煤矿高强度长壁开采覆岩破坏充分采动及其判据 被引量：39

1

作者 郭文兵 赵高博 白二虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期3657-3666,共10页

煤矿长壁开采引起的覆岩破坏高度对于水体下采煤、保水开采以及瓦斯治理的解放层开采等均具有重要意义。采用理论分析和数值模拟方法对煤矿高强度长壁开采引起的覆岩破坏高度及其达到覆岩破坏充分采动的判据进行了研究。基于覆岩破坏充... 煤矿长壁开采引起的覆岩破坏高度对于水体下采煤、保水开采以及瓦斯治理的解放层开采等均具有重要意义。采用理论分析和数值模拟方法对煤矿高强度长壁开采引起的覆岩破坏高度及其达到覆岩破坏充分采动的判据进行了研究。基于覆岩破坏充分采动的定义,分析了覆岩破坏充分采动的特征及其影响因素,包括工作面开采厚度、开采尺寸(走向、倾向长度)、开采深度与覆岩岩性;提出了以“梯形-面积”“四棱台-体积”为依据的覆岩破坏充分采动理论判别方法,并将煤矿长壁开采三维覆岩破坏及地表下沉简化为4类采动影响体积(采空区长方体体积、上覆岩层预破坏四棱台体积、覆岩破坏后的体积与地表下沉体积)之间的关系,得到了工作面达到覆岩破坏充分采动时的覆岩破坏高度理论表达式与覆岩“两带”破坏模式的判别式;基于某高强度开采工作面,建立并校核了考虑现场最大、最小水平主应力方向与工作面推进方向夹角的三维数值模型,采用离散元数值模拟方法分析了高强度开采工作面不同开采厚度、开采尺寸与开采深度对覆岩破坏充分采动的影响。结果表明:高强度长壁开采工作面达到覆岩破坏充分采动时的推进距离与工作面倾向长度、深厚比成反比,研究给出了高强度长壁开采覆岩破坏充分采动的判据及其适用条件。 展开更多

关键词 覆岩破坏充分采动判据 长壁开采 高强度开采 岩层移动

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覆岩破坏充分采动程度定义及判别方法 被引量：40

2

作者 郭文兵 娄高中 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期755-766,共12页

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究... 随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了导水裂缝带高度影响因素的敏感性及其与工作面尺寸的关系,提出了覆岩破坏充分采动程度的定义及判别方法。结果表明:工作面尺寸对导水裂缝带高度的影响仅次于开采厚度。当工作面尺寸较小时,覆岩破坏不发育;当工作面尺寸增加到一定值时,覆岩破坏仅形成垮落带;当工作面尺寸继续增加时,覆岩破坏形成裂缝带且导水裂缝带高度随着工作面尺寸的增加而增加;当导水裂缝带高度发育至最大值后,导水裂缝带高度不再随工作面尺寸的增加而增加。覆岩破坏过程中仅形成垮落带的阶段定义为覆岩破坏的极不充分采动(即覆岩极不充分破坏);覆岩破坏过程中形成裂缝带且导水裂缝带高度随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的非充分采动(即覆岩非充分破坏);导水裂缝带高度达到最大值且不再随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的充分采动(即覆岩充分破坏)。导水裂缝带高度刚达到最大值时的工作面尺寸为工作面临界尺寸。当工作面尺寸小于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为非充分采动;当工作面尺寸大于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为充分采动。覆岩破坏充分采动程度的主要影响因素有工作面尺寸、开采厚度、开采深度、覆岩力学性质、覆岩结构特征和覆岩破断角。 展开更多

关键词 非充分采动 导水裂缝带高度 覆岩破坏充分采动 工作面临界尺寸 保水采煤

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近距离煤层群多重采动覆岩破坏特征及应力传递规律研究 被引量：3

