王河矿矸石充填岩层移动特征规律研究

为了研究王河矿回采工作面在矸石充填过程中岩层及地表的移动特征规律,根据工作面上下覆岩力学性能和充填体力学性能等参数,运用岩石破裂过程分析软件RFPA,对不同强度充填体全部充填和部分充填条件下的覆岩运动、关键层弯曲下沉及地表变形特征进行数值模拟,数值模拟的结果可为采空区充填方案的选取提供参考。     

充填综采岩层移动特征数值模拟研究

河北金牛能源股份有限公司邢台煤矿为解决地表矸石堆积和建筑物下压煤问题,采用综合机械化固体充填采煤技术对7606工作面进行回采。充填综采与传统综采的岩层移动和破坏特征有诸多不同,文章采用FLAC数值模拟的方法,并结合两带高度计算公式和实际巷道地表沉降观测值,对充填综采的岩层移动变形特征和规律进行了分析总结。结果表明,综合机械化固体充填采煤技术有效地控制了上覆岩层的变形量,确保了地表建筑物不受开采的影响,为国内同类矿山提供了借鉴。     

厚松散层条件下的岩层移动特征探讨

对厚松散层条件下采动程度的确定方法进行了探讨 ,并应用数理统计原理整理和分析了大量的实测资料 ,研究了厚松散层条件的岩层移动特征 ,对厚松散层条件下开采沉陷问题的进一步研究具有重要意义。     

近距离复杂薄矿脉群开采岩层移动规律研究

受复杂的地质运动影响,某矿山呈现出薄矿脉在相对狭小的范围内富集的现象,多条矿脉集中发育,且矿脉间距离较近,矿脉延展变化很大。薄矿脉群的开采必然形成相互影响,在前期开采过程中,发现邻近矿体开采围岩变形较为明显,围岩难以自稳,支护成本居高不下,甚至出现冒顶片帮事故。为深入研究复杂薄矿脉群开采岩层移动规律,在矿体围岩充分调研的基础上,建立逼近现场实际三维数学模型,模拟分析矿脉开采后围岩应力和位移变化。对数值模拟结果进行分析,提出相关建议措施以确保后续回采工作顺利开展。     

开采引起岩层及地表移动的不对称性问题

在调查研究井下开采引起的地表及岩层变形时,很明显地可以看出其变形的不对称现象。还可看出,这种不对称不仅仅是由于岩层倾斜所引起的,而且在开采水平矿层时也有同样的不对称现象。地表及岩层移动观测结果表明,在采区开采不断进行的动态过程中,也产生这种上覆岩层和地表移动变形的不对称现象。我们知道,按照经典的而又是常用的“影响函数理论”,假设开采水平沉积的单元矿层时,所引起的单元下沉盆地可用下式确定:     

初期应力对岩层斜面破坏的影响

初期应力对岩层斜面破坏的影响刘琪译（黑龙江省寒地建筑科学研究院）１前言岩层斜面的安全性监视法与安定性监视法的确立，乃是岩层斜面工程学的重要课题。因此，重要的是要掌握岩石斜面逐渐破坏过程及其影响因素，但是，一般认为斜面破坏的实际状态极为复杂，另外，其影...     

铀矿床“三下”开采试验采场地压和岩层移动观测研究

本文介绍铀矿床“三下”开采试验采场地压和岩层移动观测研究的情况。 采场地压、覆岩破坏、水文变化、地表和建筑物移动变形等情况是检验“三下”开采效果的一些重要参数。为了掌握这些参数,利用支柱测力计、顶板动态仪、测缝计、光应力计、大应变计、单点位移计、水准仪、应力计等仪器,分别在井下有关地段和地表、民房等地进行了移动变形等观测,获得了大量数据。两年多的观测结果表明,采场土覆岩层没有产生垂直方向和水平方向的位移或错动,顶板压力不大,地表及建筑物没有发生任何变化。证明采用下向胶结充填采矿法在莲花矿段进行“三下”开采的试验是成功的。文章介绍的观测方法有参考价值。     

