离层注浆开采关键层变形特征及地表沉陷控制效应 被引量：18

1

作者 徐良骥 张坤 +3 位作者 刘潇鹏 陈宝宝 范廷玉 桂松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期931-942,共12页

为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应,准确预计地表移动变形值,对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析,将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基,并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3... 为研究覆岩离层注浆开采条件下关键层变形特征及地表沉陷控制效应,准确预计地表移动变形值,对离层注浆开采关键层变形进行了力学分析,将关键层下方离层注浆充填体和煤岩体的组合视为弹性地基,并将之划分为压实区、欠压实区和实体煤区3种不同的区段,基于弹性地基梁理论,给出了关键层挠度方程和弹性地基系数计算方法;采用“两步法”,通过分层模拟的方式开展了离层注浆开采关键层变形与地表沉陷数值模拟,研究了不同工作面宽度条件下离层发育和关键层破断特征,以及不同注采比条件下地表移动变形特征;借鉴等价采高理论,将离层注浆开采条件下关键层弯曲下沉空间等效视为开采空间,结合概率积分法,建立了适用于离层注浆开采的地表沉陷预计模型。以淮北矿区袁店二矿7221离层注浆开采工作面为例进行了验证,结果表明:该地质条件下,离层注浆开采工作面宽度宜设计在90~120 m;采用提出的预计模型和方法能够对离层注浆开采条件下的地表沉陷进行有效预计,预计值与实测值平均误差9 mm,在允许误差范围内;离层注浆开采地表沉陷控制效果显著,减沉率约83%。 展开更多

关键词 地表沉陷控制 离层注浆 关键层 力学分析 预计模型

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浅部开采尾砂膏体巷采设计与地表沉陷控制 被引量：14

2

作者 张新国 郭惟嘉 +3 位作者 张涛 于孝胜 孔贺 王昌祥 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1326-1332,共7页

针对我国充填开采材料来源不足的问题,通过理论分析、室内实验及现场实测等方法,系统研究了尾砂膏体充填材料特性、充填工艺,进行了尾砂膏体巷采设计及地表沉陷效果分析。研究确定了尾砂膏体优化配比为水砂比1∶5,质量浓度为70%;提出了... 针对我国充填开采材料来源不足的问题,通过理论分析、室内实验及现场实测等方法,系统研究了尾砂膏体充填材料特性、充填工艺,进行了尾砂膏体巷采设计及地表沉陷效果分析。研究确定了尾砂膏体优化配比为水砂比1∶5,质量浓度为70%;提出了尾砂膏体巷采方案,建立了巷采充填地表沉陷模型,解决了采煤、充填、工作面通风和安全出口问题;相似材料模拟试验表明,在巷采连采连充过程中覆岩没有冒落过程,直接顶是以微裂隙和层间离层往上发育,基本顶以弯曲下沉为主;充填体密实性、变形监测及地表移动观测表明,尾砂膏体巷采对地表沉陷控制较好。研究成果在淄博市张店区沣水镇张赵煤矿102采区进行了成功应用。 展开更多

关键词 浅部开采 尾砂膏体 巷采 连采连充 地表沉陷控制

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地表沉陷控制新途径 被引量：13

3

作者 徐乃忠 孟庆坤 《煤矿开采》 2004年第1期10-11,共2页

地表沉陷控制的根本是治理覆岩破坏。而控制覆岩破坏的途径归纳为部分开采和充填开采。部分开采 ,影响采区布置 ,不易达到高产高效 ,煤炭采出率低 ;充填开采增加矿井设备和生产成本 ,且充填材料来源在某些矿区比较缺乏。由此提出利用国... 地表沉陷控制的根本是治理覆岩破坏。而控制覆岩破坏的途径归纳为部分开采和充填开采。部分开采 ,影响采区布置 ,不易达到高产高效 ,煤炭采出率低 ;充填开采增加矿井设备和生产成本 ,且充填材料来源在某些矿区比较缺乏。由此提出利用国内外最新的技术 :覆岩离层注浆充填和采空区局部膏体充填 ,结合工作面优化设计技术 ,扬长避短 ,是一种技术上可行、经济有效的覆岩破坏控制新方法。 展开更多

关键词 地表沉陷控制 覆岩破坏 离层注浆 充填 综采放顶煤

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采动覆岩离层多层位注浆地表沉陷控制技术 被引量：22

4

作者 马荷雯 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期150-157,共8页

为了解决上覆岩层中无明显厚硬岩层、采动过程中难以产生较大尺寸离层空间、离层注浆充填率低的问题,提出采动覆岩离层多层位注浆技术。通过相似材料模拟实验对多层位离层注浆覆岩时空演化规律进行研究,并在淮北矿区某工作面进行现场试... 为了解决上覆岩层中无明显厚硬岩层、采动过程中难以产生较大尺寸离层空间、离层注浆充填率低的问题,提出采动覆岩离层多层位注浆技术。通过相似材料模拟实验对多层位离层注浆覆岩时空演化规律进行研究,并在淮北矿区某工作面进行现场试验。结果表明:在无较大采动覆岩离层情况下,采用增加钻孔数目的多层位离层注浆方法,在采动覆岩内部形成不同扩散半径的注浆充填体,共同叠加支撑上覆岩层,可以有效减小覆岩破坏程度。实施多层位离层注浆方法,可以有效提高注浆总量和注采比,地表减沉率可达79.92%。提出的离层注浆量计算公式可以精确预计浆液灌注量,准确率超过91%,可为覆岩离层注浆工程提供指导,并为注浆减沉率预计提供参考。这为解决煤炭资源开采引起的地表沉陷问题提供了一种有效和经济的方法,同时扩大覆岩注浆技术的应用范围。 展开更多