3

作者 杨曜驰 赵国贞 《煤炭工程》 北大核心 2024年第3期110-116,共7页

近距离煤层群开采覆岩破坏特征不同于单层煤开采,同时存在层间相互影响的问题。以晋能控股煤业集团燕子山煤矿11#煤层、14-2#煤层、14-3#煤层三层近距离煤层为研究对象,通过进行物理相似模拟实验和数值模拟计算,研究分析了近距离煤层群... 近距离煤层群开采覆岩破坏特征不同于单层煤开采,同时存在层间相互影响的问题。以晋能控股煤业集团燕子山煤矿11#煤层、14-2#煤层、14-3#煤层三层近距离煤层为研究对象,通过进行物理相似模拟实验和数值模拟计算,研究分析了近距离煤层群开采时顶底板围岩的覆岩破坏特征及应力传递规律。研究结果表明:近距离煤层群下行开采过程中,随着采动次数增加,顶板横向裂隙超前发育和纵向裂隙穿层效果更为明显,垮落块度明显减小,来压规律不明显;煤层顶板覆岩因采动产生的应力峰值随采动次数增加而降低;初次采动影响下,稳定后的覆岩应力要明显小于原岩应力,而多次采动稳定后的覆岩应力与该次采动前相近;上覆岩层在多重采动影响下,破坏更彻底,形成台阶式的岩层切落。研究结果可为条件相似的近距离煤层群开采顶底板围岩控制、采空区积水及瓦斯防治提供参考依据。 展开更多

关键词 近距离煤层群 多重采动 覆岩破坏特征 应力传递规律

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西部高强度开采矿区覆岩破坏发育高度分析 被引量：3

4

作者 刘江斌 张仲杰 +5 位作者 高广昌 闫伟涛 景巨栋 李洋 马子韬 陈俊杰 《中国矿业》 北大核心 2024年第11期121-129,共9页

导水裂缝带是煤层顶板水害的主要通道,准确预测计算其发育高度是保障矿山安全生产的重要任务。在实测资料的基础上,通过采用理论分析和相似模拟等方法,揭示了西部高强度开采矿区采动覆岩的破坏类型、破坏关系及导水裂缝带的发育特征。... 导水裂缝带是煤层顶板水害的主要通道,准确预测计算其发育高度是保障矿山安全生产的重要任务。在实测资料的基础上,通过采用理论分析和相似模拟等方法,揭示了西部高强度开采矿区采动覆岩的破坏类型、破坏关系及导水裂缝带的发育特征。结果表明:在薄基岩厚煤层高强度开采条件下,覆岩破坏类型为严重损坏类型。在采动覆岩中只存在“两带”形式,在采空区上方不存在岩层破坏后的具有一定隔水性的弯曲带,导水裂缝带直通地表,地表严重受损。覆岩以组合关键层的形式发生运移。在采动过程中组合关键层以滑落失稳的方式在岩层两端产生切落式破断,导致上覆基岩和松散层切落破断,地表产生台阶状裂缝。地表实测台阶状裂缝沿工作面推进方向的间距与井下周期来压步距相一致。综合考虑覆岩破坏的开采厚度与基岩厚度等关键性因素,提出了高强度开采导水裂缝带发育高度预测计算公式,其可靠性得到了现场实测与相似材料模拟结果的验证,研究结果对于神东矿区煤矿安全开采具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 高强度开采 覆岩破坏 采动覆岩 相似模拟 神东矿区

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采动覆岩力学模型及断裂破坏条件分析 被引量：48

5

作者 康建荣 王金庄 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期16-20,共5页

根据覆岩破坏的机理建立了采动覆岩初次断裂前、后的力学模型 ,并根据此力学模型 ,运用梁弯曲变形理论分析了采动覆岩断裂破坏的条件 ,在考虑上覆岩层的岩性、厚度、埋深等因素的基础上 ,建立了上覆岩层断裂时临界开采长度的计算模型 ,... 根据覆岩破坏的机理建立了采动覆岩初次断裂前、后的力学模型 ,并根据此力学模型 ,运用梁弯曲变形理论分析了采动覆岩断裂破坏的条件 ,在考虑上覆岩层的岩性、厚度、埋深等因素的基础上 ,建立了上覆岩层断裂时临界开采长度的计算模型 ,并以此模型进行了实例计算分析 . 展开更多

