覆岩
- 神南矿区浅埋近距离煤层开采覆岩导水断裂带发育高度研究
距离煤层重复采动覆岩导水断裂带与浅部含水层连通，极易造成工作面突水溃沙现象。因此，导水断裂带高度是神南矿区“科学采矿”的重要依据[2-4]，国内外学者对于采动覆岩断裂带高于进行了大量研究。许家林等[5]基于工程实测和理论研究提出了通过覆岩关键层位置来预计导水断裂带高度的新方法，弥补了将顶板岩性均化预测导水断裂带高度的不足；黄庆享等[6-8]通过现场实测和物理模拟提出了浅埋煤层覆岩破坏“拱梁”结构模型和“双关键层”结构模型；GUO Wenbing 等[9]提
煤矿安全 2023年7期2023-08-04
- 高位巨厚覆岩运移规律及矿震触发机制研究
地下开采将引起上覆岩层的移动、破坏，最终可能造成地面沉降、地下水泄流、矿压显现等一系列矿山安全问题[1]。矿震是矿山压力显现的一种特殊形式，通常伴随着弹性能快速释放，并以震动波的形式向外传递[2]。强矿震活动不仅易诱发井下冲击地压，还可能造成地表晃动、塌陷、地面建筑物损伤等灾害[3]。我国已有超过120 多处矿井有发生强矿震的相关报道，尤其是近年来鄂尔多斯矿区随着开采面积增大，强矿震现象越发频繁[4]。2021 年来，鄂尔多斯某矿就发生了5 次2.0 级以
煤炭科学技术 2023年3期2023-05-23
- 倾斜厚煤层采动覆岩裂隙演化规律数值模拟
杂的地质条件，上覆岩层的运动和裂隙的发育规律较水平与缓倾斜煤层更为复杂[4-6]。煤层开采后的卸压瓦斯气体会通过岩层间的裂隙升浮、扩散并储集于裂隙带顶部，因此有效掌握采动覆岩裂隙演化规律对卸压瓦斯灾害的防治具有重要的参考价值。为研究覆岩受开采扰动影响后的活动规律及裂隙网络发育特征，国内外众多学者采用了多种方法开展研究[7-10]。钱鸣高等采用物理模拟试验、图像分析、离散元数值模拟相结合的方法，研究了采动覆岩裂隙分布规律，揭示了覆岩裂隙的扩展规律，并提出采动
西安科技大学学报 2022年6期2022-12-08
- 采动覆岩分布式光纤感测模型试验及沉降预测方法研究*
陷是采空区空隙沿覆岩向上进入地表引起的动力学问题，其变形具有隐蔽性、复杂性、突然性和长期性的特点(Donnelly，2009；隋旺华，2021)。针对煤矿采空区覆岩沉降的非线性和不确定性，通过数学模型反映岩土体变形和动态特性成为新的研究方向。基于灰色理论的覆岩沉陷预测方法，依赖于采动过程中监测数据的连续性(尹磊建等，2019)。基于Knothe时间函数的覆岩沉陷预测方法，沉陷参数的选取对预测精度起关键作用(胡青峰等，2014)。采用微震探测(靳德武等，20
工程地质学报 2022年5期2022-11-19
- 深部煤层开采地表最大下沉速度的主要影响因素分析
存在差异，是因其覆岩主关键层位置与层数发生了改变；余学义等[5]、殷和健[6]、曹鑫[7]、孙祺钰等[8]利用FLAC3D、UDEC等模拟软件对不同开采条件下的地表沉陷情况进行分析研究；邓伟男等[9]、闫伟涛等[10]通过实测研究的办法分别对深部开采下地表移动参数与沉陷的动静态规律进行分析；Jixiong Zhang[11]等以某煤矿为例，证明了煤层固废充填技术对地表最大沉陷值的控制作用。目前有关深部开采下地表沉陷的研究工作，主要是针对具体工程开展下沉值的
能源环境保护 2022年5期2022-10-22
- 彬长矿区高位厚硬覆岩特征岩移规律研究*
资料显示，二盘区覆岩中赋存有巨厚而且较为坚硬的洛河组砂岩，且赋存层位较高，属高位厚硬砂岩赋存条件。众多开采实践表明，高位厚硬覆岩条件下进行煤炭开采，容易形成大面积悬顶，当悬露面积达到极限时高位厚硬岩层发生断裂，伴随着弹性能的大量释放，进而引发强冲击矿压和震动，造成严重的采动损害[1]。因此，研究亭南煤矿二盘区大采高综采工作面上覆高位厚硬岩层运动规律，对于二盘区高位厚硬洛河组砂岩条件下的安全开采提供了理论依据。1 高位厚硬岩层定义及关键层判定1.1 高位厚硬
陕西煤炭 2022年5期2022-09-28
- 浅埋近距离煤层覆岩裂隙发育高度研究
00）采动引起的覆岩破坏是造成顶板水害的主要因素之一[1-2]。确定裂隙高度、揭示覆岩破断规律是近距离煤层保水开采成功的关键[3-4]。榆树泉煤矿近距离煤层埋藏浅、基岩薄，煤层上方存在弱胶结岩层，与中东部地区有着较大的区别。分析该地质条件下近距离煤层覆岩的破坏规律，探究重复采动下顶板裂隙带的发育高度，对西部煤矿保水开采有重要的借鉴意义。1 工程概况榆树泉煤矿井田内具有开采价值的煤层有5 层，其中下8、下10 煤层回采价值最高，为正在开采的主采煤层。下8 煤
山东煤炭科技 2022年7期2022-08-10
- 建筑载荷作用下采空区覆岩结构稳定性判据及应用
