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高强度开采覆岩岩性及其裂隙特征
被引量：
26
1
作者
杨达明
郭文兵
+3 位作者
谭毅
王玉喜
马晓川
李壮
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期786-795,共10页
为分析高强度开采工作面覆岩岩性及其裂隙特征,以高家梁煤矿20313工作面为研究对象,分析了工作面顶板含水层赋存情况,通过试验获取了砂质泥岩顶板细观结构和矿物组分及物理力学性质,采用相似模拟试验、理论分析、CAN-Ⅱ大地电磁探测仪...
为分析高强度开采工作面覆岩岩性及其裂隙特征,以高家梁煤矿20313工作面为研究对象,分析了工作面顶板含水层赋存情况,通过试验获取了砂质泥岩顶板细观结构和矿物组分及物理力学性质,采用相似模拟试验、理论分析、CAN-Ⅱ大地电磁探测仪和现场调查综合分析了工作面开采后的覆岩破坏情况。结果表明:工作面顶板砂质泥岩随着与煤层距离的增大,颗粒间接触逐渐由点-点、点-面接触转变为线-面、面-面接触,且颗粒体积有增大趋势;由煤层至地表,抗拉(压)强度减小,断裂后接触面积更大,且遇水后颗粒体积膨胀,挤压颗粒间的孔隙,孔隙通道减小,降低宏观通水性;覆岩及地表裂缝以张开、闭合、压实的过程重复向前发展,虽然覆岩含水层及隔水层产生了破坏,但裂隙宽度较小,地表没有出现明显的塌陷裂隙;工作面开采后覆岩内会形成稳定的压力拱结构,覆岩破坏不会与地表裂隙贯通,地表潜水不会直接与井下工作面贯通。采动后工作面断层上盘侧岩层整体上破坏更严重;在断层下盘侧,虽然采动后CAN型综合值云图内出现了较多环状闭合曲线,但仍有平滑层状曲线包裹,说明采动覆岩的连续性分布较好,岩层内裂隙发育程度低;20313工作面开采后地表多以细小拉伸或挤压裂缝为主,裂缝数量较少,基本上所有裂缝经历了"张开—扩展—闭合"完整发育过程,裂缝发育周期最长的为15 d,最短为7 d;裂缝宽度最大为6.3 cm,台阶落差最大为8.7 cm,地表植被生长及分布情况与开采前基本一样,说明工作面开采的安全性及地表生态基本不受影响。高强度开采覆岩裂隙发育特征得到了大量理论与试验研究,物探法是开展覆岩裂隙现场探测最方便、快捷的手段,提高物探仪器对覆岩裂隙探测的敏感度及物探结果解释的准确度是物探法探测覆岩破坏得以推广的技术前提。
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关键词
保水采煤(保水开采)
浅埋煤层
覆岩破坏
大地电磁探测
在线阅读
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职称材料
浅埋薄基岩采场覆岩破断特征及其导水裂隙带发育规律研究
被引量：
18
2
作者
刘国建
杨富强
+1 位作者
高学丰
姜宁
《煤炭工程》
北大核心
2023年第8期108-113,共6页
以高家梁煤矿20107工作面为工程背景,借助物理相似材料试验及UDEC数值模拟对浅埋薄基岩开采条件下工作面覆岩破断规律进行系统研究。结果表明:工作面推进至48 m处直接顶开始产生离层并垮入采空区,推进至72 m处时,基本顶在自重及上覆载...