关键词 采动覆岩 力学模型 断裂破坏条件 梁曲变形理论 岩性 埋深

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采动覆岩破坏演化特征模型实验与分析 被引量：11

6

作者 来兴平 王春龙 +2 位作者 单鹏飞 崔峰 康延雷 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2016年第2期151-156,共6页

采动覆岩破坏演化特征研究对煤炭安全开采具有重要指导意义。以新疆哈密大南湖一矿1303工作面为研究对象,根据开采技术条件,构建采动覆岩破坏演化特征实验模型;分析覆岩运移特征与声发射监测信息,揭示了采动覆岩单次破裂及来压过程中多... 采动覆岩破坏演化特征研究对煤炭安全开采具有重要指导意义。以新疆哈密大南湖一矿1303工作面为研究对象,根据开采技术条件,构建采动覆岩破坏演化特征实验模型;分析覆岩运移特征与声发射监测信息,揭示了采动覆岩单次破裂及来压过程中多次破裂的能量耗散与演化特征,其历程分别为"释放-积聚-释放"与"裂隙扩展-破裂-垮落"。借助钻孔电视判定覆岩破坏演化高度,结果表明:工作面开挖后,覆岩破坏高度随模型开采持续增加,但受下方煤岩体碎胀效应影响,覆岩破坏高度增幅随来压次数增加而逐渐降低。工作面推进至246.4 m时,破裂岩块间形成稳定的挤压平衡结构,工作面达到充分采动状态,采动覆岩破坏高度峰值为96.0 m.相关研究成果为指导工程实践提供了定量依据。 展开更多

关键词 模型实验 采动覆岩破坏演化特征 声发射 钻孔电视

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特厚煤层充分采动覆岩下沉规律研究 被引量：7

7

作者 王君 朱卫兵 谢建林 《工矿自动化》 北大核心 2021年第10期21-26,共6页

大同矿区特厚煤层临空工作面开采过程中强矿压显现问题较开采首采工作面时严重。为研究特厚煤层充分采动条件下的覆岩运移规律,采用采动覆岩内部岩移无线远程监测系统、钻孔电视窥视技术,对同忻煤矿8202工作面覆岩下沉位移变化进行了监... 大同矿区特厚煤层临空工作面开采过程中强矿压显现问题较开采首采工作面时严重。为研究特厚煤层充分采动条件下的覆岩运移规律,采用采动覆岩内部岩移无线远程监测系统、钻孔电视窥视技术,对同忻煤矿8202工作面覆岩下沉位移变化进行了监测与分析,结果表明:特厚煤层大空间开采早期,覆岩会超前工作面出现自上而下的岩层变形破坏现象,之后才发生自下而上正常的层组破断下沉运移;采场覆岩变形破坏呈现阶段性台阶跃升的变化特征,与关键层所处位置具有一致的对应关系,表明关键层在岩层运动中起主控作用;充分采动条件下覆岩运动出现联动下沉现象。通过物理模拟试验进一步研究了充分采动时覆岩全地层联动下沉的本质,结果表明在主关键层初次破断前,各关键层的分组分层运动趋势较明显,当主关键层初次破断后,受各关键层周期破断长度及上下岩层复合破断规律的影响,覆岩下沉运移更易呈现全地层联动现象。 展开更多