荷影响深度和采动覆岩破坏高度相对关系及地表残余移动变形与建筑物抗变形能力相互关系2个方面对老采空区地基稳定进行评价，并且该评价方法被广泛应用指导工程实践。在此研究的基础之上，研究人员对于建筑物载荷作用下采动覆岩稳定性和沉陷区地表残余变形2个研究方面分别进行了深入研究，其中邓喀中等结合采动覆岩结构的划分，将长壁开采老采空区的“活化”类型进行了分类，并给出了导致老采空区“活化”的主要因素，指出了沉陷区域的稳定性主要是由于采动覆岩的岩层结构的失稳和破碎岩体的压缩
煤炭学报 2022年6期2022-08-01
- 充填开采覆岩裂隙时空演化实验研究
效处理固废、降低覆岩损伤和地表沉陷、解决三下压煤问题等作用在近年来得到快速发展和广泛应用[1-4]。煤层开采后形成体积巨大的采空区域，在采空区未充填情况下，上覆岩层从下向上依次下沉、断裂和垮落，覆岩应力和位移发生剧烈变化，破断的岩层在垮落过程中重新排列和叠加，形成大量的离层、空隙和裂隙，这些不稳定结构对煤层开采造成严重安全隐患，对上覆含水层和地表生态环境造成严重破坏[5-7]。然而，在采空区内充填大量固体废弃物后，上覆岩层的运移形态和结构特征发生明显改变，
煤炭工程 2022年7期2022-07-21
- 相邻综采工作面采空区覆岩压力分布特征研究
力环境中，采空区覆岩压力分布特征对近距离煤层上行开采[1-4]、含水层下开采[5-6]以及废弃采空区瓦斯分布[7-9]及巷道顶板事故防范[10-12]等具有十分重要的意义。目前，国内外学者通过理论分析[13-14]、数值模拟[15]，以及室内相似材料模拟等手段，探讨了采空区应力恢复规律，揭示了不同应力环境下采空区垮落顶板形态及演化机制。李扬[16]等通过材料力学、矿压理论与UDEC 数值模拟的方法，对采空区垮落顶板形态的典型特征、形成机理进行了充分研究；周
煤矿安全 2022年7期2022-07-20
- 我国厚及特厚煤层高强度开采导水裂缝带发育高度区域分布规律
行了大量针对不同覆岩和开采条件的导水裂缝带高度实测，并分析了导水裂缝带高度的发育特征，总结出了单层采厚在1～3 m，厚煤层分层开采的“两带”高度预计公式，写入到《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中(以下简称《规范》)[1]。许延春等[2-3]利用华北矿区多个矿井中硬和软弱覆岩综放开采导水裂缝带高度数据，回归了综放开采经验公式。但由于厚煤层综放开采或者一次采全高导水裂缝带实测成果相对较少，且不同地质条件下高强度开采导水裂缝带发育高度存在较
煤炭科学技术 2022年5期2022-07-20
- 岩层倾角对采动覆岩应力演化影响规律数值模拟
新分布，研究采动覆岩应力演化规律对预防冲击地压、煤与瓦斯突出等矿山灾害有重要意义［1-3］。煤层开采过程中，随着工作面不断推进，采空区上部岩层发生破坏和变形，形成“三带”，即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带［4-5］。确定“三带”的高度，为矿井瓦斯高效抽采提供依据，对矿井瓦斯和水害治理具有重要作用。国内外学者对采场采动覆岩应力与裂隙场演化规律方面进行了大量研究。娄金福［6］结合数值模拟、理论分析等研究方法，揭示了采动覆岩主应力场的拱形动态演化特征。任有奎［7］对
现代矿业 2022年6期2022-07-13
- 膏体充填开采覆岩移动变形规律研究
3]。充填开采下覆岩的移动变形特征是衡量充填控制围岩变形效果的重要直接参数[4-6]，探明其变化规律能够为合理设计充填方案提供有效的理论指导，保障矿山的生产安全[7-9]。近年来，不少学者对充填开采中覆岩的移动变形特征进行了研究。常庆粮等研究分析了不同影响因素下充填开采覆岩移动变形特征，建立了充填开采岩层移动的力学模型[10]。杨宝贵等研究分析了充填开采不同充填率和充填体强度对覆岩移动变形的控制效果[11]。贾林刚等分别采用相似模拟试验和数值模拟计算，研究
有色金属科学与工程 2022年3期2022-07-07
- 综采工作面覆岩“两带”发育高度数值模拟研究
45300)采动覆岩中形成的垮落带、裂隙带、弯曲带简称为 “上三带”[1-4]。垮落带高度的确定是了解“三带”分布范围的关键[5-7]。裂隙带和垮落带一起被称为导水裂隙带，导水裂隙带的确定是进行水体下采煤的关键。对覆岩发育高度的研究是解决瓦斯和突水事故的有效途径[8]。目前，我国普遍采用综合机械化的技术开采煤层，而综采过程中，覆岩运动具有隐秘性，同时是一个动态的、复杂的过程，而数值模拟可以很直观地观测到综采过程中的覆岩变化特征，是深入研究覆岩变化特征的手段
煤 2022年5期2022-06-01
- 煤层回采过程中覆岩破坏及裂隙演化规律
原始应力被打破，覆岩必然发生垮落，最终形成有规律分布的“三带”[3-4]，其中垮落带高度是矿井布置高抽巷和高位钻孔的依据。导水裂缝带发育高度是矿井防治水的技术关键[5]。同时受到采动影响和应力的双重作用，覆岩产生裂隙，裂隙分布特征对于瓦斯抽采至关重要。因此，覆岩裂隙发育特征和破坏高度的研究对于矿井水灾害和瓦斯防治具有重要意义[6]。对于覆岩破坏高度和裂隙发育特征的研究，易四海[7]等采用相似模拟试验对潞安矿区薄基岩综放面开采进行了研究，得出了覆岩破坏特征以