关键词 覆岩离层 多层注浆 时空演化 相似模拟 地表沉陷控制 淮北矿区祁南煤矿

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覆岩离层产生机理及离层充填控制地表沉陷技术的工程实施 被引量：15

5

作者 刘文生 范学理 《煤矿开采》 2002年第3期53-55,共3页

简要介绍了覆岩离层充填方法的技术原理 ,探讨了覆岩离层产生机理、离层分布规律及其影响因素 ,分析了离层充填控制地表沉陷技术的工程实施要点 ,所得结论对该技术的设计。

关键词 覆岩 地表沉陷控制 离层充填技术 离层分布规律 岩石力学

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覆岩离层注浆层位判定及隔浆层稳定性研究 被引量：1

6

作者 郭文兵 李龙翔 +2 位作者 杨伟强 白二虎 吴东涛 《煤炭学报》 北大核心 2025年第1期264-280,共17页

覆岩离层注浆减沉技术是保护矿区地表建(构)筑物的重要手段之一,其中注浆层位选择与其下方隔浆层完整性是决定地表减沉效果的关键因素。采用理论分析、工程试验以及现场监测等手段,对覆岩离层注浆层位判别及其下方隔浆层稳定性进行了研... 覆岩离层注浆减沉技术是保护矿区地表建(构)筑物的重要手段之一,其中注浆层位选择与其下方隔浆层完整性是决定地表减沉效果的关键因素。采用理论分析、工程试验以及现场监测等手段,对覆岩离层注浆层位判别及其下方隔浆层稳定性进行了研究。通过理论分析方法对覆岩离层注浆过程中的隔浆层变形特征进行了研究,建立了基于弹性地基梁理论的隔浆层挠曲线方程,并根据岩层破坏程度,分区计算了隔浆层下方岩体的弹性地基系数,得到了注浆压力作用下隔浆层的最大弯曲下沉值;基于岩层破坏条件给出隔浆层稳定性分析方法,计算了注浆前后隔浆层下方自由空间的高度,并依据隔浆层最大弯曲下沉值与其下方自由空间的关系,对固支梁及弹性地基梁状态下的隔浆层完整性进行了判别;在此基础上,综合考虑注浆地层条件及隔浆层稳定性,提出了一种新的覆岩离层注浆层位判别方法。该方法通过计算导水裂隙带及各关键层高度确定潜在注浆层位,然后依据隔浆层完整性分析对各潜在注浆层位的可行性进行判别,最后引入安全系数对其稳定性进行评价。以某矿11090工作面为工程应用实例,依据该判别方法确定了合理注浆层位,在距煤层139.1 m处成功实施覆岩离层注浆充填,结合地表实测数据及地表下沉预计结果,该工作面实施注浆后,地表最大下沉值为230 mm,下沉系数为0.12,减沉率达到77.6%。附近民房的最大倾斜值约为0.8 mm/m,水平变形值为0.7 mm/m,有效保护了矿区地表村庄民房,同时保障了井下采掘工作的正常进行,验证了注浆层位判别方法的合理性,为覆岩离层注浆层位设计及矿区地表沉陷控制提供了参考。 展开更多

关键词 覆岩离层注浆 隔浆层 注浆层位 地表沉陷控制 弹性地基梁

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覆岩关键层水力压裂控制采动影响研究 被引量：4

7

作者 冯占杰 郭文兵 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期171-176,共6页

为减小煤炭井工开采对地表建(构)筑物的影响和破坏,以晋煤寺河矿5304工作面为研究对象,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析覆岩关键层水力压裂控制工作面采动受影响范围,研究覆岩关键层水力压裂前后覆岩垮断形态及地表沉陷特征,... 为减小煤炭井工开采对地表建(构)筑物的影响和破坏,以晋煤寺河矿5304工作面为研究对象,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析覆岩关键层水力压裂控制工作面采动受影响范围,研究覆岩关键层水力压裂前后覆岩垮断形态及地表沉陷特征,揭示覆岩关键层对地表沉陷控制机制。结果表明:覆岩关键层水力压裂后,其移动形式由弯曲下沉转化为沿压裂区滑移切落,水力压裂区域地表下沉曲线变陡,下沉值增大,压裂侧地表采动影响范围减小。 展开更多

关键词 关键层移动模式 地表沉陷控制 采动影响 水力压裂 数值模拟

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粉煤灰高水短壁部分充填技术研究与实践 被引量：11

8

作者 张新国 刘伟韬 +4 位作者 孙希奎 刘进晓 刘兆平 李飞 庞振忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3016-3023,共8页