关键词 综放工作面 特厚煤层 充分采动 强矿压显现 覆岩下沉 内部岩移监测 钻孔电视窥视 关键层

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S矿区采动覆岩破坏的实例研究 被引量：2

8

作者 卜万奎 白海波 徐慧 《煤炭工程》 北大核心 2008年第3期60-63,共4页

煤矿地下开采造成水资源的破坏和污染,为了保护S矿区地表水资源和保证安全开采,在分析了该矿区覆岩工程地质特征的基础上,根据该矿区岩层柱状图,建立了煤层覆岩的力学模型,利用FLAC软件计算了煤层开采工作面推进到不同距离时覆岩的应力... 煤矿地下开采造成水资源的破坏和污染,为了保护S矿区地表水资源和保证安全开采,在分析了该矿区覆岩工程地质特征的基础上,根据该矿区岩层柱状图,建立了煤层覆岩的力学模型,利用FLAC软件计算了煤层开采工作面推进到不同距离时覆岩的应力场,绘出了覆岩塑性区分布图,分析了薄基岩厚松散层下开采煤层时覆岩的应力特征和破坏高度,得出在煤壁和开切眼处覆岩以剪切破坏为主,而采空区上部以拉伸破坏为主;随着工作面的推进,覆岩破坏波及到第四系底部;进一步分析第四系底部粘土层的物理力学性质,得出该粘土层有良好的隔水性,指出工作面可以安全开采,并得到工程验证。 展开更多

关键词 采动岩体 覆岩破坏 破坏高度 数值模拟

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覆岩含水层采动破坏机理流固耦合分析及保护措施研究

9

作者 董立军 张国红 吴洪胜 《中国矿业》 北大核心 2014年第9期95-101,共7页

为了研究煤层开采对覆岩含水层的破坏机理,采用岩石破裂过程流固耦合分析系统UDECFlow,根据老三沟井田6煤工作面地质条件,对覆岩含水层(砂砾岩、细砾岩和粗砂岩含水层)的破坏过程进行数值模拟。模拟结果显示,随着工作面的推进,裂隙不断... 为了研究煤层开采对覆岩含水层的破坏机理,采用岩石破裂过程流固耦合分析系统UDECFlow,根据老三沟井田6煤工作面地质条件,对覆岩含水层(砂砾岩、细砾岩和粗砂岩含水层)的破坏过程进行数值模拟。模拟结果显示,随着工作面的推进,裂隙不断向上发育,直接顶、基本顶的相继破断和垮落导致了导水裂隙的形成;同时随着工作面的推进,先前生成的一些裂隙出现了闭合,而工作面附近又产生新的裂隙。以6煤为例,对上覆含水层的保水开采难度进行分级,并提出了相应的保水开采技术,如加快工作面推进速度、注浆加固、降低采高、充填开采及部分开采等,将指导6煤开采时覆岩含水层保护,对同类开采地质条件下的矿井有较好的指导借鉴意义。 展开更多

关键词 覆岩含水层 数值模拟 采动破坏机理 保护措施

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建筑载荷作用下采空区覆岩结构稳定性判据及应用 被引量：10

10

作者 郭文兵 杨伟强 +3 位作者 马志宝 温蓬 刘玄 白二虎 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2207-2217,共11页

采煤沉陷区的合理利用是解决城镇化建设和土地资源短缺之间矛盾的重要途径之一,沉陷区范围内采动覆岩结构的突然失稳将导致煤矿沉陷区新建建筑物破坏。采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对新建建筑物载荷作用下采动覆岩结构稳定... 采煤沉陷区的合理利用是解决城镇化建设和土地资源短缺之间矛盾的重要途径之一,沉陷区范围内采动覆岩结构的突然失稳将导致煤矿沉陷区新建建筑物破坏。采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对新建建筑物载荷作用下采动覆岩结构稳定性进行了探讨与研究。采用理论分析方法对采动覆岩结构特征和地表载荷引起的岩体中附加应力分布特征进行了分析,建立了“载荷作用下采动覆岩结构力学模型”;对该模型进行了力学条件分析,并结合“砌体梁”结构失稳条件,得到地表载荷作用下采动覆岩随载荷增大是否产生滑落失稳的判据;当铰接岩块的回转角度和块度符合i<0.5sinθ_(1)或i>sinθ_(1)时,采动覆岩结构随着地表载荷的增大,失稳的可能性逐渐增大;铰接岩块的回转角度和块度符合0.5sinθ_(1)<i<sinθ_(1)时,采动覆岩随载荷增大不会发生回转失稳。在理论分析的基础之上,将建立的力学模型应用于某矿长壁老采空区地表工程建设实际,建筑施工前期采用数值模拟和理论分析相结合的方法,对拟建建筑载荷作用下采动覆岩结构的稳定性进行了分析评价,确定了拟建工程的安全性;并在建筑物完工以后,采用PSInSAR技术对新建建筑区域地表沉降特征进了监测,结果显示建筑物自建成1 a来地表未发生突然沉降,表明采动覆岩结构未发生失稳,验证了“载荷作用下采动覆岩结构力学模型”及其稳定性判据的合理性。 展开更多

