覆岩破坏充分采动程度定义及判别

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了导水裂缝带高度影响因素的敏感性及其与工作面尺寸的关系,提出了覆岩破坏充分采动程度的定义及判别方法。结果表明:工作面尺寸对导水裂缝带高度的影响仅次于开采厚度。当工作面尺寸较小时,覆岩破坏不发育;当工作面尺寸增加到一定值时,覆岩破坏仅形成垮落带;当工作面尺寸继续增加时,覆岩破坏形成裂缝带且导水裂缝带高度随着工作面尺寸的增加而增加;当导水裂缝带高度发育至最大值后,导水裂缝带高度不再随工作面尺寸的增加而增加。覆岩破坏过程中仅形成垮落带的阶段定义为覆岩破坏的极不充分采动(即覆岩极不充分破坏);覆岩破坏过程中形成裂缝带且导水裂缝带高度随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的非充分采动(即覆岩非充分破坏);导水裂缝带高度达到最大值且不再随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的充分采动(即覆岩充分破坏)。导水裂缝带高度刚达到最大值时的工作面尺寸为工作面临界尺寸。当工作面尺寸小于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为非充分采动;当工作面尺寸大于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为充分采动。覆岩破坏充分采动程度的主要影响因素有工作面尺寸、开采厚度、开采深度、覆岩力学性质、覆岩结构特征和覆岩破断角。     

倾斜煤层群非充分重复采动地表移动规律及参数变化机理

通过对老鹰山井田不同时期,不同开采深度的地表移动观测站成果分析,总结了倾斜煤层群非充分重复采动条件下地表各时期的移动规律,分析了非充分重复采动各种地表移动参数的变化趋势和变化机理。     

深井工作面非充分采动跨上山试验

阐述了深部非充分采动跨采卸压的原理和必要性,介绍了非充分采动跨采的经验和实测结果,认为非充分采动跨采是保护深井上下山的有效方法.     

非充分采动区地表点在采动过程中的移动变形计算

在走向主断面充分采动区，利用负指数已经求出了采运过程中地表 移动变形计算方法和公式。本文在这一基础上，进一步导出了非充分采动区即工作面开切眼和停采线上方地表点的移动变形公式，并进行了实例验 种方法同样可以用于采动过程中地表任意点的移动变形计算。     

深井工作面非充分采动跨上山试验

阐述了深部非充分采动跨采卸压的原理和必要性,介绍了非充分采动跨采动跨采的经验和实测结果,认为非充分采动跨采是保护深井上下山的有效方法。     

非充分采动地表移动规律

利用孔庄煤矿7338工作面地表移动观测站的实际条件, 通过非主断面测线的布设,对非充分采动条件的地表移动规律进行了分析, 并取得了该条件下的地表移动参数, 为今后村庄下工作面的开采宽度设计提供了依据。     

非充分采动条件下地表移动概率积分法预测

为了研究采动条件下地表的移动规律，基于概率积分法构建了充分采动和非充分采动工作面的地表移动预测模型。通过在非充分采动工作面设置地表移动观测站，并据此对该非充分采动工作面的地表移动进行了现场实测，表明其非充分采动地表移动预测模型的最大移动预测值与移动规律，与实测结果相符。因此，所建立的非充分采动条件下综采工作面倾向和走向地表移动积分法预测模型，可以用于该矿或其他矿井类似工作面的地表移动预测。     

极不充分采动地表移动变形特点及预计

峰峰矿务局井田范围内村庄压煤量巨大 ,并已关系到矿井寿命 ,企业的可持续发展等重大问题 ,探索解决此问题的经验和措施意义深远。作者利用极不充分采动时地表移动变形值大幅度减小这一现象 ,解决了一些村庄下采煤问题 ,并取得了一定观测数据。本文就实测地表移动变形值的特征及预计计算等问题进行了分析与研究。研究结果认为 ,地表移动变形预计仍可以采用概率积分法 ,但应对下沉系数进行修正。本文提出了下沉系数修正公式     