高压充填注浆控制岩层移动

离层是上覆岩层移动的必然结果，在离层中充填可固结的注浆材料便可大大减缓地表沉陷。本文详细论述了离层带高压充填注浆技术的设备与工艺、注浆材料的选择以及注浆参数的确定。     

复杂条件下不规则空区围岩冒落时空演化特征研究

复杂条件下不规则空区围岩冒落一直是裂隙岩体冒落研究领域的难点之一,岩性、断层、节理、空区形态及周边空区等条件越复杂,空区围岩冒落特性越难表征。石人沟铁矿开采M2矿体期间因下部民采空区突然冒透-210 m水平,形成埋深大、规模大、不规则且位于主要生产区域的M2主空区,同时该空区北侧还分布4个非法盗采诱发的隐伏空区,严重威胁了矿山安全生产。为此,提出了集三维探测、三维建模与三维数值模拟于一体的不规则空区围岩冒落范围预测方法。利用三维激光扫描技术探测空区形态与位置分布,在Rhino软件中利用复杂地层条件和空区最大不规则断面建立三维数值模型,基于3DEC研究周边空区开挖形成的采动应力影响下的M2主空区围岩时空演化特征,得到空区围岩最大冒落范围,并以空区水平截面半径和横向最大冒落范围之和确定安全隔离区半径,用以保障空区安全治理与周边矿体安全生产。研究表明：M2主空区围岩冒落活动在向上扩展的同时,也在沿矿体走向方向发展,且北侧围岩冒落范围远大于南侧。此外,通过开采安全隔离区外部南侧矿体,可有效利用已有采准巷道和中深孔穿孔工程,使该矿产能得到有效衔接。     

复合顶板沿空掘巷围岩控制研究

为研究复合顶板沿空巷道围岩变形破坏机理及控制技术,基于该类巷道变形破坏特征的分析,得到巷道变形破坏的主要原因是没有考虑复合顶板沿空巷道围岩特性、支护强度低、变形不协调和没有发挥围岩的承载能力,揭示了复合顶板沿空巷道围岩变形破坏机理,研究了合理的围岩控制技术:1)优化临时支护工艺,减少复合顶板空顶时间,2)喷浆封闭围岩,防止复合顶板风化,3)高强度高预应力锚杆支护、底角锚杆、二次支护增加复合顶板层间结合力,提高两帮承载能力并控制底鼓,4)向采空区倾斜锚索增强基本顶关键块稳定性,保护内承载结构.工业性试验结果表明,围岩表面位移和复合顶板离层得到有效控制,基本顶很快稳定.     

采空区下动压巷道顶板结构及运动分析

针对某矿42103工作面回风巷受上方22煤和42102工作面多次采动影响后巷道围岩变形破坏严重的问题,采用侧向支承压力实测和理论计算方法,分析采空区下动压巷道顶板结构特点和顶板岩层运动规律。     

横跨多采空区开采围岩应力分布及瓦斯赋存规律研究

针对临矿集团某矿横跨多采空区上行开采的具体工程情况,通过采用数值模拟软件,研究其开采时围岩应力分布及瓦斯赋存规律,从而确定合理的围岩控制及瓦斯治理方案,为该工作面的安全回采提供了保障。     