关键词 采动覆岩结构 稳定性判据 采空区稳定性 地表载荷 附加应力 PSINSAR

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沿空留巷顶板覆岩二次采动裂隙实测分析 被引量：7

11

作者 高永格 张强 +1 位作者 牛矗 张开 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期78-84,共7页

地下煤岩体开挖会引起上覆岩层的断裂、位移进而造成煤层内瓦斯的溢出、裂隙水的流动甚至会造成地表沉陷等矿山灾害。为了研究厚松散层下沿空留巷上覆顶板岩层裂隙破断规律,使用ZXZ20(A)型矿用钻孔成像装置对云驾岭煤矿12307工作面回风... 地下煤岩体开挖会引起上覆岩层的断裂、位移进而造成煤层内瓦斯的溢出、裂隙水的流动甚至会造成地表沉陷等矿山灾害。为了研究厚松散层下沿空留巷上覆顶板岩层裂隙破断规律,使用ZXZ20(A)型矿用钻孔成像装置对云驾岭煤矿12307工作面回风巷与运输巷进行上覆顶板岩层破断状态与裂隙发育的观测。在12307工作面回风巷沿走向布置1、2、3号测点,运输巷沿走向布置4、5、6号测点,6个测点的钻孔施工时间段相同、观测时间段相同。观测结果表明:1号测点上方顶板岩层极为破碎,顶板裂隙发育由浅及深不断加剧,在3~9 m出现明显离层,在此区间可观察到6条离层裂缝;3号测点顶板岩层0~3.2 m存在发育充分的裂隙,3.2~6.6 m存在横向裂隙,且6.2 m处有离层现象;4号测点顶板岩层0~2.5 m岩层受到明显破坏,岩层内裂隙纵横交错,2.5 m以深裂隙逐渐减少,只存在原生裂隙;6号测点顶板岩层观测范围内并未发现大的裂隙,岩层整体发育较为完整。上述结果表明回风巷在一次采动后顶板覆岩主要破碎范围在2 m内,在留巷期间二次采动造成顶板覆岩破碎程度加剧,深部岩层同样出现破碎与离层,尤其在顶板上方4 m内离层较多。 展开更多

关键词 沿空留巷 二次采动 裂隙发育 顶板覆岩 覆岩破坏

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煤层采动对天然气井水泥环影响规律

12

作者 王旭东 武书军 +4 位作者 任玺宁 张燊 杨胜利 翟瑞昊 马瑜谦 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第7期35-45,共11页

