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采动地表裂缝形成机理的数值模拟
被引量：
13
1
作者
杨帆
余海锋
郭俊廷
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2016年第6期566-570,共5页
为研究采动地表裂缝的形成机理和采动地表裂缝影响下地表移动变形分布特征.采用有限差分数值模拟软件进行模拟分析.研究表明:工作面开采后,采空区上覆岩层以梁或板的形式沿层理面法线方向移动、弯曲,当移动变形传至地表,使地表拉伸及曲...
为研究采动地表裂缝的形成机理和采动地表裂缝影响下地表移动变形分布特征.采用有限差分数值模拟软件进行模拟分析.研究表明:工作面开采后,采空区上覆岩层以梁或板的形式沿层理面法线方向移动、弯曲,当移动变形传至地表,使地表拉伸及曲率变形超过土体抗拉强度时便产生裂缝;采动地表裂缝影响下,裂缝远离采空区一盘地表移动变形值均减小,最大变形位于裂缝位置,裂缝具有集中变形特征和阻断变形传播的屏障作用.研究成果对矿区地表建(构)筑物保护、地表裂缝治理具有一定参考价值.
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关键词
采动地表裂缝
形成机理
数值模拟
拉伸变形
土体抗拉强度
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职称材料
黄土覆盖区采动地表裂缝对土壤水分扰动影响的模拟试验研究
被引量：
1
2
作者
汤伏全
贾晓卉
+3 位作者
侯恩科
樊志刚
马婷
王聪
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2023年第6期40-48,共9页
[目的]探究黄土覆盖区煤矿开采沉陷变形造成的地表裂缝对土壤水分变化的扰动效应,为采煤沉陷区土壤水分变化规律研究提供数据支撑。[方法]以典型黄土覆盖区的采煤沉陷区为模型,使用自主研制的开采沉陷地表裂缝模拟装置进行物理模拟试验...
[目的]探究黄土覆盖区煤矿开采沉陷变形造成的地表裂缝对土壤水分变化的扰动效应,为采煤沉陷区土壤水分变化规律研究提供数据支撑。[方法]以典型黄土覆盖区的采煤沉陷区为模型,使用自主研制的开采沉陷地表裂缝模拟装置进行物理模拟试验,并在裂缝周围布设水分传感器,分析地表裂缝引起的土壤水分变化特征。利用Hydrus软件构建水文模型,结合物理模拟试验结果对数值计算模型进行优化。采用控制变量法,利用优化后的模型计算在不同裂缝形状、地形以及初始含水量条件下裂缝周围土壤含水量与非变形区土壤含水量差值。[结果]裂缝宽度主要影响土壤水分散失量的最大值,而裂缝深度主要影响散失量最大值出现的位置;裂缝对上坡方向和下坡方向影响规律存在差异,且坡度越大,差异越明显;土壤初始含水量越小,裂缝对土壤水分扰动程度越小;当初始含水量低于20%时,地表裂缝对土壤水分的影响范围不超过15 cm。[结论]在相同边界条件下,土壤水分模拟试验结果与物理试验数据变化规律呈现一致性,利用优化后的数值计算模型可以定量地分析黄土覆盖区土壤水分对采动地表裂缝的响应特征。
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关键词
采动地表裂缝
土壤水分
物理模拟装置
Hydrus数值模拟
黄土覆盖区
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职称材料
浅埋近距煤层开采覆岩与地表裂缝发育规律及控制
被引量：
27
3
作者
曹健
黄庆享
《煤田地质与勘探》
CSCD
北大核心
2021年第4期213-220,共8页
我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层,煤层埋藏浅,覆岩上部厚松散层大范围分布,近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重,加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律,掌握其控制方法...
我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层,煤层埋藏浅,覆岩上部厚松散层大范围分布,近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重,加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律,掌握其控制方法,以柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采为背景,结合实测统计分析、物理模拟和分形理论,掌握浅埋顶部单一煤层开采和重复采动下覆岩与地表裂缝发育特征,揭示煤柱布置对裂缝发育的控制作用。研究表明,煤层开采导致的地表裂缝可分为平行于工作面的动态裂缝和工作面开采边界地表裂缝(切眼边界侧地表裂缝和区段煤柱侧地表裂缝),动态裂缝在开采后能够实现自修复,工作面开采边界的地表裂缝不能自修复。下煤层开采区段煤柱侧覆岩与地表采动裂缝发育严重,其与区段煤柱错距密切相关。1^(-2)煤层开采后,基岩垮落角为60°,土层垮落角为65°,边界煤柱侧地表裂缝的宽度为0.26 m。下部2^(-2)煤层开采,煤柱叠置、错距20、40 m时,区段煤柱侧覆岩采动裂缝宽度分别为0.81、0.45和0.22 m,地表裂缝宽度分别为0.65、0.30和0.12 m。通过确定合理煤柱布置方式,能够有效控制覆岩和地表采动裂缝的发育程度,据此确定柠条塔煤矿1^(-2)煤层和2^(-2)煤层开采的合理煤柱错距应大于40 m。
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关键词
浅埋近距煤层
覆岩
采
动
裂缝
地表
采
动
裂缝
煤柱错距
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职称材料
题名
采动地表裂缝形成机理的数值模拟
被引量：
13
1
作者
杨帆
余海锋
郭俊廷
机构
辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院
中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院
出处
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2016年第6期566-570,共5页
基金
国家自然科学基金项目(50604009)
辽宁"百千万人才工程"项目(2010921099)
文摘
为研究采动地表裂缝的形成机理和采动地表裂缝影响下地表移动变形分布特征.采用有限差分数值模拟软件进行模拟分析.研究表明:工作面开采后,采空区上覆岩层以梁或板的形式沿层理面法线方向移动、弯曲,当移动变形传至地表,使地表拉伸及曲率变形超过土体抗拉强度时便产生裂缝;采动地表裂缝影响下,裂缝远离采空区一盘地表移动变形值均减小,最大变形位于裂缝位置,裂缝具有集中变形特征和阻断变形传播的屏障作用.研究成果对矿区地表建(构)筑物保护、地表裂缝治理具有一定参考价值.
