基于多种方法的深井覆岩两带发育高度分析

针对某矿厚冲击层下关键层断裂层位勘查问题,通过理论分析、数值模拟、现场实测等方法对工作面开采条件下覆岩运移高度进行研究,动态分析了不同方法下覆岩裂隙发育高度,结果表明:基于理论分析计算得到的冒落带高度为6.9～11.3 m,裂隙带高度为30.1～41.3 m;数值模拟计算得到的冒落带高度约为11 m,裂隙带高度约为45 m;基于现场实测的裂隙带高度为41.5 m。多方法分析的两带高度结果吻合度较高,真实可靠,为相似条件下覆岩裂隙发育高度的确定提供了参考。     

利用数值模拟方法确定导水裂隙带发育高度

采用三维数值计算的方法,根据塑性条件、破坏准则、位移及应力判别,同时结合覆岩移动、应力分布和塑性区域分布规律,分析比较了在工作面回采过程中沿工作面走向和倾向的冒落带和裂隙带发育高度。得出沿走向模型的冒落带高度约17.7 m,导水裂隙带高度约33.7 m;沿倾向模型的冒落带高度约20.2 m,导水裂隙带高度约33.8 m。实践证明,通过数值模拟的方法预测冒落带和裂隙带发育高度具有较大的优越性。     

蛤蟆沟矿30101工作面开采后覆岩裂隙带高度数值模拟分析

蛤蟆沟煤业有限公司30101工作面的设计采厚为2.5 m,为研究工作面开采后的覆岩裂隙带范围,采用UDEC数值模拟的方法确定覆岩的裂隙带高度。采用UDEC软件建立模拟模型,模型尺寸为200 m×140 m,对整个工作面推进过程中的裂隙带范围进行模拟分析,确定工作面推进20 m后期裂隙发育高度稳定,数值模拟确定裂隙带高度为33 m。采用理论计算的方法计算了开采后覆岩的裂隙带高度为41.6 m,理论计算和数值模拟的结果起到了相互验证的效果,最终确定覆岩裂隙带高度为41.6 m。     

综采工作面覆岩裂隙动态演化特征研究

鉴于采动影响下采场覆岩裂隙空间分布特征对矿井突水灾害防控和瓦斯抽采具有重要意义,以潘二矿18111工作面为具体工程背景,采用相似物理模拟、数值模拟以及理论分析,对综采工作面覆岩裂隙的分布演化规律以及导水裂隙发育高度进行研究。研究表明：随工作面的不断推进,工作面两端存在裂隙聚集带,裂隙发育高度高且多以大角度为主|通过数值模拟对裂隙发育角度进行统计分析,结合相似模拟试验结果,得出覆岩裂隙发育角度呈现区域性分布的特点|采用多种方法来研究裂隙发育高度,通过对所得结果进行综合分析,得出导水裂隙的发育高度为54～60.8m。研究结果对类似工程条件下裂隙演化特征的研究具有一定的借鉴意义。     

综采工作面覆岩裂隙动态演化特征研究

鉴于采动影响下采场覆岩裂隙空间分布特征对矿井突水灾害防控和瓦斯抽采具有重要意义，以潘二矿18111工作面为具体工程背景，采用相似物理模拟、数值模拟以及理论分析，对综采工作面覆岩裂隙的分布演化规律以及导水裂隙发育高度进行研究。研究表明：随工作面的不断推进，工作面两端存在裂隙聚集带，裂隙发育高度高且多以大角度为主|通过数值模拟对裂隙发育角度进行统计分析，结合相似模拟试验结果，得出覆岩裂隙发育角度呈现区域性分布的特点|采用多种方法来研究裂隙发育高度，通过对所得结果进行综合分析，得出导水裂隙的发育高度为54～60.8m。研究结果对类似工程条件下裂隙演化特征的研究具有一定的借鉴意义。     

采动覆岩“三带”高度相似模拟及实证研究

基于采动覆岩破坏、断裂机理及其裂隙分布、发育特性,采用相似材料模拟实验方法,对杜儿坪矿68303工作面采动覆岩"三带"进行了研究;通过分析采空区顶板断裂、离层、下沉、裂隙分布及延伸特性,得出冒落带高度12.5 m,裂隙带高度37.5 m,弯曲下沉带高度大于80 m;采用仰斜钻孔分段注水及钻孔参数分析法现场实测了冒落带、裂隙带高度,与相似模拟实验结果进行了对比,分别相差0.8,2.5 m。表明基于采动覆岩裂隙分布特性的相似模拟实验研究结果合理、可靠,可以作为工作面顶板"三带"高度研究的有效手段。     

淮南矿区深部综采工作面覆岩两带高度发育特征研究

为了确定深部综采工作面覆岩两带发育高度,采用经验公式预测、数值模拟及现场岩芯质量指标3种方法对覆岩两带高度及发育特征进行了研究,结果表明:煤层采出后,两带发育特征呈现出"马鞍型"形态,且最大发育高度位于工作面开切眼及停采线上部。采用3种不同方法计算得出的两带高度分别为42.29～45.77,57,53～55 m。通过对比发现,数值模拟结果与现场实测结果较为接近,而采用经验公式预测结果偏小。最终确定深部综采工作面覆岩两带高度为55 m。     

大采高工作面上覆岩层发育特征的数值模拟

为掌握上屯留煤矿上覆岩层的发育特征,以该矿S2106工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟软件建立了数值模型,对其上覆岩层的移动规律进行了研究,并得出以下结论:工作面推进45 m时,冒落带高度发育到了31 m,且基本上不再向上发育;当工作面推进60 m时,裂隙带高度为61 m,基本上也不再随着工作面的推进向上发育。     

斜沟煤矿采场上覆岩层采动裂隙演化规律研究

为了得到斜沟煤矿18104工作面"两带"的高度,采用理论计算、现场实测和数值模拟的方法,研究分析18104工作面覆岩裂隙发育的演化规律,通过孔巷三维测试方法实测"两带"高度验证理论计算和数值模拟结果的准确性。研究结果表明:18104工作面垮落带高度是9.5 m,断裂带高度是34.7 m,现场实测结果与数值模拟结果基本一致,而理论计算得到的断裂带高度明显偏小;同时得出,FLAC3D模拟方法是采动覆岩"两带"高度研究的有效手段;研究成果为类似条件矿井水灾和瓦斯治理提供了一定的依据。     

厚松散含水层下特厚煤层综放开采覆岩破坏特征研究

根据淮北某矿的地质条件,采用相似模拟、数值模拟、经验公式计算以及现场实测4种方法对厚松散含水层下特厚煤层综放开采时覆岩破坏特征进行了研究,分别得出了覆岩冒落带、裂隙带的发育高度。通过比较发现,相似模拟和数值模拟的结果与现场实测的结果比较接近,但经验公式计算得出的裂隙带高度较小。最终确定厚松散含水层下特厚煤层综放开采冒落带高度为13.5 m,裂隙带高度为68 m,为矿区防塌煤岩柱的留设提供了依据。