大倾角软岩底板破坏滑移机理

本文在现场调研的基础上，进行了理论分析、相似实验模拟和有限无数值模拟，得出了大倾角工作面软岩底板破坏滑移的机理，并对底板产生破坏的临界力进行了计算，为大倾角工作面软岩底板的防治打下了基础。     

综采开采煤层底板破坏特征分析研究

以5-103工作面为研究对象,理论分析巷道底板塑性滑移破坏的规律,通过计算得到巷道底板最大破坏深度和破坏位置。采用FLAC3D分别模拟工作面运输巷底板软岩不同厚度围岩变形量、塑性区和最大主应力。模拟结果显示,随着底板软岩厚度的增加,底板变形破坏量增大,表明底板软岩是导致巷道底板破坏的主要原因。     

大倾角大采高工作面底板破坏滑移特征分析

基于目前大倾角煤层大采高开采的研究成果和工程实践,运用理论分析和数值模拟分析对大倾角大采高工作面底板破坏滑移特征进行了分析。研究结果表明,造成大倾角煤层底板破坏滑移的因素有内因和外因,其中主要原因是应力的"二次分布"。大采高工作面底板中下部应力释放的范围大于底板中上部应力释放范围;采高对底板破坏滑移具有一定的影响,即采高越大底板位移和应力变化越大;底板的破坏区分为拉应力破坏区、压应力破坏区和塑性破坏区3个区;描述了大倾角工作面底板破坏滑移的演变规律。     

沿煤层倾斜方向底板“三区”破坏特征分析

为了研究具有一定倾角煤层底板的采动破坏特征,基于矿山压力理论,建立了考虑煤层倾角的工作面侧向底板受力力学模型,采用摩尔-库仑破坏准则,推导了工作面侧向煤柱下方底板的最大破坏深度表达式。将底板采动破坏带沿煤层倾斜方向划分为3个不同区域,其呈现为一个比工作面宽度还要宽的、下大上小的"勺形"分布形态。利用数值模拟方法研究了倾角对煤层底板破坏深度、破坏形态以及最大破坏深度位置的影响规律。结果表明:1)底板塑性破坏区深度随工作面宽度的增大呈现增大的趋势;随煤层倾角的增大,先增大后减小,在煤层30°倾角时,塑性破坏区深度最大,底板岩体更容易发生剪切滑移破坏;2)工作面底板最大塑性破坏深度位置随煤层倾角的增大逐渐偏离工作面中部向下,且工作面越宽,偏离越远。     

敏东一矿软岩回采巷道底鼓机理及控制对策

针对敏东一矿软岩回采巷道底鼓严重的问题,采用实验室实验、数值模拟和现场监测等方法,研究了回采巷道底板矿物成分及采动应力对底板变形破坏影响,揭示了软岩回采巷道底鼓机理,并提出了锚杆加固回填支护对策.研究结果表明:巷道底板破坏程度会因与距工作面距离不同而呈现差异化特征,距工作面越近时,采动影响越剧烈,底板破坏程度越高,且会...     

大倾角煤层开采覆岩结构分析

相对于缓倾斜和近水平煤层而言,大倾角煤层开采后覆岩结构特征有所不同,研究大倾角煤层开采覆岩结构特征,对现场实践和安全生产具有重要的指导意义。针对霍州矿区庞庞塔5-103工作面,采用数值计算软件FLAC3D、UDEC分别模拟了不同倾角下煤层开采过程中应力场的演化以及覆岩的破坏过程。通过对比分析,总结了随倾角变化应力场、"三带"的演化特征及煤壁、底板的破坏规律。     