针对承压水上、建筑物下开采技术难题,在系统分析粉煤灰高水材料特性、充填工艺和禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（2008年第2批）＂巷道式采煤＂的基础上,通过理论分析、室内试验及现场实测等方法,对粉煤灰高水短壁部分充填工作面设... 针对承压水上、建筑物下开采技术难题,在系统分析粉煤灰高水材料特性、充填工艺和禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（2008年第2批）＂巷道式采煤＂的基础上,通过理论分析、室内试验及现场实测等方法,对粉煤灰高水短壁部分充填工作面设计及围岩控制下效果进行了系统研究。主要结论包括：①对粉煤灰高水充填材料发泡机理、材料特性、充填工艺进行了分析;②提出了短壁部分充填工作面设计方法及采-充程序及工艺,数值模拟表明50 m充填联合支撑体与20 m采空区底板塑性区范围为6-8 m,顶板塑性区范围10-12 m;③充填体密实性、原位强度和安全系数表明,充填体与顶板接顶率大于95%,原位强度1.93 MPa,安全系数6.8,粉煤灰高水充填体联合支撑体系能够保持围岩稳定;④充填体和底板变形监测表明,短壁部分充填采场顶板最大下沉量80 mm,底板最大破坏深度8 m,底板隔水层厚度在安全范围之内。在埠村煤矿9111工作面进行了现场实施,相关研究成果可以对类似条件下的煤炭开采提供参考。 展开更多

关键词 承压水上建筑物下开采 短壁部分充填 充填联合支撑体 底板破坏深度 地表沉陷控制

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覆岩离层充填技术的理论基础与工程实施 被引量：11

9

作者 刘文生 范学理 赵德深 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2001年第2期135-137,共3页

概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题──离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了６个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考... 概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题──离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了６个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考和指导意义。 展开更多

关键词 地表沉陷控制 离层充填技术 离层分布规律 覆岩 离层产生机理

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覆岩离层注浆充填保护地面高压线路试验研究 被引量：18

10

作者 刘文生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期236-239,共4页

采用覆岩离层充填控制地表沉陷技术对济宁二号煤矿 4 30 2工作面开采保护地面高压线路进行了试验研究 .针对工作面地质和采矿技术条件 ,设计了合理的覆岩离层充填实施方案 ,包括注浆站、注浆井、注浆管路、注浆运行系统及工艺流程 .通... 采用覆岩离层充填控制地表沉陷技术对济宁二号煤矿 4 30 2工作面开采保护地面高压线路进行了试验研究 .针对工作面地质和采矿技术条件 ,设计了合理的覆岩离层充填实施方案 ,包括注浆站、注浆井、注浆管路、注浆运行系统及工艺流程 .通过对地表及高压线杆移动观测站数据进行分析 ,得出覆岩离层充填后的地表下沉曲线、地表减沉率以及高压线杆的下沉与偏斜值 .试验结果表明 ,覆岩离层充填后地表减沉效果明显 ,高压线杆偏斜均未超过其允许限差 。 展开更多

关键词 覆岩离层充填 地表沉陷控制 高压线路保护 高压线杆 注浆工艺

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短壁矸石胶结充填开采技术与应用 被引量：26

11

作者 路彬 张新国 +2 位作者 李飞 张保良 庞振忠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期7-15,共9页

针对我国煤矿"三下"压煤量大、村庄搬迁困难,长壁充填开采投资大、地质条件适应性差、采充相互干扰等问题,通过理论分析、室内试验、数值模拟和现场实测等手段,提出了短壁矸石胶结充填技术,研究了材料配比、支巷参数、围岩应... 针对我国煤矿"三下"压煤量大、村庄搬迁困难,长壁充填开采投资大、地质条件适应性差、采充相互干扰等问题,通过理论分析、室内试验、数值模拟和现场实测等手段,提出了短壁矸石胶结充填技术,研究了材料配比、支巷参数、围岩应力场演化和地表变形规律,主要结论如下:(1)充填浆料最佳配比为1∶1.5∶4,与矸石1∶2混合后充填支巷;(2)基于极限强度理论确定支巷最佳宽度为5 m;(3)数值模拟表明:开采过程中煤壁超前支承压力峰值为13.1 MPa,开采奇数巷时充填体受力1.6 MPa,开采偶数巷时受力10.4 MPa,顶板塑性区5 m,底板破坏带深度5 m,呈现W-波浪形分布;(4)现场实测表明:支巷超前支撑压力为19.7 MPa,位于支巷前端4.6 m,顶底板最大移近量116.3 mm;顶板在0~5.7 m范围内产生少量断裂微裂隙,离层不明显,只发生弯曲下沉,不存在垮落带;(5)充填材料来源广、矸石不外运,实现了采充平行作业。该方法在内蒙古裕兴煤矿得到了广泛的应用,有效缓解了长壁充填开采带来的弊端,以较小吨煤成本,获得较大的经济和环境效益。 展开更多

关键词 矸石胶结 连采连充 W-波浪形 采充平行作业 地表沉陷控制

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