中国测试 2022年3期2022-03-30
- 厚松散层软弱覆岩工作面“三带”发育特征与高度研究
与弯曲带，即采动覆岩的“三带”[1-2]。采动覆岩“三带”发育特征与高度对含(隔)水层下采煤、瓦斯治理的保护层安全开采具有重要意义[3-6]。目前，国内外学者针对采动覆岩“三带”高度进行了大量研究。钱鸣高院士提出的“砌体梁”结构模型为采动覆岩“三带”发育特征研究提供了重要的思路[7]；Syd S. Peng院士研究了美国中厚煤层开采垮落带、断裂带高度与煤层采高、覆岩岩性的关系[8]；我国《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中指出覆岩“三带
矿业安全与环保 2022年1期2022-03-25
- 浅埋煤层群重复采动覆岩运移及裂隙演化规律研究
煤层重复开采引起覆岩变形、破断和运移，产生贯通上下采空区的导水裂隙通道，危险井下安全生产。上煤层开采后导致下煤层出现强烈的矿压显现[1-3]，造成下工作面支护困难和压架事故的频繁发生[4-5]；矿井水通过导水裂隙流入井下，煤岩体遇水弱化，造成多种隐性灾害[6]；重复采动后上煤层垮落岩层块体趋小化，岩层整体强度降低，造成下煤层巷道围岩频繁活动，对巷道支护的要求增高[7-9]；在采空区形成的贯通裂缝，造成井下漏风量加剧，风流紊乱，严重影响矿井正常作业[10-1
煤矿安全 2022年3期2022-03-24
- 密集村庄下应力集中区域覆岩离层注浆加固绿色开采技术研究应用
词：密集，绿色，覆岩，离层，关键层，注浆随着煤矿绿色开采的提出，充填开采作为地表沉陷控制和“三下”压煤开采的重要手段，得到了较大发展，形成了以固体、膏体、高水材料等为代表性的多种充填采煤技术。这些采空区充填技术的最显著区别特征在于所用的充填材料，造成充填工艺和装备均有所不同，以及机械化水平和效率也有所差别，但本质上，这些方法均是在工作面推进过程中顶板垮落之前及时充填后方采空区，充填难度大，耗费人力物力较大，且填充效果不佳，因此探索研究行之有效，经济高效的注
科技研究 2021年22期2021-09-22
- 一侧采空工作面采动覆岩应力演化规律研究
国内外学者对采动覆岩应力变化规律进行了大量的研究，但大多集中于单一工作面煤层开采条件的采动覆岩运移和破坏规律研究，对于周边已经发生采动影响的工作面研究较少。宋振骐院士[2-3]根据传递岩梁理论创建了“实用矿山压力理论”，提出内外应力场概念，认为一侧采空后的实体煤会出现内外2 个应力场。该项目采用软件计算得到相邻工作面开采后地表变形值小于2 个工作面单采后的变形值的累加和。何满潮运用FLAC3D数值模拟研究了相邻工作面区段煤柱4 种不同开采方式的应力分布特征
中国新技术新产品 2021年8期2021-07-24
- 成庄煤矿4311综放工作面矿压显现规律及覆岩垮落特征
其矿压显现规律和覆岩垮落特征存在较大差异。厚煤层放顶煤开采，由于采高大，工作面来压和覆岩运动剧烈。综放工作面直接顶厚度和岩性影响着垮落后的碎胀程度，进而影响后方采空区的充填程度和上覆岩层运动破断运动形式和结构形态[2-6]。根据现场实践，综放工作面顶板初次垮落和周期垮落规律的预判，对工作面安全高效生产至关重要，同时液压支架与围岩相互作用关系，也影响着综放工作面的安全生产[7-12]。掌握综放工作面覆岩垮落特征、“三带”发育高度和矿压显现规律，对指导综放采煤
西安科技大学学报 2021年3期2021-06-17
- 综放开采覆岩“两带”高度影响因素及预测模型研究*
]。研究综放开采覆岩“两带”高度(垮落带与裂缝带，也称“导水裂缝带高度”)影响因素及预测模型可为解决该技术难题提供岩层移动部分的理论基础。国内外学者针对采动覆岩“两带”高度进行大量的研究：宋振骐[2]和钱鸣高等[3]分别提出的“砌体梁”结构模型与“传递岩梁”结构模型，为采动覆岩“两带”高度的研究做出突出贡献；许家林等[4-5]结合工程探测的方法，提出1种基于关键层位置预计覆岩破坏高度的方法；许延春等[6]通过收集不同覆岩岩性条件下的综放开采工作面覆岩破坏高
中国安全生产科学技术 2021年5期2021-06-08
- 含水层下巷式充填采煤覆岩破坏规律研究
利用垮落矸石对上覆岩层进行有效的支撑，在利用垮落矸石的前提下有效的降低了巷道的变形，降低了巷道覆岩的断裂高度。本文对含水层下进行矸石充填开采时覆岩导水裂隙[3,4]的变化规律进行研究，并给出相应的控制措施，为含水层下煤层矸石充填开采提供一定的理论指导，为提升矿山经济做出一定的贡献。1 理论分析含水层下矸石充填开采技术时通过矸石对采煤工作面进行充填，以达到支护覆岩的作用，可有效降低上覆岩层导水裂隙带的高度（等价采高），从而无需预留煤柱，以达到不浪费资源的目的
山西冶金 2021年2期2021-05-26
- 沙吉海矿高强度开采软弱覆岩“两带”高度 三维模拟研究