星村煤矿大采深极不充分采动条件下开采沉陷规律研究

星村煤矿约80%煤炭资源被村庄压覆,村庄压煤的合理开采是矿方面临的一项重大课题。为切实掌握本矿的开采沉陷规律,在东翼一采区布置了地表移动观测站,并进行了相应的地表移动与变形监测,取得了较为完整的地表移动变形观测资料。分析了该矿的地质采矿条件,对一采区地表移动变形观测资料进行拟合计算与分析,得出如下结论:该矿千米大采深极不充分采动地表移动具有下沉平缓、下沉速度慢、移动期相对较长、无活跃阶段等特点。     

赵各庄煤矿深部煤层开采采动系数的探讨

目前,唐山地区的煤层开采深度几乎都大于600 m,均属于深部煤层开采。按现有工作面布置方式,在倾斜方向上均为非充分采动。在此条件下,进行地表移动与变形值预计时,涉及用到采动系数。为此,文中利用唐山开滦赵各庄矿业有限公司地表岩移观测站的实际观测资料,计算和探讨该区域地质采矿条件下深部煤层开采的采动系数及其规律。为今后地表移动与变形值预计提供参考。     

矿山岩体采动影响与控制工程学及其应用

论述了矿山岩体采动影响与控制学的内容、特点、最新进展及其在煤炭工业与国民经济建设中的重要作用。矿山岩体采动影响与控制工程学的主要内容与特点是：研究对象所涉及的范围是从采场直至地表的整个采动岩体；不仅研究受采动岩体的应力、应变及其与原始状态的变化差异，而且研究采动岩体屈服后的大面积的大变形、大位移和大破坏；采动损害既具有不可逆性，又具有可逆性；采动岩体是可复用材料；采动影响的控制，不仅着眼于控制岩体的变形，而且着眼于控制受保护对象的变形．矿山岩体采动影响与控制工程学研究的新进展是：提出了岩体变形的空间分带论、地表变形的空间形态论、岩体和地表变形的地层结构论、岩体和地表变形的地层质量评价论。作者还提出了控制岩体采动影响的７种控制类型，即下沉、变形、水平移动、垂直变形、顶板破坏高度、底板破坏深度及集中应力强度。研究岩体采动影响与控制的意义在于：矿产资源开发及其充分利用；矿区地下和地面的环境保护；矿区水资源保护；矿区山体稳定与安全；矿区采动沉陷地的利用；矿区采掘安全与煤（矿）柱设计；矿山开采损害预测与治理规划。     

岩移“四带”模型与动态位移反分析

为应用岩石力学数值分析方法进行岩层与地表移动计算，采用位移反分析方法，进行了模型识别和理论分析研究。认为：（１）采后覆岩结构具有分带性，结构力学模型应划分为破裂带、离层带、弯曲带和松散冲积层带；（２）岩石的本构方程可以应用内时理论和开尔文－伏尔特流变模型得到；（３）对于线性、粘弹塑性力学问题可应用三点抛物线方程法求得最优估计值；（４）地表水平移动是岩层与松散冲积层倾斜变形引起的，水平移动值取决于倾斜和表土层翘曲变形两种因素。     

建筑物下安全开采深度的观测试验研究

本文从安全开采深度的概念出发,通过对地表移动观测站试验分析,说明建筑物下开采时存在安全开采深度,且对于不同的采矿地质条件,安全开采深度均存在,但安全开采深度值不同,解决三下采煤特别是建筑物下采煤的安全开采问题提供技术依据。     

煤矿安全开采深度的预计与判定研究

煤矿开采向深部转移时,应该存在一个安全开采深度,在该深度以下开采时,地面建筑物不会发生破坏性变形。依据地下开采时地表任意一点地表下沉计算为基础,结合地表倾斜、曲率、水平移动变形,按照砖混结构建筑物的临界变形值,得出了煤矿安全开采深度的判定方法与计算公式,并探讨和分析了安全开采深度的影响因素。     

