构造应力型矿山地表移动宏观破坏特征与对策

急倾斜矿床崩落法开采地表移动不同于煤矿地表移动的宏观破坏特征，前者属构造应力型矿山开挖卸载，后者属自重应力型矿山开挖卸载，构造应力型矿山地表移动的宏观破坏特征研究为掌握该类矿山的地表移动规律，并制订防治对策找下了基础。     

构造应力作用下的地表移动规律研究

采用急倾斜崩落法开采的金属矿山与急倾斜煤矿开采的地表沉陷均属于构造应力作用下的地表移动问题，它们与自重应力作用下煤矿地表移动规律的区别在于：后同时还受构造应力、矿体产状、覆岩结构、开采与放矿等的影响。指出了考虑上述因素的改化岩移随机介质理论的发展前景，这是对俄罗斯、哈萨克斯坦、乌克兰等国用实测经验统计法解决矿山开采工程问题的发展。     

国内外急倾斜矿床开采沉陷研究方法的剖析及优选决策

崩落法开采急倾斜金属矿山的地表沉陷问题是国际性重大难题 ,属构造应力影响下地表移动问题。目前国内外通用的煤矿地表移动规律与地表变形预计方法都不适用 ,寻求适宜的研究方法是解决该难题的关键。在剖析国内外该类工程科研成败实践基础上 ,得出陡倾角、高构造应力、岩体结构与放矿量时空配置为其 3个主控因素。对比相应研究方法 ,得出了以考虑概化地应力的改化随机介质理论为基本方法 ,以前苏联经验类比法满足矿山设计急需 ,以数值分析法作为参考 ,强化监测及疏水的地表沉陷附加影响的综合工程科研决策。     

急倾斜煤层坚硬底板应力分布特征和岩移控制

 为了研究急倾斜煤层充填开采底板岩层移动的控制效果，基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件，采用离散元UDEC数值计算，分析了急倾斜煤层采空区不充填和充填开采不同方式下底板岩层移动和应力分布特征。结果表明：急倾斜煤层开采底板岩层应力卸载区、应力降低区和支承压力区均呈非对称抛物线拱型分布；急倾斜煤层开采应力卸载角和卸载拱拱高均随煤层采厚的增加呈增大趋势；急倾斜煤层充填开采可以有效降低底板岩层卸载区、支承压力区范围和减小底板岩移，有利于急倾斜煤层采场围岩的稳定。     

构造应力环境下倾角对急倾斜矿体开采岩移规律的影响

为了研究构造应力环境下矿体倾角对急倾斜矿体开采岩移规律的影响,基于离散单元法3DEC,分析了构造应力(σh/σν=1.5)环境下,矿体倾角分别为50°,60°,70°,80°,90°时开采引起的地表与围岩移动变形规律。结果表明:既有条件下,地表最大沉降量随倾角的增大而减小,下盘地表最大水平移动量随倾角的增大而增大,上盘地表的最大水平移动量随倾角的增大而减小;随着矿体倾角增大,上盘围岩最大移动变形量和采动影响范围减小,而下盘围岩最大移动变形量和采动影响范围则增大。     

急倾斜煤层开采地表移动变形预计研究

急倾斜煤层的地质条件及破坏机理与水平煤层开采时有本质不同,急倾斜煤层开采引起的地表移动变形规律在国内外研究中属于薄弱环节,其地表沉陷预计是国内外开采沉陷研究领域尚未解决的难题之一。通过ANSYS数值模拟及计算机编程方法对急倾斜煤层开采地表移动变形预计进行了一定的研究,以期对急倾斜煤层的合理开采和矿区环境保护提供相关依据。     

急倾斜矿层开采地表移动变形预计

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。     

急倾斜煤层开采地表移动预计的空间转换方法

提出了急倾斜煤层开采岩层滑移空间理论模型和地表移动预计的空间转换计算方法。根据岩层受力变形特点和破坏机理,急倾斜煤层开采上覆岩层存在楔形破坏区和滑移变形区。楔形破坏区内岩层的弯曲变形为滑移变形区内岩层提供移动空间,即滑移空间。滑移空间决定了地表下沉盆地的形态。将急倾斜的开采空间转换为近水平的滑移空间,可直接利用概率积分法的理论和参数来计算急倾斜煤层开采地表移动变形,较好地解决了急倾斜煤层开采地表移动预计问题。     

膏体充填开采围岩变形及地表移动实验模拟研究

以某煤矿2307充填开采工作面为原型,采用相似模拟与数值模拟相结合的方法,建立地质力学模型,模拟分析了开采充填过程中围岩、地表的力学演化规律和移动变形过程。研究表明:充填开采可有效控制覆岩破坏和地表变形,顶板出现离层裂隙,但未垮落,最大下沉滞后工作面约58.5m;开采过程中围岩应力释放,顶板出现拉伸,采空区前后端及底板出现应力集中,为开采前的1.47~1.78倍,充填工作面周期来压不明显;开挖后地面下沉值为212.7mm,下沉系数为0.06,地面水平变形和倾斜变形形态与垮落法管理顶板曲线形态相似,量值较小。     

急倾斜矿层开采地表移动计算的皮尔森函数法的改进

急倾斜煤层开采时,由于采空区上部岩一石冒落向下滚动填充下部采空区,加剧了岩石沿层面方向的移动。此外,底板也会发生移动。因此使得急倾斜矿层的岩层和地表的移动与缓倾斜或水平矿层的移动过程很不相似,目前对急倾斜矿层地表移动规律的研究还很不够。为了解决急倾斜煤层开采的各种地表移动变形预计问题,文献根据淮南     