高强度开采诱发的覆岩破坏较一般地质采矿条件下更剧烈[4]，其采动覆岩“两带”高度( 也称“导水裂缝带高度” )发育规律具有特殊性[5]。目前，《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》( 简称《规范》 )中给出的综放开采覆岩“两带”高度计算公式应用最为普 遍[6]，但通常与现场实测结果有较大误差[7-8]。部分学者针对综放开采覆岩“两带”高度进行了大量的研究。许延春[9]等借用回归分析方法得到了综放开采覆岩“两带”高度与采厚之间的经验公式；许家
采矿与岩层控制工程学报 2021年2期2021-05-14
- 矿区开采过程中覆岩移动规律数值模拟研究*
计算上来讲，由于覆岩移动的客观存在，导致保证覆岩岩石强度、弹性模量均较高的厚关键承载层的黏结力退化，应力逐渐均匀化。当覆岩呈现双向应力状态时，覆岩移动规律必然会随着另一向应力的增加而发生变化。在明确覆岩移动规律的基础上，增加覆岩的截面高度、纵向受力强度等级或面积以及岩性强度等级，在一定程度上对覆岩移动规律数值模拟是有利的。在矿区开采过程中发生覆岩移动应力应变时，采用采动覆岩竖向应变及水平应变模拟相结合的模拟方法可保证模拟的精度。在一定程度上，明确覆岩移动规
采矿技术 2021年1期2021-03-02
- 复合顶板大采高采场覆岩破断角实测及其演化规律研究
0083)采空区覆岩裂隙带边界和采空区边界的连线与水平线在采空区一侧的夹角称为覆岩破断角[1]。按其所处位置不同可分为采场侧覆岩破断角、运输巷侧覆岩破断角、回风巷侧覆岩破断角和切眼侧覆岩破断角，受煤层赋存及开采时间的影响各破断角度不尽相同。采用顶板钻孔(巷道)抽采邻近层及采空区瓦斯时，钻孔的终孔位置、压茬距离、卸压瓦斯富集区域识别、采动区瓦斯流动三维模拟几何模型的建立等等，均与采场覆岩破断角密切相关[2-4]。现阶段对采场覆岩破断角的研究多采用相似材料模拟
煤炭工程 2021年1期2021-02-04
- UDEC模拟再现开采进程中裂隙的发育规律
于煤层的开采，上覆岩岩层松动会形成很多裂隙，如果地下水或地表水顺着裂隙进入采空区，会严重威胁矿井工人的安全，因此对裂隙发育规律的研究具有十分重要的意义。国内外很多学者对上覆岩裂隙的发育规律进行了研究[1]，虽取得了一定的成果。据现有资料查证，前人采用材料相似模拟、钻孔法探测、经验类比、经验统计等方法对浅部煤层进行研究，可以得出上覆岩的发育规律[2-4]。但对上覆岩岩层岩性、前期存在的裂隙构造产生的继发性问题考虑较少，需要进一步分析研究。目前，尤其是对水库下
中国新技术新产品 2020年19期2020-12-25
- 煤矿高强度长壁开采覆岩破坏充分采动及其判据
扰动，必然引起上覆岩层的破坏和应力场与裂隙场的改变，其中引起的覆岩破坏高度(也称“导水裂隙带高度”，即垮落带与裂缝带高度的总和)对水体下采煤、保水开采、瓦斯治理的解放层开采等均具有重要意义[1-3]。钱鸣高等[4]提出的关键层理论对采场上覆岩层活动及其结构形态提供了一种重要的思想和方法;许家林等[5-6]在此基础上结合工程探测的方法，研究了关键层位置对覆岩破坏高度的影响，并提出了一种基于关键层位置预计覆岩破坏高度的方法;郭文兵等[7-8]研究了覆岩破坏传递
煤炭学报 2020年11期2020-12-17
- 裂缝对充填开采覆岩移动变形规律的影响
)0 引 言煤层覆岩经过漫长地质运动出现了大量裂缝，岩层力学性质呈现不规律特征，裂缝影响岩体力学强度和破坏形式，使得煤层充填开采覆岩移动变形规律变得复杂[1-2].目前，有关裂缝对岩体和煤层开采覆岩移动的影响的研究取得了一些成果.唐建新等[3]通过岩体试件的单轴压缩试验分析了裂缝倾角和长度对岩体力学性质和破坏模式的影响.夏玉成等[4]通过数值模拟的方法研究了节理倾角对采煤沉陷覆岩移动特征的影响.孙学阳等[5]通过数值模拟的方法综合考虑了构造应力和节理对煤层
中北大学学报(自然科学版) 2020年6期2020-11-24
- 采空区覆岩运动规律相似材料模拟试验研究①
层开采导致采空区覆岩垮落，造成开采延误以及危机工人生命的案例屡见不鲜，中国的煤田分布范围广泛，距不完全统计，每年将近有1亿立方米的地表由于采空区的失稳破坏而形成塌陷坑，因此研究采空区覆岩的垮落破坏形态以及其下沉特点变得至关重要。近些年来，众多学者[1-8]也投入到对采空区覆岩的研究中去，黄昌富[9]利用相似材料模拟试验将覆岩的垮落区域分为不稳定区，基本稳定区和稳定区，并发现塌陷区岩体具有闭合现象；方新秋[10]通过试验、理论分析、数值模拟和现场实测等多种手
佳木斯大学学报（自然科学版） 2020年3期2020-10-26
- 充填条带开采岩层移动规律及地表沉陷预测研究
