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采动岩层整体移动“类双曲线”理论模型及验证——从二维“类双曲线”到三维“类双曲面”模型
被引量：
8
1
作者
左建平
徐丞谊
+3 位作者
孙运江
李颖
吴根水
于美鲁
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1731-1751,共21页
煤炭开采会引起上覆岩层自下而上变形、破断及移动,并导致地表沉陷等问题,其本质是一个力学过程,故亟需发展基于岩层破断力学机理的移动理论模型。首先简要回顾了国内外岩层移动理论模型,然后重点介绍了本团队近年来在岩层整体移动理论...
煤炭开采会引起上覆岩层自下而上变形、破断及移动,并导致地表沉陷等问题,其本质是一个力学过程,故亟需发展基于岩层破断力学机理的移动理论模型。首先简要回顾了国内外岩层移动理论模型,然后重点介绍了本团队近年来在岩层整体移动理论模型方面的研究进展。基于不同层位岩层的破断形态的力学分析和相似模拟试验结果,提出了采动覆岩整体移动“类双曲线”模型,其顶点大约位于上覆岩层主关键层的层位。进而建立了岩层移动内外“类双曲线”整体模型,给出了采动覆岩内外整体移动表达式及物理意义参数体系。针对不同覆岩和煤层赋存条件,分析了岩层整体移动“类双曲线”模型的演化规律。在此基础上,进一步将二维“类双曲线”拓展到三维“类双曲面”模型,建立了采动覆岩全空间“类双曲面”立体移动模型,该模型包含“类单叶”和“类双叶”双曲面。该理论模型是在我国很多前辈及学者的研究基础上,从系统科学的角度考虑岩层的整体移动规律,初步形成了采动覆岩整体移动“类双曲线(面)”理论模型框架,希望能为我国煤炭科学开采提供理论指导。
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关键词
岩层移动
“
类
双曲线”模型
“
类双曲面
”模型
关键层理论
在线阅读
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职称材料
采动岩层全空间“类双曲面”立体移动模型
被引量：
9
2
作者
左建平
李颖
+3 位作者
李宏杰
于美鲁
吴作启
刘家顺
《矿业科学学报》
CSCD
2023年第1期1-14,共14页
基于大量现场调研及岩层移动内外“类双曲线”移动模型分析,本文对哈拉沟煤矿厚松散岩层煤层开挖展开了物理相似模型试验,验证了内外“类双曲线”整体移动模型的有效性;将其推广到三维空间,提出采动岩层全空间“类双曲面”立体移动模型...
基于大量现场调研及岩层移动内外“类双曲线”移动模型分析,本文对哈拉沟煤矿厚松散岩层煤层开挖展开了物理相似模型试验,验证了内外“类双曲线”整体移动模型的有效性;将其推广到三维空间,提出采动岩层全空间“类双曲面”立体移动模型。该模型包含“类单叶”、“类双叶”两类双曲面,能近似描述不同岩性条件下全空间采动岩层立体移动与地表沉陷特征。“类单叶双曲面”模型为空间岩层水平移动边界模型,隐含于厚松散层覆岩内部;“类双叶双曲面”模型为空间地表沉降与覆岩裂隙拱、冒落拱垂向移动边界模型,均在主关键层近似关于“原点”对称,具体表现为采掘扰动下地表沉陷及采场围岩拱形垮落等外部形态。通过理论分析、相似模型试验及3DEC数值模拟,本文建立并验证了厚松散层近水平煤层开采条件下空间采动岩层立体移动与地表沉陷“类双曲面”模型。同时,分析了共渐近锥面“类双曲面”模型的构成条件、影响因素及整体运移规律。研究结果表明:在薄基岩厚松散层近水平煤层开采条件下,“类双曲面”理论模型与3DEC模拟结果吻合较好,表明采动空间覆岩运移和地表沉降呈“类双曲面”特征。
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关键词
覆岩破断与移动
地表沉降
类双曲面
立体移动模型
相似模型试验
3DEC
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职称材料
题名
采动岩层整体移动“类双曲线”理论模型及验证——从二维“类双曲线”到三维“类双曲面”模型
被引量：
8
1
作者
左建平
徐丞谊
孙运江
李颖
吴根水
于美鲁
机构
中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院
中国矿业大学(北京)采矿岩石力学国际创新中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期1731-1751,共21页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(52225404)