不同煤层倾角的底板采动破坏特征分析

根据山西龙矿盘道煤业有限公司2#煤层工作面地质及水文地质条件,利用FLAC3D数值仿真软件采用变化煤层倾角的方法,对工作面底板采动破坏进行流固耦合数值模拟,分析与研究不同煤层倾角地质条件下工作面推采过程中底板采动破坏深度的变化特征。研究表明:随着煤层倾角的增大,煤层底板最大采动破坏深度呈现先增大后减小的趋势,且在煤层倾角为30°的地质条件下底板塑性破坏区深度最大。同时将理论计算与数值模拟相结合,对煤层底板进行了突水性预测,为工作面的正常开采提供了理论依据。     

采动底板的岩性组合效应研究

采用FLAC3D软件建立了3种软硬岩不同组合形式的底板采动效应数值计算模型,探讨了不同岩性组合类型底板的应力分布、位移以及破坏深度变化规律。研究结果表明:软-硬-软组合底板破坏区在采掘工作面下方最大,贯穿硬岩夹层,而硬-软-硬组合底板类型由于存在软岩夹层,使得整体受到破坏,其底板破坏深度略低于均质硬岩底板。硬岩层内则易形成高应力集中区。     

大倾角“三软“煤层走向长壁工作面下行收作法

通过分析指出了大倾角“三软“煤层走向长壁工作面顶底板运动的规律及其垮落的形式和特点.对大倾角“三软“煤层工作面使用下行收作法进行了可行性分析和论证,并在实践的基础上介绍了大倾角“三软“煤层工作面的下行收作法.     

三软大倾角厚煤层大采高综采面覆岩破坏特征研究

针对大倾角三软厚煤层大采高工作面顶板管理难、开采难度大、覆岩变形破坏复杂、支架失稳等问题,以阳泉一矿大采高工作面为工程背景,分析了开采覆岩破坏冒落带呈现"弧形"特征形态,通过相似模拟实验揭示了大倾角三软厚煤层大采高开采过程中上覆岩层破断过程及结构特征。结果表明覆岩破坏及运移特征具有不对称性、不均衡性,最大垮落在工作面上部,采空区充填不均匀,顶板水平、垂直和倾斜位将其有相似的变化规律,基本呈现先增大后减小的变化趋势,且随着距离煤层越远,位移量显著变小,同时建议在开采过程中加强工作面上部顶板、支架管理。研究结果为三软大倾角厚煤层大采高矿山安全生产提供理论指导依据,同时也为同类型矿井提供借鉴。     

倾斜煤层底板破坏深度主控因素敏感性分析

为研究倾斜煤层底板破坏深度影响因素(采深、采高、工作面斜长、煤层倾角、以及顶、底板岩性组合)对底板采动破坏深度的敏感性。以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于FLAC3D数值模拟软件对1309工作面底板采动破坏深度进行正交模拟,并运用方差分析法对模拟结果进行分析研究。研究表明:各主控因素对底板破坏深度的敏感性主次顺序为:顶板岩性组合>工作面斜长>底板岩性组合>采深>采高>煤层倾角。其中,顶板岩性组合和工作面斜长高度显著,底板岩性组合、采深及采高显著,煤层倾角不显著。     

大倾角双斜工作面岩移规律数值模拟研究

为研究大倾角双斜开采工作面的采场应力分布与围岩变形破坏特征,根据新集二矿E1108工作面地质条件,采用UDEC2D3.1数值模拟软件分别对大倾角双斜工作面俯采与仰采时的岩移规律进行了模拟计算,并对现场相关实测结果进行了分析.结果表明,大倾角双斜工作面俯采及仰采时采场围岩应力分布及覆岩变形破坏特征均呈现与近水平或缓倾斜煤层不同的特殊规律.数值模拟分析与现场实测结果基本一致.     