柱宽度及充实率下覆岩的下沉及地表下沉情况进行分析，发现随着采宽、采高的增大顶板的下沉量逐步增大，而随着充实率及留煤柱宽度的增大，顶板下沉量减小，地表下沉量随着采宽采高的增大而增大，随着留煤柱宽度及充实率的增大而减小。关键词：充填条带;岩层移动;地表沉陷;数值模拟0 引言充填条带开采是解放“三下”压煤的一种有效途径。而三下煤层指的是建筑物下、铁路下及水体下的煤层，据统计我国三下煤层约有138亿t，所以解决三下煤层的开采问题对我国能源消耗十分重要，此前众多学者
中国化工贸易·上旬刊 2020年7期2020-09-10
- 特厚煤层支架工作阻力适应性研究
1 大采高放顶煤覆岩结构示意图煤层厚度达15m 的特厚煤层开采时，工作面后方覆岩垮落空间大，因此覆岩垮落影响剧烈，并且由于斜沟煤矿特厚煤层采高达4.0m，使得一般采高下回采后覆岩中可形成稳定结构的基本顶会成为随采垮落的直接顶，更高位的坚硬覆岩形成回采过后覆岩砌体梁结构中的基本顶，如图1 所示。当工作面支架阻力达不到控制覆岩顶板下沉的要求时，直接顶下沉超过一定值后，会导致覆岩中悬臂梁的回转下沉，使其承载能力降低，破坏砌体梁的完整性，工作面来压时会进一步导致砌
煤矿现代化 2020年5期2020-08-27
- 陕北某矿双煤层开采对覆岩影响的模拟对比
体裂隙分形特征、覆岩移动及裂隙带发育规律，取得系列研究成果，一定程度上指导了煤矿生产的工程设计和工程实践[2]。同时，国内外学者采用现代统计学、损伤力学、断裂力学、弹塑性力学、流变力学等理论和现代测试技术及计算机技术，广泛应用物理模拟、数值模拟、理论公式预测等方法，在深入研究岩体力学特性基础上，对裂隙带的演变过程等进行动态分析，并对覆岩移动规律和裂隙带发育特征等进行研究[3-9]，目前的研究主要针对单煤层开采引起的覆岩移动。我国多数生产矿井为多煤层开采，由
煤田地质与勘探 2020年4期2020-08-19
- 浅埋煤层高强度开采覆岩切落式塌陷灾害演化规律及影响因素分析
生全部破断，造成覆岩及地表切落式塌陷，严重威胁煤矿生产安全，破坏矿区生态环境[4，5]。国内学者对此开展了大量研究，在覆岩切落机制研究方面，黄庆享[6，7]提出了浅埋煤层大采高工作面顶板的直接顶短悬臂梁结构和基本顶关键层高位斜台阶岩梁结构模型，高位斜台阶岩梁结构易失稳滑落，造成覆岩切落塌陷。薄基岩厚松散层工作面基载小于1时，来压期间覆岩易发生滑落失稳，顶板沿煤壁切落，形成台阶下沉[8]。在覆岩切落塌陷裂缝研究方面，余学义[9]通过研究神东矿区大柳塔矿120
煤炭工程 2020年5期2020-06-19
- 充填开采覆岩变形监测及控制效果影响因素探究
法，结合充填开采覆岩变形机理，阐述了充填开采覆岩变形控制效果影响因素，并对充填开采覆岩变形控制方案优化进行了进一步探究.【关键词】充填开采;覆岩;变形监测引言岱庄煤矿为山东省济宁市任城区境内淄博矿业（集团）有限责任公司在2000年建设的第二对大型现代化矿井，设计生产能力及核定生产能力分别为150万t/a、240万t/a，井田区域内地面村庄等建（构）筑物密集，建筑物下压煤量较大，大量煤柱煤炭资源的滞留增加了充填开采覆岩变形风险。基于此，对充填开采覆岩变形控制
理论与创新 2020年8期2020-06-15
- 特厚煤层相邻工作面开采覆岩运移规律研究
的煤层开采会引起覆岩原岩应力状态发生变化，导致覆岩产生位移变形和破坏，进而形成覆岩的垮落带和断裂带，以往对于采动覆岩运移和破坏规律多集中于单一工作面煤层开采条件的研究[1-9]，然而覆岩运移破坏是1 个复杂的时间和空间问题，采空区覆岩运移破坏不仅与本工作面煤层开采有关，而且受相邻工作面煤层开采的影响，王建军采用软件计算得到相邻工作面开采后地表变形值小于2 个工作面单采后的变形值的累加和[10]，张恒讨论了两侧采动范围不同时孤岛覆岩断裂破坏特征[11]，杨友
煤矿安全 2020年2期2020-03-16
- 开采覆岩裂隙带发育高度实测应用
采深度的增加，上覆岩层裂隙带发育高度已经逐渐成为制约矿井安全生产的问题和隐患。覆岩裂隙带高度受多方面因素影响，涉及时效问题和动力学知识，但对其进行深入研究，可以通过分析覆岩裂隙带形成机制，最终确定裂隙带发育高度。同忻矿8309工作面回采时受覆岩含水层影响较大，为了避免工作面发生突水事故，需要对工作面导水裂隙带高度进行实测分析。本文通过理论分析覆岩运动破坏规律，采用导高观测仪观测技术确定了工作面导水裂隙带高度，对矿井安全高效生产具有重要意义。1 工作面概况同
山东煤炭科技 2020年2期2020-03-05
- 大断面8230进风巷合理支护技术研究
通过离层监测仪对覆岩的离层情况和变形量进行监测，进而为分析巷道合理的布置方案提供重要的依据。2 顶板离层监测在8230工作面进风顺槽内一共布置2个测站，每个测站布置2个测点，每个测点位置安装1个离层监测仪，对巷道顶板的变形量进行连续监测，并将监测数据传输到电脑进行分析。在I测站1号测点位置，在距工作面48m以外，深处覆岩未发生离层，当距工作面48m之内时，最大离层量也仅为1mm，说明高层位顶板几乎不受巷道掘进和采场采动的影响；浅处覆岩与深处覆岩的离层量之差
山东煤炭科技 2019年11期2019-11-30
