煤矿高强度长壁开采覆岩破坏充分采动及其判据 被引量：37

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：39

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：1

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：2

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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南屯煤矿九采区覆岩采动破坏特征EH4探测研究 被引量：4

9

作者 狄利娟 张国信 +1 位作者 谢业良 王景平 《山东煤炭科技》 2005年第1期44-45,共2页

根据南屯煤矿九采区地质采矿条件 ,初步预计 93上 0 1工作面导水裂隙带高度的基础上 ,利用连续电导率剖面测量系统 ,通过大地电阻率反演断面色谱图分析研究了 93上 0 1工作面综采放顶煤开采条件下覆岩导水裂隙带形态和范围 ,为深入研究... 根据南屯煤矿九采区地质采矿条件 ,初步预计 93上 0 1工作面导水裂隙带高度的基础上 ,利用连续电导率剖面测量系统 ,通过大地电阻率反演断面色谱图分析研究了 93上 0 1工作面综采放顶煤开采条件下覆岩导水裂隙带形态和范围 ,为深入研究类似条件下覆岩破坏特征提供了参考依据。 展开更多

关键词 破坏特征 南屯煤矿 覆岩 采区 EH4 导水裂隙带高度 探测 采动 地质采矿条件 综采放顶煤 电阻率反演 测量系统 开采条件 谱图分析 工作面 电导率

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基于底板突水对采动覆岩破坏规律研究 被引量：3

10

作者 张晓俊 《煤炭技术》 CAS 2018年第11期191-193,共3页

为了对义棠煤矿011005回采工作面1#煤层开采状态下底板突水对采动覆岩的破坏规律进行研究,以相似模拟试验为手段,通过对煤层底板岩层进行注水使底板与原生开采工作面达到相似,以不同开采工作面长度对覆岩破坏进行研究,研究结果表明:工... 为了对义棠煤矿011005回采工作面1#煤层开采状态下底板突水对采动覆岩的破坏规律进行研究,以相似模拟试验为手段,通过对煤层底板岩层进行注水使底板与原生开采工作面达到相似,以不同开采工作面长度对覆岩破坏进行研究,研究结果表明:工作面推进至25 cm(50 m)时,采空区上部覆岩发生初次垮落,垮落厚度2 cm(4 m),垮落长度16 cm(32 m),来压步距26 cm(52 m);采掘工作面推进到140 cm(280 m)时,总共大约出现了8次来压情况,最大沉降值为37.68 mm(7.536 m)。 展开更多

关键词 采动覆岩 破坏规律 相似模拟 承压水

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海域重复采动条件下覆岩破坏规律分析与研究 被引量：1

11

作者 周心刚 《山东煤炭科技》 2018年第1期164-166,169,共4页

通过现代岩土工程科学研究常用的数值模拟法对工程地质模型概化,建立合理的物理力学模型和边界条件,计算再现工程破坏过程或者对破坏趋势进行预测,选取FLAC3D有限差分程序和UDEC离散元程序,对海域重复采动条件下覆岩破坏规律进行分析与... 通过现代岩土工程科学研究常用的数值模拟法对工程地质模型概化,建立合理的物理力学模型和边界条件,计算再现工程破坏过程或者对破坏趋势进行预测,选取FLAC3D有限差分程序和UDEC离散元程序,对海域重复采动条件下覆岩破坏规律进行分析与研究。 展开更多

关键词 海域 重复采动 覆岩破坏 分析与研究

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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

12

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：8

13

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

14

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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采动影响下覆岩变形分布特征模型试验研究 被引量：2

15

作者 许文涛 程刚 +1 位作者 章杨松 张丹 《煤炭技术》 CAS 2018年第11期35-37,共3页

以安徽淮北杨柳矿首采区为研究背景,建立室内相似材料模型,将灵敏度高、耐久性好的应变感测光缆安装于相似模型内,采用BOTDA分布式光纤感测技术,结合近景摄影技术对开采过程中离层的发育、变形及破坏进行动态监测研究。通过对两者结果... 以安徽淮北杨柳矿首采区为研究背景,建立室内相似材料模型,将灵敏度高、耐久性好的应变感测光缆安装于相似模型内,采用BOTDA分布式光纤感测技术,结合近景摄影技术对开采过程中离层的发育、变形及破坏进行动态监测研究。通过对两者结果的分析,表明分布式光纤感测技术用于相似材料模拟试验变形的监测是可行的,为采动影响下覆岩体变形破坏规律的研究提供一种新手段。 展开更多

