部厚硬顶板破断对厚煤层安全开采的影响,根据胡家河矿402102工作面工程地质和开采条件,构建了大型真三维相似物理模拟试验(3500 mm×3000 mm×2000 mm),开展了留煤柱双工作面开采的试验研究。利用光栅位移连续监测装置对采动覆岩位移进行实时监测,获得了厚硬顶板条件下厚煤层开采覆岩破断运移规律和"三带"动态演化特征。研究结果表明:厚硬关键层变形破断时,软弱岩层会发生协同运动,位移监测点位移量发生突增,监测点位移曲线随工作面推进呈"台阶式"变化。在一侧临空条件下,402102工作面亚关键层1(粉砂岩)初次破断步距为43 m,周期破断步距为21 m;亚关键层2(含砾粗砂岩)初次破断步距为74 m,周期破断步距为51 m;亚关键层3(中砂岩)初次破断步距为171 m。当亚关键层2发生周期性破断和亚关键层3发生初次破断时,采空区位移监测点位移量均发生增幅,覆岩发生大范围整体性运动,矿压显现较为剧烈;受402103采空区采动覆岩结构的影响,在402102工作面回采时,其回风巷侧覆岩运移较为剧烈,巷道受动压影响较大。根据位移监测点的位移量和覆岩变形碎胀因子max(Ki)的大小,对采动覆岩"三带"发育形态进行了初步判别,亚关键层1(粉砂岩)和亚关键层2(含砾粗砂岩)均处于冒落带中,且随着工作面推进,冒落带和裂隙带高度呈"台阶式"增大。
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关键词
三维相似模拟试验
光栅位移连续监测
厚煤层开采
覆岩运移
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职称材料
采动覆岩破断影响下裂隙诱发机制及三维空间特征
2
作者
梁冰
邢景超
+1 位作者
孙维吉
房胜杰
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第1期107-121,共15页
为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩...
为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩结构力学模型,揭示了采动覆岩破断影响下覆岩裂隙诱发机制,推演了采动裂隙区域发育形态。结果表明:工作面回采完毕,总计来压7次,垮落带、裂隙带发育高度分别为39、71 m。与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。处于垮落带高度内低位近场覆岩呈“对扇形”竖向破断,以“走向悬臂梁−倾向砌体梁”结构破断运动为主,纵向破断裂隙大量发育,横向水平剪切交错裂隙伴生。覆岩自下而上逐渐破断,处于裂隙带高度内高位远场覆岩呈横向破断,以“走向砌体梁-倾向砌体梁”结构破断运动为主,横向水平张拉离层大量发育。采空区边界区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后稳定的变化规律,走向裂隙数量变化呈抛物线型;采空区中部区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后减少的变化规律,走向裂隙数量变化呈马鞍型。覆岩破断来压后采空区中部持续承载受压,两侧岩层遭剪切破坏形成剪切下凹区与承载下凹区,区域范围随不同层位覆岩弯曲破断而扩大。采动裂隙区域发育形态由椭圆抛物带演变为两端下凹的椭圆抛物带形态,最终呈现为两端及顶部下凹的椭圆抛物带形态。
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关键词
三维相似模拟试验
采动三带
裂隙演化
失稳破断
三维
空间形态
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职称材料
题名
深部厚硬顶板综放开采覆岩运移三维物理模拟试验研究
被引量：
27
1
作者
杨科
刘文杰
焦彪
张庆贺
刘帅
张寨男
机构
安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
陕西彬长胡家河矿业有限公司
东北大学资源与土木工程学院
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期85-93,I0004,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0801402)
安徽省“115”产业创新团队项目。
文摘