- 大采高综放工作面覆岩运动规律研究
大采高综放工作面覆岩运动规律，对控制围岩破坏和支架选型等具有重要的指导意义。2 工作面概况同煤集团某矿8105工作面位于北一盘区辅运大巷西部，切巷西部为铁丰铁路保护煤柱，北侧为正在掘进的8106工作面，两个工作面之间为DF24断层保护煤柱，南侧为规划中的8104工作面。工作面四周均为实煤区，对应上部无采空区。工作面走向长度2 288m，倾斜长度220m。工作面煤层赋存3#～5#煤，煤层赋存稳定，厚度为3.76～6.53m，平均4.9m，为3、5#煤层合并区
中国矿山工程 2019年4期2019-08-28
- 充填步距对矸石充填开采覆岩运动影响的数值模拟
率下矸石充填开采覆岩运动的数值模拟2.1 数值计算模型的建立根据7402E工作面开采地质条件，建立三维数值计算模型。模型上边界与煤层的距离约为66m，下边界与3煤距离约为42m。据此本次模拟模型尺寸为200×200×110（长×宽×高），工作面长90m，两侧各留5m煤柱，模拟工作面走向长度为560m，前后各留4m煤柱。将上覆岩层简化为均布载荷12.75MPa加在模型的上边界，模型侧面和底面限制移动，计算中煤岩采用弹塑性本构模型，屈服准则采用Mohr-Cou
商品与质量 2019年7期2019-07-24
- 覆岩破坏充分采动程度定义及判别方法
)煤层开采后，上覆岩层破坏过程中发育形成导水裂缝带。当导水裂缝带贯通含水层水体或地表水体后，一方面，含水层水体或地表水体通过覆岩裂隙涌入井下工作面，威胁煤矿安全生产;另一方面，我国西北部高强度开采矿区含水层破坏后导致地下潜水位下降，植被死亡，荒漠化面积增大。钱鸣高院士等[1]提出了煤炭绿色开采技术体系，其中保水开采技术[2-6]有效的保护了西北部矿区水资源。保水开采的关键技术之一在于准确的确定煤层开采后导水裂缝带高度。目前，导水裂缝带高度计算应用最广泛的是
煤炭学报 2019年3期2019-04-11
- 膏体充填回收条带煤柱覆岩活化规律研究
）煤层开采引起的覆岩离层、裂隙等在二次回采等活动影响下可能被再次压密，导致煤层覆岩活化，覆岩活化导致地表变形量大于预计变形量，地表下沉盆地增大、建筑物受损等[1-3]，目前，采空区活化主要针对的传统的条带开采、长臂式垮落开采方式进行的研究[3-4]，然而对于膏体充填开采[5]二次采动引起的覆岩的活化的研究较少[6]，因此研究膏体充填开采覆岩活化机理是十分必要的，基于许厂煤矿2351孤岛工作面膏体充填技术为研究背景[7-8]，通过数值模拟和理论分析，对充填开
煤矿安全 2019年2期2019-03-20
- 基于量纲分析的金属矿山覆岩垮落高度预测研究
0）1 金属矿山覆岩垮落高度概述矿山覆岩垮落高度其实就是指采空区覆岩破坏高度的一部分内容，而覆盖岩的脱落过程中会积攒一定的动能，当落地时会对施工现场的生产设备、工作人员以及工作环境造成一定的破坏，因此加强对垮落高度预测研究十分有必要。2 量纲分析概述所谓的量纲分析其实就是一种专用的数学模型，该种数学模型是基于物理实验的基础之上构建而成的，充分的依托量纲齐次原则，然后在上述基础之上对工程中涉及的各个物理参数进行关系分析[1]。现如今量纲分析法已经在岩土工程领
世界有色金属 2018年21期2019-01-24
- 准东大井矿区巨厚煤层开采覆岩裂隙分布特征
，煤炭开采对区域覆岩含水层地下水分布、运移具有重要影响。同时，该区域地表-地下水水力联系密切，覆岩地下水运移、分布改变影响着地表潜水的分布，进而影响矿区植被分布，并对矿区邻近绿洲生态环境产生深远影响[1-3]。覆岩裂隙演化与分布规律是该矿区煤炭开采地下水影响研究的核心内容。对于采场覆岩应力分布特征，钱鸣高等[4]将采场覆岩应力按工作面走向方向依次划分为稳压区-增压区-极限平衡区-减压区-稳压区；REZAEI M等[5]基于应力能量平衡建立了长壁采煤分析模型
中国矿业 2018年11期2018-11-20
- 采空区下近距离煤层开采覆岩“三带”分析
采8#煤层工作面覆岩“三带”划分范围为：垮落带范围为主采8#煤层上方第一层粉砂岩，上方第二层泥岩，高度为5.52-9.9m；裂隙带范围为煤层上方第六层砂质泥岩，高度为14.96-22.96m；弯曲下沉带范围为裂隙带以上直至地表层。关键词：采空区；近距离煤层；覆岩“三带”；相似模拟DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.0641工程地质概况贵州省六盘水市钟山区大湾镇盛远煤矿，矿井设计生产能力90万t/a，服务年限79a。可
山东工业技术 2018年2期2018-03-20
- 电阻率法在覆岩破坏测试中的应用
要：研究煤层上覆岩层在采动过程中的破坏特征是保证矿井安全开采的关键环节，确定岩体的破坏高度对开采工艺的选择、安全煤柱的留设以及水害防治等具有重要意义。采用电阻率法监测某工作面煤层开采前、后的动态变化，划分出岩体的破坏带，为后续煤层的开采提供参考依据。关键词：覆岩；电阻率；动态监测；破坏带DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.081矿井煤层在开采过程中，由于原岩体应力场发生了告便，造成上覆岩层逐渐失稳形成弯曲下沉带、导