充填条件下复杂采空区围岩冒落规律与治理方案研究

复杂大型空区充填治理受限于矿山充填能力,治理现场常表现为“边充边冒”的情形,空区围岩冒落速度较大时,存在冒透地表的可能,对空区安全治理及矿山安全生产极为不利。以唐山某铁矿复杂冒落空区为工程背景,借助三维激光扫描技术对空区形态进行探测,并通过对比前三次探测结果分析了空区的扩展趋势。结合离散元软件3DEC建立复杂数值计算模型,用以演化模拟充填条件下空区围岩冒落过程,掌握空区充填与围岩冒落的时空演化特征,并提出空区分段充填治理方案。结果显示：冒落空区形成初期,边界在纵向与横向上均有扩展,此时空区治理的关键在于及时支撑冒落拱基以限制空区跨度增大,当充填至-210 m水平时,空区横向冒落范围锐减,表明空区充填体有效阻止了空区北侧围岩冒落,可将-210 m水平视为充填临界水平,据此提出的空区分段充填治理方案,可有效保障空区的安全治理和周边矿体的安全开采。     

工作面坚硬顶板破断特征与覆岩运移规律

针对坚硬顶板综放工作面顶板破断特征与覆岩运移规律不清,在实际生产中严重影响工作面安全生产这一问题;以某矿8201工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法对坚硬顶板综放工作面的顶板破断特征以及覆岩运移规律进行研究分析。研究结果表明:对顶板煌斑岩进行岩石力学实验得知煌斑岩在节理面单轴抗压强度为45 MPa左右,无节理为90.99MPa、单轴抗拉强度7.3～9.4 MPa;通过建立深梁结构破断过程中顶板受力模型,得到基本顶初次来压步距为47.57 m;数值模拟得到8201基本顶的初次来压步距约为45 m,周期来压的距离为20 m左右。在现场实测中基本顶初次来压平均46 m,周期来压步距为18.7～20.8 m,来压影响范围1.7～5.6 m。现场实测与理论分析所得结果和数值模拟所得结果相差不大。     

岩层移动对瓦斯抽放钻孔的破坏研究

煤层开采引起的岩层移动可能对卸压瓦斯抽放钻孔造成严重的破坏,并进而对瓦斯抽放工作造成不利的影响。基于煤层开采后的岩层移动规律,深入研究了卸压瓦斯抽放钻孔在采动影响下可能的破坏形式及力学分析,各种形式破坏可能发生的时间、位置和可能性,以及针对各种破坏的钻孔强度计算方法。     

坚硬顶板条件下煤岩体冲击失稳特征与信息研究

基于坚硬顶板条件下煤岩冲击倾向性的细观特征分析,对坚硬顶板条件下煤岩冲击失稳前后特征与信息进行研究。分析了不同冲击倾向性煤岩体表面细观形貌特征,探讨了煤岩冲击动力失稳发生前后煤岩体内细观结构特征及有机显微组分的变化,深入认识了煤岩冲击动力失稳机理及煤岩体冲击倾向性。     

近距离采空区下大倾角俯伪斜工作面矿压显现特征研究

针对大倾角俯伪斜工作面矿压分布特点,结合潘北矿大倾角近距离煤层群开采地质与工程条件,开展了大倾角煤层采空区下俯伪斜工作面不同开采阶段支承压力演化特征研究。根据现场观测数据以及数值模拟分析,构建了不同回采阶段大倾角煤层俯伪斜开采煤壁前方支承压力分布以及数值计算模型,计算了煤壁前方支承压力作用范围,揭示了大倾角煤层采空区下俯伪斜工作面支承压力“鞍型”分布特征。通过理论分析及现场实测分析了工作面周期来压步距及顶板来压强度,提出了工作面矿压控制对策,取得良好的经济技术效益。     

复合顶板窄煤柱沿空掘巷技术探讨

阐述了窄煤柱沿空掘巷实质;依据某矿双巷掘进的实际情况,采用岩层控制理论和数值模拟等方法,对某矿复合顶板巷道沿空掘巷技术进行探讨;对窄煤柱沿空掘巷的可行性和煤柱稳定性进行了研究;依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度。研究结果表明,窄煤柱沿空掘巷的关键是煤柱宽度的合理确定.随着煤柱宽度的加大,顶底板位移量减小,围岩整体变形量呈减小趋势,结合极限平衡理论计算,最终确定窄煤柱的合理宽度为6m。