煤矿“三软”煤层开采地表移动规律及机理研究

掌握岩层与地表移动移动规律是进行“三下”采煤研究、煤矿采动损害评价及建筑物保护的重要依据。“三软”煤层储量在我国煤矿开采中占据了相当大的比例,其采动地表移动规律有其自身特点。以梁北矿典型综采工作面为研究对象,通过建立地表移动观测站,进行现场实测,分析了“三软”煤层综放开采地表移动与变形规律。基于关键层理论,阐明了“三软”煤层综放开采覆岩破断机理,理论解释了工作面开采后地表下沉机理,为梁北煤矿“三软”煤层综放开采及类似地质条件矿区的地表破坏预计及控制提供参考。     

特厚煤层综放开采地表沉陷预计模型算法改进

近浅埋深特厚煤层综放开采因其一次性采出煤层厚度大,其地表移动变形特殊性较明显,该地质采矿条件下按概率积分法进行地表沉陷预计结果与实际情况有一定程度的偏差。对试验区近浅埋深特厚煤层综放开采条件下的地表移动变形特殊性进行了分析,考虑到厚硬岩层对地表沉陷的控制作用,并基于层状弹性梁板岩层沉陷控制理论和随机介质理论,建立适合近浅埋深特厚煤层综放开采沉陷预计模型。实践应用表明:该沉陷预计模型算法与实测结果吻合程度较好,适合于特厚煤层综放开采地表沉陷预计应用;较好地解决了概率积分法边界收敛迅速、盆地两侧不对称等问题,提高了地表沉陷的预计精度。     

厚黄土区大采高一次采全高地表移动变形规律

厚松散层下大采高一次采全高工作面开采强度大,回采率高,地表沉陷变形和岩移参数有其自身特点和规律。为研究大采高工作面地表移动变形规律,在王庄煤矿8101工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,揭示了厚黄土覆盖区、厚煤层一次采全高条件下地表沉陷变形特征,获得了该地质采矿条件下地表岩移预计参数和各种角值参数,分析了地表裂缝的发育、分布特征、裂缝宽度和深度等规律。与综放开采条件下的观测成果相比,大采高一次采全高工作面地表移动变形更加剧烈,沉陷过程在空间上和时间上更加集中,对地面建构筑物的影响更为显著。     

采空区地表沉陷规律的研究

以"太平煤矿采空区地表沉陷规律研究"项目为依托,以开采沉陷等理论为基础,对采空区地表沉陷规律作了一些研究,对太平煤矿似膏体充填开采引起的地表沉陷进行了分析预计,获得了太平煤矿井下开采引起的地表移动的基本特征和地表变形的相关参数,揭示了地表移动及变形的规律,研究成果对太平矿今后的充填开采实践具有一定的参考价值。     

急倾斜厚煤层水平分段放顶煤开采顶板和顶煤运移规律研究

在急倾斜煤层放顶煤开采过程中,顶煤和顶板的活动规律是非常复杂的。通过对顶煤和顶板的破坏和运移规律的研究,可有助于确定顶煤的可放性,控制工作面端面冒顶和煤壁片帮,确定合理的放煤参数;有利于进行急倾斜厚煤层顶板的合理维护以及掌握矿压规律,指导生产。就开滦集团赵各庄矿在急倾斜厚煤层采用水平分段开采过程中的现场观测,探讨顶煤和顶底板运移。     

厚冲积层大采深村庄下综放开采的可行性研究

2 6 0 8— 2综采放顶煤工作面是鹤煤集团公司首例村庄下大强度放顶煤开采 ,通过采前可行性研究 ,开采过程中对地表移动变形规律进行观测 ,对地面村庄民房破坏情况进行监测 ,以及为搞好工农关系而采取的支付受破坏严重民房租赁费办法 ,使村庄下综放开采得以顺利实现     

厚煤层综放开采地表移动变形规律研究

为掌握厚煤层综放开采地表移动变形规律,高河煤矿在E1302工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析与研究:给出了厚煤层综放开采条件下地表沉降曲线和最大移动变形值;求取了该矿地质采矿条件下地表岩移预计参数和角值参数;揭示了厚煤层综放开采条件下地表移动变形规律和特点。     

大规模深部开采诱发上覆岩体变形规律研究

为深入研究金属矿山岩层移动及地表变形规律，针对大红山铁矿大规模深部崩落法回采岩层冒落及地表变形的特点，分析了深部开采对岩层及地表变形的影响和时空关系。通过矿山现场长期观测及实验室相似模拟试验，揭示了岩层冒落移动变形、地表塌陷过程和“三带”规律，认为金属矿山采用崩落法大规模深部开采后在地表形成了一个以裂隙为引导的塌陷区，明显存在崩落带和裂隙带，弯曲变形带不明显，但其岩层变形过程仍具有“三带”破坏特征。上覆岩层冒落依次经历了三个过程，即首先呈现正三角拱状冒落，向上发展并发育到地表，再形成小范围塌陷，后期以该小范围塌陷点为中心向四周扩张，呈现倒三角的敞开式发育。在上述分析的基础上，进一步分析了矿山深部巷道围岩变形特性及造成破坏的原因，提出了防治上覆岩层冒落的围岩抗变形措施。