山浪煤矿底板比压测试及分析

底板比压测试是对工作面支护参数设计与选取的重要依据。经用底板比压测试仪,选取不同压膜对留底煤底板和不留底煤底板进行测试,计算出压膜平均刚度跟强度。通过比较底板容许比压跟容许刚度表明:山浪煤矿5号煤层留底煤时底板属于Ⅲa较软底板,山浪煤矿5号煤层101工作面底板属于Ⅲb类软软底板。     

承压水上开采底板破坏机理研究

为研究承压水上开采底板破坏机理,将开采底板简化为矩形薄板、四边固定且上部承受均布载荷作用的力学分析模型。运用弹性力学薄板理论,分析底板的变形、受力特点,推导出了计算底鼓的表达式,得到最大底鼓量以及最大应力位置,最大底鼓量与底板岩体的弹性模量、底板的厚度、底板岩体的泊松比、底板长度、底板宽度以及底板岩体的密度相关。根据底板岩层的极限应力强度,从而可以判断底板是否破坏,得到薄板将在长边中点处开始发生破坏,同时根据弹性力学薄板理论得到主弯矩的大小和方向,从而为底板破坏的治理措施提供理论依据。应用数学分析软件MATLAB绘制底板变形量、水平应力以及剪应力三维立体分布图,并得到底板破坏区域及形式。     

裂隙对底板高峰应力线的影响

文章探讨了底板高峰应力传递线和底板裂隙之间的关系，认为底板裂隙是造成了采场底板高峰应力传递线和原岩应力线不垂直于底板的原因     

煤油气共生矿井采煤工作面底板卸压变形规律研究及应用

通过黄陵二号煤矿203采煤工作面底板卸压和底板钻孔孔壁变形情况观测,以及对钻孔内瓦斯浓度和瓦斯压力变化情况的检测,开展了采煤工作面底板卸压变形规律研究。研究结果表明,工作面推进至距底板钻孔约10 m时,底板卸压并开始发育裂隙;随着采煤工作面推过底板钻孔后,逐渐远离底板钻孔,底板卸压范围逐渐向底板深部扩大,测点位置钻孔变形和破坏越来越严重。采空区后方10～30 m范围内,工作面底板下10～30 m,出现最大卸压变形以及瓦斯(油型气)的大量涌出。据此优化了205采煤工作面底板煤层及油气层瓦斯抽采技术参数。     

软岩巷道挠曲型底鼓机理与底板桩基控制技术

以兴安矿四水平18层南轨道巷为背景,针对高应力条件下软弱底板挠曲型底鼓支护难题,研究了挠曲型底板围岩的破坏特征,提出了钢管混凝土底板桩基支护形式。首先基于板的挠度理论和虚功原理,建立了底板桩基支护条件下挠曲型底板的失稳判据,研究了底板桩基的支护机理。然后通过数值分析方法,研究了设计参数对支护效果的影响及支护后的底板应力分布规律。结果表明,底板围岩的高应力和围岩强度不足是引发巷道底板失稳的主要原因,改善底板围岩应力环境和强化底板围岩是挠曲型底鼓治理的关键; 底板桩基的几何参数和桩间距是决定极限阻隔抗力的关键因素,桩长宜采用0.4 R ~ 0.6 R(R为塑性区半径)嵌固深度,底板桩基钻孔方向应与巷道截面等效圆半径一致或偏向垂直位移方向。根据底板桩基现场应用试验结果,底板桩基对巷道底板围岩的挤压应力有较好的阻隔效果,可较好地控制底板及两帮变形,提高巷道稳定性。该技术可以为类似条件下的巷道底鼓支护提供参考。     

刘家梁煤矿5124工作面底板阻水质量评价

采用煤层底板阻水质量分级的技术,将地应力测试数据、煤层底板突水系数、底板岩层强度、底板的完整性、底板的视电阻率、底板的涌水量等观测和计算数据集成起来,对刘家梁煤矿5124工作面底板的突水危险性进行了综合评价。根据评价结果采取简单有效的防治水措施,避免了底板注浆改造的防治水投入。该技术对华北型大水煤矿的安全性评价具有借鉴作用。     

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。     

综采工作面采场底板比压测试及支架选型研究

底板比压能够直接反应工作面底板抗压强度和底板所属类型,测定工作面底板比压是支架选型的重要依据。以5201工作面为研究对象,通过自制的底板比压仪对该工作面进行底板比压测定,确定容许底板比压值为4.1MPa,明确了工作面底板属于Ⅱ类软岩底板类型,为5201工作面的安全开采奠定了理论基础。结合顶底板岩性和临近矿井的支架应用效果,确定了5201工作面支架型号。     

新安矿煤层开采底板破坏程度及底板水防治技术

根据新安矿底板3#煤层含水层分布情况,研究煤层开采过程中对底板的破坏程度,通过钻孔注水实测和数值模拟相结合的研究方法,确定底板破坏"下三带"分布规律,依据底板"下三带"理论判断工作面底板突水危险程度,得出新安矿底板岩层中完整岩层带偏小,底板破坏深度在18～20 m,突水危险性高。针对地质条件和底板"下三带"破坏情况提出了该煤层开采时底板突水隐患的防治方案。     

含断层底板采动效应数值分析——断层切割深度对采动效应的影响

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,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,断层切割深度对底板采动效应有较大影响。随切深增加,底板采动破坏深度加大,底板卸荷范围也加大,采场底板断层突水的机率增加。