为分析深部厚硬顶板破断对厚煤层安全开采的影响,根据胡家河矿402102工作面工程地质和开采条件,构建了大型真三维相似物理模拟试验(3500 mm×3000 mm×2000 mm),开展了留煤柱双工作面开采的试验研究。利用光栅位移连续监测装置对采动覆岩位移进行实时监测,获得了厚硬顶板条件下厚煤层开采覆岩破断运移规律和"三带"动态演化特征。研究结果表明:厚硬关键层变形破断时,软弱岩层会发生协同运动,位移监测点位移量发生突增,监测点位移曲线随工作面推进呈"台阶式"变化。在一侧临空条件下,402102工作面亚关键层1(粉砂岩)初次破断步距为43 m,周期破断步距为21 m;亚关键层2(含砾粗砂岩)初次破断步距为74 m,周期破断步距为51 m;亚关键层3(中砂岩)初次破断步距为171 m。当亚关键层2发生周期性破断和亚关键层3发生初次破断时,采空区位移监测点位移量均发生增幅,覆岩发生大范围整体性运动,矿压显现较为剧烈;受402103采空区采动覆岩结构的影响,在402102工作面回采时,其回风巷侧覆岩运移较为剧烈,巷道受动压影响较大。根据位移监测点的位移量和覆岩变形碎胀因子max(Ki)的大小,对采动覆岩"三带"发育形态进行了初步判别,亚关键层1(粉砂岩)和亚关键层2(含砾粗砂岩)均处于冒落带中,且随着工作面推进,冒落带和裂隙带高度呈"台阶式"增大。
关键词
三维相似模拟试验
光栅位移连续监测
厚煤层开采
覆岩运移
Keywords
three-dimensional similarity simulation test
continuous monitoring of grating displacement
thick seam mining
overburden rock migration
分类号
TU458 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
采动覆岩破断影响下裂隙诱发机制及三维空间特征
2
作者
梁冰
邢景超
孙维吉
房胜杰
机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
辽宁工程技术大学矿业学院
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第1期107-121,共15页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(52074143,5247044130)
国家自然科学基金青年基金资助项目(52304029)。
文摘
为掌握厚煤层开采覆岩破断及裂隙演化规律,以高河能源E2306工作面为背景,搭建了三维物理相似模拟试验平台,采用分布式光纤感测技术、钻孔窥视监测等相结合的方法,明晰了覆岩破断来压规律与裂隙分布特征。结合薄板弯曲理论,建立采场覆岩结构力学模型,揭示了采动覆岩破断影响下覆岩裂隙诱发机制,推演了采动裂隙区域发育形态。结果表明:工作面回采完毕,总计来压7次,垮落带、裂隙带发育高度分别为39、71 m。与该工作面现场结果一致,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。处于垮落带高度内低位近场覆岩呈“对扇形”竖向破断,以“走向悬臂梁−倾向砌体梁”结构破断运动为主,纵向破断裂隙大量发育,横向水平剪切交错裂隙伴生。覆岩自下而上逐渐破断,处于裂隙带高度内高位远场覆岩呈横向破断,以“走向砌体梁-倾向砌体梁”结构破断运动为主,横向水平张拉离层大量发育。采空区边界区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后稳定的变化规律,走向裂隙数量变化呈抛物线型;采空区中部区域内覆岩裂隙数量随工作面推进呈先增加后减少的变化规律,走向裂隙数量变化呈马鞍型。覆岩破断来压后采空区中部持续承载受压,两侧岩层遭剪切破坏形成剪切下凹区与承载下凹区,区域范围随不同层位覆岩弯曲破断而扩大。采动裂隙区域发育形态由椭圆抛物带演变为两端下凹的椭圆抛物带形态,最终呈现为两端及顶部下凹的椭圆抛物带形态。
关键词
三维相似模拟试验
采动三带
裂隙演化
失稳破断
三维
空间形态
Keywords
three-dimensional similarity simulation experiment
mining three zones
fracture evolution
destabilization and rupture
three-dimensional spatial morphology
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深部厚硬顶板综放开采覆岩运移三维物理模拟试验研究
杨科
刘文杰
焦彪
张庆贺
刘帅
张寨男
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
27
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职称材料
2
采动覆岩破断影响下裂隙诱发机制及三维空间特征
梁冰
邢景超
孙维吉
房胜杰
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
已选择
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