我国多地存在煤与天然气资源赋存压覆情况,传统上煤与天然气开采相互避让、互不影响,不仅极大地降低了生产效率,且造成了资源浪费。为了解决这一难题,以新街煤矿为工程背景,采取留设天然气走廊方式保护天然气井以实现煤与天然气同时开... 我国多地存在煤与天然气资源赋存压覆情况,传统上煤与天然气开采相互避让、互不影响,不仅极大地降低了生产效率,且造成了资源浪费。为了解决这一难题,以新街煤矿为工程背景,采取留设天然气走廊方式保护天然气井以实现煤与天然气同时开采。水泥环作为保护天然气井套管的保护层,其完整性直接影响套管的稳定。多煤层重复采动条件下所造成的覆岩运移使得水泥环在局部区域损伤,造成套管破裂甚至毁坏导致天然气泄漏。因此研究煤层采动下水泥环应力演化规律、失稳形态及位置尤为重要。制备水泥石标准试件,设置常温与大埋深时不同温度对照组研究水泥石力学强度以及破坏特征。结果表明:高温情况下水泥环抗压强度显著提高,且主要破坏形式为剪切破坏,应重点关注水泥环在采动影响下环身剪切应力峰值强度。数值分析天然气井水泥环在采动影响下环身位移弯曲规律、应力演化特征、塑性区分布区域。结果表明:由于煤层回采形成采空区导致上覆岩层运移,且气井两侧工作面交替开采使水泥环处于向左侧弯曲变形再向中轴回正的过程,导致煤层及顶底板处以及井口处出现扭曲现象,使得剪切应力主要集中于井口以及煤层与顶底板位置,更易出现应力集中导致破坏水泥环的完整性。因此为了保证天然气井套管安全生产,需要在地表以及煤层处水泥环进行加固,保证水泥环的稳定性。 展开更多

关键词 煤与天然气共采 水泥环完整性 多煤层重复采动 覆岩运移 应力演化规律 剪切破坏 套管加固

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采动影响下煤层覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征 被引量：15

13

作者 王皓 乔伟 柴蕊 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期51-55,共5页

以孟加拉国Barapukuria煤矿X工作面为试验区,采用井下钻孔分段压水原位测试及相关理论计算方法,研究了工作面回采前后覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征。研究结果表明,工作面回采前后,覆岩渗透性变化显著,采后覆岩渗透性具有明显的垂... 以孟加拉国Barapukuria煤矿X工作面为试验区,采用井下钻孔分段压水原位测试及相关理论计算方法,研究了工作面回采前后覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征。研究结果表明,工作面回采前后,覆岩渗透性变化显著,采后覆岩渗透性具有明显的垂向分带特征。自覆岩导水裂缝带顶部至底部,渗透性呈阶梯状逐渐增大,可细分为弱渗透带、中渗透带和强渗透带。研究结果对煤矿区水文地质参数识别与涌水量预测工作具有指导意义。 展开更多

关键词 采动影响 覆岩破坏 渗透性垂向分带 压水试验

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采动覆岩冒裂安全性分级分区预测研究 被引量：3

14

作者 杨皓博 《中国煤炭》 2018年第12期121-125,130,共6页

针对顶板破碎冒落、导水裂隙带及含水层裂隙发育等问题,基于经验公式分析确定煤层开采"两带"发育高度,通过采用有限元数值计算软件FLAC3D分析采动裂隙发育程度,在重力作用下,覆岩运移规律由采空区中心向四周均匀发展,覆岩均... 针对顶板破碎冒落、导水裂隙带及含水层裂隙发育等问题,基于经验公式分析确定煤层开采"两带"发育高度,通过采用有限元数值计算软件FLAC3D分析采动裂隙发育程度,在重力作用下,覆岩运移规律由采空区中心向四周均匀发展,覆岩均匀移动引起拉伸应力区由中心向四周发展并呈U型分布。结果表明,导水裂隙带发育高度和4#煤层至洛河组岩层高度差是判断导水裂隙带是否沟通洛河组含水层的标准。针对煤层顶板洛河组冒裂安全性划分为危险强区、危险中区、危险弱区及安全区。 展开更多

关键词 工作面开采 煤层顶底板 采动破坏 覆岩冒裂 数值计算

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基于覆岩破坏传递的超前自卸压区影响宽度研究 被引量：5

15

作者 席杰 王兆丰 +3 位作者 陈金生 李学臣 李艳飞 马雄伟 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期46-51,共6页