深部条带开采的开采深度探讨

基于概率积分法的基本原理，在满足条带开采采出率的基础上，对安全开采深度和条带开采的极限开采深度进行了计算分析。探讨了深部条带开采的定义以及合理的开采深度范围。对确定建筑物下深部压煤是否采用条带法开采，具有重要的指导作用和实际意义。     

基于大采高仰采面的煤壁片帮数值模拟研究

片帮往往引起冒顶,而冒顶的扩大引起片帮的加深,甚至使顶板破碎,引起支护方式的失效,造成机电事故、支架失稳等现象,严重影响了矿井的安全生产。为了研究大采高工作面煤壁片帮因素,采用UDEC数值模拟软件,分析了不同采高下和不同工作面深度下煤壁最大片帮深度与采高关系以及工作面埋深的关系曲线。研究得出:随着工作面采高的增大,煤壁最大片帮深度也逐渐增大;当采高小于4 m时,最大片帮深度增长幅度较缓,当采高大于4 m时,最大片帮深度增长较快,说明影响煤壁片帮剧烈程度的分界线为4 m;随着工作面埋深的增大,煤壁最大片帮深度也逐渐增加。该研究为预防大采高煤壁片帮提供一定的理论指导。     

深部开采条件下岩层移动角确定研究

在分析目前深部开采条件下岩层移动角确定存在问题的基础上,在一定的地质采矿条件下,探讨了岩层移动角随开采深度、开采厚度及煤层倾角等的变化规律,建立了深部开采条件下移动角的计算公式。指出在同一矿区,不同的开采深度、开采厚度条件下,移动角并不是一定值,而是与采深、深厚比等存在复杂的非线性关系。最后,实例验证了岩层移动角确定的合理性,从而为最优设计保护煤柱提供理论依据。     

矿山深部开采试验采场地压监测技术研究

某矿深部开采过程中面临着较大的地压灾害问题,为确保下部矿体安全高效的回采,对试验采场采用垂直束状深孔爆破方式进行回采,并对回采过程中的岩体应力和变形情况进行监测分析。数据分析结果有助于进一步掌握开采过程中的地压活动规律,为深部矿体安全高效开采设计提供依据。     

薄基岩厚松散层下充填保水开采安全性分析

为研究薄基岩厚松散层下充填开采安全性,选择五沟煤矿CT101充填工作面为研究对象,通过理论分析、数值模拟和钻孔探测,对CT101充填工作面隔水关键层稳定性进行了分析,揭示薄基岩厚松散层下充填开采覆岩裂隙高度(深度)及其变化规律,并对开采安全性进了分析。结果表明:采高3.5 m,矸石充填率为85%时,关键层未破断,隔水关键层保持完整;下行裂隙多分布在工作面两端,且具有弥合性,随工作面推进周期性增大、减小,实测下行裂隙深5.5 m,上行裂隙高6.41~11.85 m,剩余隔水层组厚度为17.38~23.97 m,工作面可实现安全回采,为类似采矿地质条件下开采安全性分析提供了借鉴。     

充填开采安全深度与保安矿柱圈定研究

地下矿山深度充填开采过程中,保安矿柱的留设不可避免,传统的保安矿柱圈定方法问题明显,以安全深度结合岩移角圈定保安矿柱的方法被认为是可行的,但安全深度的计算方法尚不明确。以三鑫金铜矿桃花嘴矿区为工程背景,采用理论计算、有限元数值模拟方法来研究安全深度,进而圈定保安矿柱。结果表明:通过理论计算,得到临界安全深度为-428.9m,运用有限元数值模拟软件FLAC3D对开采过程中顶板下沉量与塑性区分布、井筒位移与应力变化情况进行模拟,进一步确定了安全深度为-442m。基于安全深度理论对保安矿柱重新进行圈定,与传统方法相比,释放了大量压覆资源,提高了矿产资源利用率。