关键词 煤层采动 覆岩破坏 近景摄影技术 BOTDA

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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

16

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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近距离煤层重复采动覆岩移动变形规律研究 被引量：9

17

作者 张艳 郭亮亮 +2 位作者 高利军 李星元 寇规规 《能源技术与管理》 2023年第4期17-20,共4页

研究近距离煤层重复采动条件下覆岩移动变形的规律,对矿井煤层顶板水害防治工作具有很大的指导意义。以柠条塔煤矿北翼东区NBK29钻孔为例进行地质条件概化,建立物理模拟和数值模拟模型,旨在揭示近距离煤层重复开采覆岩移动变形规律,确... 研究近距离煤层重复采动条件下覆岩移动变形的规律,对矿井煤层顶板水害防治工作具有很大的指导意义。以柠条塔煤矿北翼东区NBK29钻孔为例进行地质条件概化,建立物理模拟和数值模拟模型,旨在揭示近距离煤层重复开采覆岩移动变形规律,确定导水裂隙带高度。研究结果表明,上部的1-2煤工作面推进至138 m时,导水裂隙带发育高度52.5 m,并趋于稳定,裂采比约为26.25,地表最大下沉量为1.12 m;下部的2-2煤工作面推进至157 m时,导水裂隙带高度发育至黄土层中部,高度约141.5 m,裂采比约为28.9,地表弯曲下沉量最大值为3.4 m。近距离煤层重复开采后,地表最大下沉量增加了203%,说明下煤层开采对导水裂隙带和地表下沉量起关键作用。 展开更多

关键词 重复采动 覆岩破坏 近距离煤层 导水裂隙带高度

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宽沟煤矿近距离煤层群开采覆岩变形破坏数值模拟研究

18

作者 关立国 杨伟 党亚堃 《山东煤炭科技》 2023年第8期170-174,共5页

为研究重复采动条件下覆岩变形破坏特征,采用数值模拟方法针对覆岩应力场、位移场、工作面超前支承压力分布特征进行分析,研究多次重复采动条件下围岩塑性区演化特征。结果表明:不同工作面的采空区同时形成应力拱壳结构;围岩支承压力峰... 为研究重复采动条件下覆岩变形破坏特征,采用数值模拟方法针对覆岩应力场、位移场、工作面超前支承压力分布特征进行分析,研究多次重复采动条件下围岩塑性区演化特征。结果表明:不同工作面的采空区同时形成应力拱壳结构;围岩支承压力峰值则整体呈现“先增大、后减小”的演化趋势。顶板下沉量受重复采动影响而不断增加,随着顶板塑性区与上层煤底板塑性区贯通,顶板产生大范围变形破坏。 展开更多

关键词 近距离煤层群 应力演化 重复采动 覆岩破坏

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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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水体下开采采动影响分析及堤坝加固技术

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作者 田国灿 井庆贺 +2 位作者 邓伟男 张洪清 路辉 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第5期23-27,共5页

针对铁北煤矿开采Ⅱ_(3b)煤层后可能导致新开河河道沉陷,引起河水倒流、防洪堤坝失稳等一系列问题,根据已有地质资料及开采条件进行研究分析,对铁北煤矿Ⅱ_(3b)煤层覆岩破坏高度和导水裂缝带高度进行计算,确定开采期间形成的导水裂缝带... 针对铁北煤矿开采Ⅱ_(3b)煤层后可能导致新开河河道沉陷,引起河水倒流、防洪堤坝失稳等一系列问题,根据已有地质资料及开采条件进行研究分析,对铁北煤矿Ⅱ_(3b)煤层覆岩破坏高度和导水裂缝带高度进行计算,确定开采期间形成的导水裂缝带不会成为工作面充水通道。通过对采动引起的地表移动变形情况进行预计分析并统计新开河堤坝的移动变形值,结果表明,铁北煤矿采后会造成新开河河道及东、西大堤沉陷变形严重,基本不具备防洪性能及水系连通性能,需对堤坝进行与开采同步的加固处理,并提出具体加固治理措施。 展开更多

关键词 河下开采 采动影响 覆岩破坏高度 导水裂缝带 变形极值

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