为确定超前自卸压区的宽度,将其更好地应用于边采边抽钻孔布置中,探讨影响超前自卸压范围的主要因素,揭示卸压区宽度与工作面超前支承压力的内在联系,根据压力拱曲线平移特性,提出在覆岩破坏传递过程中,冒落带随回采周期性垮落,造成超... 为确定超前自卸压区的宽度,将其更好地应用于边采边抽钻孔布置中,探讨影响超前自卸压范围的主要因素,揭示卸压区宽度与工作面超前支承压力的内在联系,根据压力拱曲线平移特性,提出在覆岩破坏传递过程中,冒落带随回采周期性垮落,造成超前支承压力重分布,简化工作面开采模型,推导计算卸压区宽度的理论新方法并进行现场试验验证。结果表明:通过实测采面前方顺层钻孔的瓦斯抽采纯量,确定超前自卸压区宽度为28~30 m;距工作面>20~40 m范围为卸压瓦斯高效抽采区,平均瓦斯抽采纯量0.074 m^(3)/min,为卸压前的3.89倍;考虑覆岩破坏传递的超前自卸压区宽度计算值为29.97 m。计算值与实测结果较吻合,验证该方法的可行性,为井下卸压区高效抽采提供借鉴。 展开更多

关键词 瓦斯抽采 超前自卸压区 摩尔库伦准则 采动煤体 覆岩破坏传递

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基于覆岩破坏传递的导水裂缝带发育高度研究 被引量：20

16

作者 赵高博 郭文兵 +1 位作者 娄高中 马志宝 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期144-150,共7页

采动影响下覆岩破坏及导水裂缝带高度对于水体下采煤、保水采煤等具有重要意义。分析了采动影响下覆岩破坏传递过程,并将其划分为传递发育阶段和终止阶段;通过理论分析建立了上覆岩层悬空完整和悬伸稳定力学模型,提出以极限悬空距和极... 采动影响下覆岩破坏及导水裂缝带高度对于水体下采煤、保水采煤等具有重要意义。分析了采动影响下覆岩破坏传递过程,并将其划分为传递发育阶段和终止阶段;通过理论分析建立了上覆岩层悬空完整和悬伸稳定力学模型,提出以极限悬空距和极限悬伸距为判据用于判断每层岩层破坏情况,得出了计算导水裂缝带高度理论新方法,并通过工程实例与实测值进行了对比分析。结果表明,基于覆岩破坏传递模型的导水裂缝带发育高度计算方法预计的导水裂缝带高度(158.8 m)与实测结果(150～170 m)吻合较好,验证了该理论方法的可行性。 展开更多

关键词 采动覆岩 导水裂缝带 覆岩破坏传递 力学模型 岩层移动

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基于覆岩结构效应的导水裂隙带发育特征 被引量：27

17

作者 曹祖宝 王庆涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期145-151,共7页

为探讨黄陇煤田煤层采动引起的顶板水害问题,以煤层顶板不同覆岩结构采动导水裂隙为研究对象,概化了煤-软-硬-软-硬(组合一)、煤-软-软-硬-硬(组合二)、煤-硬-软-硬-软(组合三)及煤-硬-硬-软-软(组合四)4种典型的岩性组合结构,运用数值... 为探讨黄陇煤田煤层采动引起的顶板水害问题,以煤层顶板不同覆岩结构采动导水裂隙为研究对象,概化了煤-软-硬-软-硬(组合一)、煤-软-软-硬-硬(组合二)、煤-硬-软-硬-软(组合三)及煤-硬-硬-软-软(组合四)4种典型的岩性组合结构,运用数值模拟和理论计算等方法,分析了不同覆岩组合采动破坏特征和覆岩导水裂隙与覆岩结构之间的相关关系,研究了覆岩结构对导水裂隙发育高度(简称"导高")的影响规律。研究结果显示:在相同的采高条件下,煤-软-硬-软-硬型覆岩结构导高最小,煤-硬-硬-软-软型覆岩结构导高最大;工程实例表明,黄陇煤田煤层开采导高与采高之间并非简单线性关系,利用覆岩结构效应预测的导高更接近实测值。 展开更多