以高家梁煤矿20107工作面为工程背景,借助物理相似材料试验及UDEC数值模拟对浅埋薄基岩开采条件下工作面覆岩破断规律进行系统研究。结果表明:工作面推进至48 m处直接顶开始产生离层并垮入采空区,推进至72 m处时,基本顶在自重及上覆载荷作用下发生周期性破断,覆岩经历了弯曲下沉、触矸压实、最终稳定等一系列过程,最大破坏高度达152 m;数值模拟同样再现了工作推进过程中顶板破坏演化特征,工作面推进至150 m时顶板破断运动至稳定状态,覆岩最终破坏高度达100 m左右;最后通过井下仰孔分段注水观测法对顶板导水裂隙带发育高度进行现场实测,实测覆岩破坏高度约为采高的25倍,与物理模拟、数值模拟结果基本吻合,表明20107工作面回采对上覆含水层影响有限,可为类似矿井工作面安全开采提供参考依据。
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关键词
浅埋煤层
覆岩破坏
UDEC
岩层移动
导水裂隙带
数值模拟
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职称材料
题名
高强度开采覆岩岩性及其裂隙特征
被引量：
26
1
作者
杨达明
郭文兵
谭毅
王玉喜
马晓川
李壮
机构
河南理工大学能源科学与工程学院
煤炭安全生产河南省协同创新中心
河南景惠科技
有限
公司
鄂尔多斯昊华精煤有限责任公司高家梁煤矿
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期786-795,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51774111)
河南省科技创新杰出人才基金资助项目(184200510003)
文摘
为分析高强度开采工作面覆岩岩性及其裂隙特征,以高家梁煤矿20313工作面为研究对象,分析了工作面顶板含水层赋存情况,通过试验获取了砂质泥岩顶板细观结构和矿物组分及物理力学性质,采用相似模拟试验、理论分析、CAN-Ⅱ大地电磁探测仪和现场调查综合分析了工作面开采后的覆岩破坏情况。结果表明:工作面顶板砂质泥岩随着与煤层距离的增大,颗粒间接触逐渐由点-点、点-面接触转变为线-面、面-面接触,且颗粒体积有增大趋势;由煤层至地表,抗拉(压)强度减小,断裂后接触面积更大,且遇水后颗粒体积膨胀,挤压颗粒间的孔隙,孔隙通道减小,降低宏观通水性;覆岩及地表裂缝以张开、闭合、压实的过程重复向前发展,虽然覆岩含水层及隔水层产生了破坏,但裂隙宽度较小,地表没有出现明显的塌陷裂隙;工作面开采后覆岩内会形成稳定的压力拱结构,覆岩破坏不会与地表裂隙贯通,地表潜水不会直接与井下工作面贯通。采动后工作面断层上盘侧岩层整体上破坏更严重;在断层下盘侧,虽然采动后CAN型综合值云图内出现了较多环状闭合曲线,但仍有平滑层状曲线包裹,说明采动覆岩的连续性分布较好,岩层内裂隙发育程度低;20313工作面开采后地表多以细小拉伸或挤压裂缝为主,裂缝数量较少,基本上所有裂缝经历了"张开—扩展—闭合"完整发育过程,裂缝发育周期最长的为15 d,最短为7 d;裂缝宽度最大为6.3 cm,台阶落差最大为8.7 cm,地表植被生长及分布情况与开采前基本一样,说明工作面开采的安全性及地表生态基本不受影响。高强度开采覆岩裂隙发育特征得到了大量理论与试验研究,物探法是开展覆岩裂隙现场探测最方便、快捷的手段,提高物探仪器对覆岩裂隙探测的敏感度及物探结果解释的准确度是物探法探测覆岩破坏得以推广的技术前提。
关键词
保水采煤(保水开采)
浅埋煤层
覆岩破坏
大地电磁探测
Keywords
water-preserved coal mining
shallow seam
overburden fracture
magnetotelluric exploration
分类号
TD823 [矿业工程—煤矿开采]
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职称材料
题名
浅埋薄基岩采场覆岩破断特征及其导水裂隙带发育规律研究
被引量：
18
2
作者
刘国建
杨富强
高学丰
姜宁
机构
鄂尔多斯昊华精煤有限责任公司高家梁煤矿
山东科技大学能源与矿业工程学院
出处
《煤炭工程》
北大核心
2023年第8期108-113,共6页
文摘
以高家梁煤矿20107工作面为工程背景,借助物理相似材料试验及UDEC数值模拟对浅埋薄基岩开采条件下工作面覆岩破断规律进行系统研究。结果表明:工作面推进至48 m处直接顶开始产生离层并垮入采空区,推进至72 m处时,基本顶在自重及上覆载荷作用下发生周期性破断,覆岩经历了弯曲下沉、触矸压实、最终稳定等一系列过程,最大破坏高度达152 m;数值模拟同样再现了工作推进过程中顶板破坏演化特征,工作面推进至150 m时顶板破断运动至稳定状态,覆岩最终破坏高度达100 m左右;最后通过井下仰孔分段注水观测法对顶板导水裂隙带发育高度进行现场实测,实测覆岩破坏高度约为采高的25倍,与物理模拟、数值模拟结果基本吻合,表明20107工作面回采对上覆含水层影响有限,可为类似矿井工作面安全开采提供参考依据。
关键词
浅埋煤层
覆岩破坏
UDEC
岩层移动
导水裂隙带
数值模拟
Keywords
shallow coal seam
overburden failure
UDEC
strata movement
water conducting fracture zone
numerical simulation
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
高强度开采覆岩岩性及其裂隙特征
杨达明
郭文兵
谭毅
王玉喜
马晓川
李壮
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
26
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
浅埋薄基岩采场覆岩破断特征及其导水裂隙带发育规律研究
刘国建
杨富强
高学丰
姜宁
《煤炭工程》
北大核心
2023
18
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职称材料
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