关键词
采动地表裂缝
形成机理
数值模拟
拉伸变形
土体抗拉强度
Keywords
mining-induced surface cracks
mechanism
numerical simulation
tensile deformation
the tensile strength of soil
分类号
TD167 [矿业工程—矿山地质测量]
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职称材料
题名
黄土覆盖区采动地表裂缝对土壤水分扰动影响的模拟试验研究
被引量：
1
2
作者
汤伏全
贾晓卉
侯恩科
樊志刚
马婷
王聪
机构
西安科技大学测绘科学与技术学院
西安科技大学地质与环境学院
陕西彬长文家坡矿业有限公司
出处
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2023年第6期40-48,共9页
基金
国家自然科学基金项目“黄土覆盖区采煤沉陷对土壤水分扰动的时空特征与机理”(52274168)。
文摘
[目的]探究黄土覆盖区煤矿开采沉陷变形造成的地表裂缝对土壤水分变化的扰动效应,为采煤沉陷区土壤水分变化规律研究提供数据支撑。[方法]以典型黄土覆盖区的采煤沉陷区为模型,使用自主研制的开采沉陷地表裂缝模拟装置进行物理模拟试验,并在裂缝周围布设水分传感器,分析地表裂缝引起的土壤水分变化特征。利用Hydrus软件构建水文模型,结合物理模拟试验结果对数值计算模型进行优化。采用控制变量法,利用优化后的模型计算在不同裂缝形状、地形以及初始含水量条件下裂缝周围土壤含水量与非变形区土壤含水量差值。[结果]裂缝宽度主要影响土壤水分散失量的最大值,而裂缝深度主要影响散失量最大值出现的位置;裂缝对上坡方向和下坡方向影响规律存在差异,且坡度越大,差异越明显;土壤初始含水量越小,裂缝对土壤水分扰动程度越小;当初始含水量低于20%时,地表裂缝对土壤水分的影响范围不超过15 cm。[结论]在相同边界条件下,土壤水分模拟试验结果与物理试验数据变化规律呈现一致性,利用优化后的数值计算模型可以定量地分析黄土覆盖区土壤水分对采动地表裂缝的响应特征。
关键词
采动地表裂缝
土壤水分
物理模拟装置
Hydrus数值模拟
黄土覆盖区
Keywords
surface cracks caused by coal mining
soil moisture
physical simulation device
Hydrus numerical simulation
loess-covered area
分类号
X833 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
浅埋近距煤层开采覆岩与地表裂缝发育规律及控制
被引量：
27
3
作者
曹健
黄庆享
机构
内蒙古科技大学矿业与煤炭学院
西安科技大学能源学院
出处
《煤田地质与勘探》
CSCD
北大核心
2021年第4期213-220,共8页
基金
国家自然科学基金面上项目(51674190,52074211)
西安科技大学优秀博士学位论文培育计划项目(PY18002)。
文摘
我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层,煤层埋藏浅,覆岩上部厚松散层大范围分布,近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重,加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律,掌握其控制方法,以柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采为背景,结合实测统计分析、物理模拟和分形理论,掌握浅埋顶部单一煤层开采和重复采动下覆岩与地表裂缝发育特征,揭示煤柱布置对裂缝发育的控制作用。研究表明,煤层开采导致的地表裂缝可分为平行于工作面的动态裂缝和工作面开采边界地表裂缝(切眼边界侧地表裂缝和区段煤柱侧地表裂缝),动态裂缝在开采后能够实现自修复,工作面开采边界的地表裂缝不能自修复。下煤层开采区段煤柱侧覆岩与地表采动裂缝发育严重,其与区段煤柱错距密切相关。1^(-2)煤层开采后,基岩垮落角为60°,土层垮落角为65°,边界煤柱侧地表裂缝的宽度为0.26 m。下部2^(-2)煤层开采,煤柱叠置、错距20、40 m时,区段煤柱侧覆岩采动裂缝宽度分别为0.81、0.45和0.22 m,地表裂缝宽度分别为0.65、0.30和0.12 m。通过确定合理煤柱布置方式,能够有效控制覆岩和地表采动裂缝的发育程度,据此确定柠条塔煤矿1^(-2)煤层和2^(-2)煤层开采的合理煤柱错距应大于40 m。
关键词
浅埋近距煤层
覆岩
采
动
裂缝
地表
采
动
裂缝
煤柱错距
Keywords
shallow-contiguous seams
overburden mining-induced fractures
surface mining-induced fractures
pillar staggered distance
分类号
TU478 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采动地表裂缝形成机理的数值模拟
杨帆
余海锋
郭俊廷
《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2016
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
黄土覆盖区采动地表裂缝对土壤水分扰动影响的模拟试验研究
汤伏全
贾晓卉
侯恩科
樊志刚
马婷
王聪
《水土保持通报》
CSCD
北大核心
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
浅埋近距煤层开采覆岩与地表裂缝发育规律及控制
曹健
黄庆享
《煤田地质与勘探》
CSCD
北大核心
2021
27
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职称材料
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