北京市卓越青年科学家资助项目(BJJWZYJH01201911413037)
中央高校优秀青年团队资助项目(2023YQTD01)。
文摘
煤炭开采会引起上覆岩层自下而上变形、破断及移动,并导致地表沉陷等问题,其本质是一个力学过程,故亟需发展基于岩层破断力学机理的移动理论模型。首先简要回顾了国内外岩层移动理论模型,然后重点介绍了本团队近年来在岩层整体移动理论模型方面的研究进展。基于不同层位岩层的破断形态的力学分析和相似模拟试验结果,提出了采动覆岩整体移动“类双曲线”模型,其顶点大约位于上覆岩层主关键层的层位。进而建立了岩层移动内外“类双曲线”整体模型,给出了采动覆岩内外整体移动表达式及物理意义参数体系。针对不同覆岩和煤层赋存条件,分析了岩层整体移动“类双曲线”模型的演化规律。在此基础上,进一步将二维“类双曲线”拓展到三维“类双曲面”模型,建立了采动覆岩全空间“类双曲面”立体移动模型,该模型包含“类单叶”和“类双叶”双曲面。该理论模型是在我国很多前辈及学者的研究基础上,从系统科学的角度考虑岩层的整体移动规律,初步形成了采动覆岩整体移动“类双曲线(面)”理论模型框架,希望能为我国煤炭科学开采提供理论指导。
关键词
岩层移动
“
类
双曲线”模型
“
类双曲面
”模型
关键层理论
Keywords
strata movement
analogous hyperbola model
analogous hyperboloid model
key strata theory
分类号
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
采动岩层全空间“类双曲面”立体移动模型
被引量：
9
2
作者
左建平
李颖
李宏杰
于美鲁
吴作启
刘家顺
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
煤炭资源与安全开采国家重点实验室
煤炭科学技术研究院有限公司安全分院
中煤科工生态环境科技有限公司
辽宁工程技术大学土木工程学院
出处
《矿业科学学报》
CSCD
2023年第1期1-14,共14页
基金
国家杰出青年科学基金(52225404)
北京市卓越青年科学家项目(BJJWZYJH01201911413037)。
文摘
基于大量现场调研及岩层移动内外“类双曲线”移动模型分析,本文对哈拉沟煤矿厚松散岩层煤层开挖展开了物理相似模型试验,验证了内外“类双曲线”整体移动模型的有效性;将其推广到三维空间,提出采动岩层全空间“类双曲面”立体移动模型。该模型包含“类单叶”、“类双叶”两类双曲面,能近似描述不同岩性条件下全空间采动岩层立体移动与地表沉陷特征。“类单叶双曲面”模型为空间岩层水平移动边界模型,隐含于厚松散层覆岩内部;“类双叶双曲面”模型为空间地表沉降与覆岩裂隙拱、冒落拱垂向移动边界模型,均在主关键层近似关于“原点”对称,具体表现为采掘扰动下地表沉陷及采场围岩拱形垮落等外部形态。通过理论分析、相似模型试验及3DEC数值模拟,本文建立并验证了厚松散层近水平煤层开采条件下空间采动岩层立体移动与地表沉陷“类双曲面”模型。同时,分析了共渐近锥面“类双曲面”模型的构成条件、影响因素及整体运移规律。研究结果表明:在薄基岩厚松散层近水平煤层开采条件下,“类双曲面”理论模型与3DEC模拟结果吻合较好,表明采动空间覆岩运移和地表沉降呈“类双曲面”特征。
关键词
覆岩破断与移动
地表沉降
类双曲面
立体移动模型
相似模型试验
3DEC
Keywords
fracture and movement of overlying strata
surface subsidence
analogous hyperboloid
three-dimensional mobile model
similarity model test
three-dimensional distinct element code
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
采动岩层整体移动“类双曲线”理论模型及验证——从二维“类双曲线”到三维“类双曲面”模型
左建平
徐丞谊
孙运江
李颖
吴根水
于美鲁
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
采动岩层全空间“类双曲面”立体移动模型
左建平
李颖
李宏杰
于美鲁
吴作启
刘家顺
《矿业科学学报》
CSCD
2023
9
在线阅读
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职称材料
已选择
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