关键词 覆岩组合 采动破坏 导水裂隙带 数值模拟 黄陇煤田

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近距离煤层重复采动对坡体稳定性的影响 被引量：3

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作者 余学义 毛旭魏 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期34-42,共9页

为研究近距离多煤层重复开采对坡体稳定性的影响,以岔角滩煤矿二采区为研究背景,选取具有明显特征的V号坡体为研究对象,建立力学模型,在天然坡体稳定系数计算公式的基础上,修正给出了采动坡体的稳定系数计算公式。此外,结合数值模拟方... 为研究近距离多煤层重复开采对坡体稳定性的影响,以岔角滩煤矿二采区为研究背景,选取具有明显特征的V号坡体为研究对象,建立力学模型,在天然坡体稳定系数计算公式的基础上,修正给出了采动坡体的稳定系数计算公式。此外,结合数值模拟方法计算分析C19,C20煤层依次开采和一次性开采等厚煤层情况下对地表坡体稳定性的影响。结果表明,天然状态下处于稳定的地表坡体在受到C19,C20两层煤依次采动后,坡体稳定性系数分别为1. 03和0. 80.模拟开采等厚煤层结束后,覆岩破坏发育高度约为120 m,地表浅处松散层发生局部破坏;在C19煤层回采结束后,覆岩塑性破坏区发育高度约为80 m,未波及地表,坡体仍处于稳定状态;在C20煤层回采结束后,覆岩塑性破坏区发育高度为150 m,地表松散层和基岩风化带整体破坏,坡体稳定性差。当开采单一煤层时,覆岩裂缝发育最大高度为35～40倍采高,对坡体的影响相对较小。近距离两层煤依次开采后,加剧了覆岩破坏,使得坡体失稳。 展开更多

关键词 矿业工程 采动坡体 重复采动 数值模拟 覆岩破坏

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我国“三下”采煤技术的现状及发展趋势 被引量：9

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作者 刘天泉 《煤炭科学技术》 CAS 1984年第10期24-28,共5页

从五十年代以来,我国就开始研究和应用“三下”(即建筑物下、水体下、铁路下)采煤技术,以及作为其基础的岩层与地表移动及覆岩破坏规律,经过30多年的研究与实践,“三下”采煤技术得到迅速发展和很大提高,其中有的已接近世界先进水平,有... 从五十年代以来,我国就开始研究和应用“三下”(即建筑物下、水体下、铁路下)采煤技术,以及作为其基础的岩层与地表移动及覆岩破坏规律,经过30多年的研究与实践,“三下”采煤技术得到迅速发展和很大提高,其中有的已接近世界先进水平,有的则具有我国自己的特色。到目前为止,我国已有近百个煤矿的二千多个工作面进行了“三下”采煤。 展开更多

关键词 “三下”采煤 采煤技术 地表移动 水体下采煤 破坏规律 覆岩 建筑物下采煤 建筑物结构 采动 铁路下采煤

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煤矿沉陷区土地的复垦与建筑利用 被引量：3

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作者 刘天泉 《煤炭科学技术》 CAS 1986年第10期10-12,64,共4页

矿井开采引起地面下沉与变形,在大多数情况下,它会对地面土地、水系及各类建筑物、构筑物造成不同程度的影响。为了减少上述采动引起的地面破坏程度以及合理利用受采动影响的地面土地,许多国家都在进行这方面的研究和试验工作,并且在沉... 矿井开采引起地面下沉与变形,在大多数情况下,它会对地面土地、水系及各类建筑物、构筑物造成不同程度的影响。为了减少上述采动引起的地面破坏程度以及合理利用受采动影响的地面土地,许多国家都在进行这方面的研究和试验工作,并且在沉陷区土地的复垦及建筑利用方面取得了许多有实际效益的成果和经验。 展开更多

关键词 土地复垦 煤矿沉陷 采动 地表沉陷 地面破坏 地面下沉 地表变形 上覆岩层 覆岩 预计方法

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