山东工业技术 2018年5期2018-03-10
- 充填开采覆岩变形监测及控制效果影响因素分析
的开采必然造成上覆岩层的变形破坏，矸石充填采煤就是一种将煤矸石及时充入采空区、利用煤矸石占据覆岩运动空间从而达到减小覆岩破坏程度的绿色开采方法。井下矸石充填开采不仅开采出煤炭资源，而且还利用了井下产生的矸石，较适用于建筑物下压煤资源开采。采空区矸石充填后的覆岩变形破坏规律是影响岩层沉陷控制效果的重要因素，一些学者对充填开采引起的覆岩变形及影响因素做了大量的研究，取得了许多重要研究成果。冯光明等研究了超高水材料开放式充填开采覆岩控制机理及控制效果。陈杰等基于
中国煤炭 2018年1期2018-03-05
- 近浅埋煤层重复采动覆岩裂隙发育相似模拟
浅埋煤层重复采动覆岩裂隙发育相似模拟王创业，张 琪，李俊鹏，刘 伟(内蒙古科技大学 矿业研究院，内蒙古 包头 014010)为了得到近距离浅埋煤层重复采动对覆岩裂隙发育的影响，以神东集团石圪台矿为工程背景，利用相似理论进行相似模拟实验，通过对比单层煤开采与重复采动在矿压显现和移动破坏等方面的变化对覆岩裂隙发育进行分析，得出了近距离煤层重复采动对覆岩位移、矿压及裂隙演化的特征影响。结果表明：相比于单一煤层开采，重复采动覆岩裂隙明显增多，来压步距有所减短；覆岩
采矿与岩层控制工程学报 2017年6期2018-01-03
- 急倾斜特厚煤层水平分层开采技术研究
煤层开采过程中的覆岩变化规律进行了研究，研究表明：在开采初期，每一分段的开采都会导致前分段开采形成的破碎块体的滑落，而在开采后期，由于岩块的铰接固定作用，破碎块体进一步向下滑落的趋势；煤层厚度越大就越难形成稳定的拱形平衡结构。关键词：急倾斜特厚煤层 水平分层开采 覆岩我国煤炭资源丰富，但是由于不同的地质构造条件不同，煤炭资源开采的难度也不尽相同。急倾斜煤层在我国的新疆、青海、甘肃等西部地区和四川、贵州、海南等南方缺煤地区占据相当大的比重。急倾斜煤层的形成是
西部论丛 2017年6期2017-11-14
- 煤矿采动顶板“上三带”分布规律研究
正常条件下，根据覆岩采动破坏程度及其次生的透水透沙能力，从开采煤层的顶板开始，由下而上大致可划分为三个不同的破坏影响带，即：冒落带、裂缝带和弯曲带。准确地理解采动顶板“上三带”的分布规律，是合理设计顶板疏水巷和施工顶板疏水钻孔的关键，这关乎顶板水治理效果的好坏。【关键词】覆岩；厚度；采动；裂隙1.覆岩遭受破坏的根本原因和各种不同的破坏影响1.1 破坏性采动影响和非破坏性采动影响采后覆岩大面积缓慢整体移动或下沉，一般不产生连通性的导水裂缝，岩层的原始渗透性不
魅力中国 2016年38期2017-05-27
- 地表钻孔注浆工艺下采空区覆岩力学性态的数值模拟
注浆工艺下采空区覆岩力学性态的数值模拟陈向红1，陶连金1，赵志荣2(1. 北京工业大学 建工学院， 北京 100124； 2. 中国矿业大学 安全学院， 北京 100083)围岩变形大、控制困难等问题一直以来都是采矿界着力研究的技术课题，尤其在薄岩体分布的特殊地质类工程中表现更加突出。以石圪台煤矿22303回采工作面为例，采用数值模拟方法，研究在地表钻孔全段注浆工艺下采空区覆岩位移和应力变化规律。结果表明：计入围岩弹塑性变形特性，考虑作业面前方围岩的空间约
黑龙江科技大学学报 2016年1期2016-11-03
- 官地煤矿近距煤层巷道布置及回采工艺技术的相似模拟研究
和错层位巷道布置覆岩运动规律，进而论证类似地质与开采条件下采9放8过程中存在的问题，并提出初步的技术措施。关键词：相似模拟；覆岩；模型随着社会生产的发展与科技的进步，各行业领域出现的问题日趋复杂和繁多，但数学等基础学科还没有发展到能求出这种实际条件下的解析解，所以在进行研究的过程中，通常将复杂的问题进行理想化、简单化，然后借助数学、力学等工具进行解析，由于对条件做了简化，做出的结论肯定会与实际有出入，有时甚至不能用来指导工程实践。相似（物理）模拟技术就是通
山西煤炭 2016年3期2016-07-29
- 赵庄煤矿大采高综采覆岩“两带”高度确定
庄煤矿大采高综采覆岩“两带”高度确定李正杰1，娄金福1，郜建明2，李晋斌2(1.天地科技股份有限公司 开采设计事业部，北京 100013；2.山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司，山西 晋城 048000)[摘要]为了确定软煤层大采高综采覆岩“两带”发育高度，以赵庄煤业大采高综采工作面为研究对象，分析了大采高开采工作面的矿压显现规律，并采用电法监测技术实测得出了覆岩“两带”发育高度。基于以上实测结论，通过力学解析得到了覆岩“两带”发育高度的修正公式，为后续工作