大倾角俯斜综放开采覆岩运动规律研究

以某矿6303大倾角综放工作面开采为工程背景,通过UDEC数值模拟与相似材料模拟试验对俯斜大倾角综放工作面的来压规律、覆岩破坏特征和应力分布进行了研究。结果表明,老顶和直接顶中的拉破坏范围随着工作面向前推进而逐渐增加,工作面覆岩的破坏呈"V"字形分布,采场后方拉破坏范围最大,中部次之,前部偏小;在塑性区支承压力单调上升,在弹性区单调下降,支承压力的主要影响范围30～35 m。     

承压水对大倾角“三软”综放面倾斜长度的影响分析

底板承压水严重威胁矿井的安全回采,针对汾源煤业公司矿井的水文地质条件,结合大倾角煤层综放开采条件下煤层底板应力变化及破坏规律,采用FLAC3D数值模拟方法,分析了不同工作面长度对底板破坏的影响,为矿井的工作面设计和安全回采提供依据.     

基于微震事件特性的大倾角煤层覆岩破坏规律研究

大倾角特厚煤层综放面覆岩破坏规律对工作面矿压显现特征具有重要影响,是工作面支架选型与顶板管理的主要参考指标之一。以宁武矿区汾源煤业为背景,采用KJ1160微震监测系统研究了大倾角综放面微震事件、能量分布特征,通过建立物理相似模拟模型研究了工作面顶板裂隙发育、覆岩运动规律,根据常用的"三带"计算公式对大倾角特厚煤层综放面覆岩破坏高度进行了校核。研究结果表明:大倾角特厚煤层工作面顶板覆岩垮落带、裂缝带在煤层倾向上形成"上高下低"的形态,在走向上呈现滞后性;覆岩垮落带高度约为60m,裂缝带高度约为160m;煤层倾角大于30°,工作面长度不宜超过120m。     

含断层底板采动效应数值分析——断层倾角对采动效应的影响

根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,并运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明:在相同的地质和采矿条件下,断层倾角对底板采动效应有较大影响,当工作面推进至断层时,断层倾角越小,底板采动破坏深度越大,且底板卸荷范围较大;当工作面推过断层,底板卸荷深度随断层倾角增大而增加,底板变形破坏深度也加大;断层存在活化现象。揭示了采场底板断层突水的机制。     

底板锚杆参数对软岩巷道底鼓量的影响分析

宁夏某矿软岩巷道在掘进过程中底板破坏明显,拟采用底板锚杆法治理底鼓。为了分析几种锚杆参数的影响情况,运用FLAC~(3D)模拟不同底板锚杆的长度、间距和底角锚杆的倾角对软岩巷道底鼓量的变化情况。结果表明,底板锚杆长度、间距对底鼓量影响较大,底角锚杆倾角对底鼓的影响程度较小。在实际应用中,锚杆长度为2.4 m,锚杆间距为0.8 m,底角锚杆倾角为45°,底鼓量得到有效控制,达到预期目的。     

基于不同正断层角度的上盘工作面突水数值模拟分析

运用FLAC3D软件,模拟位于正断层上盘的工作面推进过程中不同的断层倾角对工作面突水的影响。模拟结果表明:断层倾角越小,底板和煤柱塑性破坏越严重,容易导致承压水通过底板裂隙进入工作面引起突水;断层倾角越大,断层活化越明显,承压水的导生速度、高度、渗透幅度均增大,容易通过煤岩柱塑性破坏区进入工作面引起突水。     

深埋软弱岩层巷道底臌机理及控制的模拟试验研究

通过模拟试验得到深埋软岩巷道围岩流动规律,底板破坏过程及破坏型式,围岩应力分布规律等。在此基础上进行底板钻孔、松动、注浆加固软岩巷道底板的试验,结果表明该法行之有效。     

大倾角煤层采场顶板运动与矿压显现规律研究

双鸭山东保卫煤矿36#大倾角煤层采场顶底板运动直接制约生产安全。通过现场监测,结合计算机数值模拟等理论方法,对大倾角条件下采场顶板运动与矿压显现规律、工作面支架载荷进行了研究。研究结果表明,由于煤层倾角增大,老顶沿倾向会形成一个由断裂岩块铰接而成的拱形结构,工作面中上部与下部载荷比为1.41。