采矿与岩层控制工程学报 2016年3期2016-07-01
- 富水区域煤层开采导水裂隙带高度分析研究
来煤矿二号井顶板覆岩的最大导水裂隙带高度，综合分析后认为该值在38.55-42.36m 之间，导水裂隙带未波及含水层，正常开采条件下不会引发工作面突水事故。关键词：煤层；导水裂隙带；覆岩；硬岩岩性DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.049大量研究和实践表明，导水裂隙带高度是煤矿顶板防治水害的重要参数。许多学者对中国煤矿开采覆岩破坏与导水裂隙带高度进行了大量的实测和理论研究[1-2]，得出了计算顶板导水裂隙带高度的经验
山东工业技术 2016年7期2016-04-08
- 刘河煤矿13采区二2煤顶板覆岩破坏高度的研究
开采过程中，采用覆岩破坏探测手段实测覆岩破坏规律。选用拉压应力传感器进行覆岩破坏高度的测试工作。设置了T1、T2、T3三个观测孔。13031工作面在采高3.3m情况下垮落带高度最大不超过15.9m。关键词：13031覆岩破坏高度；测试工作河南神火集团有限公司刘河煤矿，行政区隶属河南省商丘市永城市刘河乡。刘河井田面积6.5km2，矿井地质储量2268万t，可采储量1121万t。主采煤层二2煤，平均厚度2.67m，设计生产能力为30万t/a，（现扩建到年产45
科学与技术 2015年2期2015-10-21
- 基于FLAC3D的水平分层放顶煤开采覆岩移动规律研究
煤层开采过程中的覆岩移动规律是煤矿开采地压控制的基础，准确判定煤层开采后上覆岩层的变形移动规律对于顶煤松动预裂技術优化和矿压防治工作意义重大，本文将岩土工程界运用广泛的数值模拟软件FLAC3D用于模拟煤层开采引起上覆岩体的移动，通过计算机模拟得到了在采场中随工作面推进的上覆岩体移动规律。关键词：FLAC3D；覆岩；规律1 概述放顶煤开采是一个破坏原岩平衡状态的行为，这一行为将引起周围岩体的移动，放顶煤的开采将导致围岩移动变形、岩层卸压使得上部岩层地应力降低
中小企业管理与科技·下旬刊 2015年8期2015-05-30
- 浅埋煤层覆岩三轴渗透试验及渗流-应力耦合方程
01)浅埋煤层覆岩三轴渗透试验及渗流-应力耦合方程姚多喜，张好，鲁海峰，冯琛，郭鹏(安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001)摘要：研究浅埋煤层覆岩，尤其是风化岩石在采动条件下的渗透性与应力变化的关系，对揭示松散含水层下开采顶板突水机理具有重要意义。运用采自潘三煤矿西风井浅部煤层覆岩样进行三轴全应力-应变渗透试验，分析了风化和未风化岩石在变形破坏中的渗透率变化规律，并拟合出渗流-应力耦合方程。研究结果表明：无论风化与否，岩石一般皆在峰值后的应变软
安徽理工大学学报（自然科学版） 2015年4期2015-02-18
- 新集二矿巨厚砂岩顶板覆岩应力位移场数值模拟
0 引 言采空区覆岩“三带”分布研究可为合理确定高抽巷层位以及为防水煤柱的留设提供依据［1－3］。“三带”高度分布和采空区覆岩位移场和应力场分布密切相关［4－5］，对其分布规律研究具有工程实用价值。目前理论仅能定性分析，工程实测不仅费时费工，有时很难实现，而数值模拟不仅快速高效和成本低廉，而且能定量分析覆岩应力位移场。本文针对新集二矿巨厚砂岩顶板工程实际，采用数值模拟方法分析覆岩应力位移场，可为该采空区覆岩顶板“三带”高度的确定，进而确定高抽巷合理层位提供
安徽建筑大学学报 2014年2期2014-12-16
- 覆岩合理厚度确定方法
与环境工程学院)覆岩层是无底柱分段崩落法地采中必不可少的部分，但有别于一般地下开采，露天转地下存在过渡期，同时有露天坑影响，其覆岩厚度的确定相对复杂，一要保证生产安全，二要避免浪费，两者兼顾方能彰显合理。通过实地调研，本研究以放矿试验、渗透试验、窜风试验等为基础，结合采矿工艺对首云铁矿露天转地下开采覆岩厚度进行优化确定，达到预期效果。1 覆岩作用机理为形成无底柱分段崩落法正常回采条件和防止围岩突然大量崩落造成安全事故，在崩落矿石层上必须覆以岩石层，其基本作
金属矿山 2013年12期2013-06-26
- 放顶煤开采覆岩破坏高度的统计分析①
01)放顶煤开采覆岩破坏高度的统计分析①李红涛②王轶波 齐黎明(华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 101601)由于采场覆岩破坏高度及破坏程度是上行开采研究的最重要内容,因此,在对我国放顶煤开采典型覆岩工程地质条件分析的基础上,本文对放顶煤开采覆岩破坏高度进行现场实测统计分析,找出放顶煤开采覆岩破坏高度受地质因素的影响规律,从而为放顶煤条件下上行开采研究提供科学依据。放顶煤;覆岩;直接顶;采厚比0 引言采场覆岩破坏高度及破坏程度是上行开采研究的最重要内
华北科技学院学报 2011年2期2011-12-26