采场顶板O-X型垮落空气冲击灾害预测

神东矿区煤层地质赋存特点是浅埋深、薄基岩及厚煤层,工作面长度大和推进距离远。开采实践中,均发生过采场顶板大面积垮落的空气冲击灾害。依据采场顶板初次来压的O-X型垮落模式,采用顶板关键块体的回转下沉理论,建立了采场顶板O-X型垮落的空气冲击灾害的耦合模型,用数值差分解法研究了顶板O-X型垮落过程中巷道空气冲击灾害的变化规律。结果表明:1)与顶板自由落体模型和整体切落耦合模型相比,空气冲击灾害时间延长。2)巷道口附近最大的空气冲击灾害发生在顶板垮落结束前,距顶板垮落结束尚有0.21 s的时差。3)距离出口越远,冲击风流速度越低,空气冲击灾害威胁愈小。4)在巷道的不同位置和不同时刻,冲击风速大小不同,在选定密闭墙位置的情形下,可按最大临界流速设计给定材料结构的抗冲击墙厚度参数。     

胶东某矿采场顶板冒落原因分析

矿山采场顶板冒落是地下矿山开采的常见灾害，根据某矿采场顶板冒落的各种现象，分析了其产生的原因，提出了预防顶板冒落的措施，希望能对该矿的采矿生产有指导作用。     

基于Mathew稳定图的采场顶板持续冒落临界阀值研究

采场顶板的稳定性关系到矿山安全生产及经济效益,同时也是选择采矿方法和地压控制方法的主要依据之一。通过采场顶板冒落规律的研究,针对香炉山钨矿目前采空区特点及范围,运用Mathews稳定图法确定采空区顶板持续冒落水力半径,并由此反算得出不同采场跨度下的顶板临界暴露面积阀值,为矿山安全开采提供了重要的基础资料和依据。     

胶东某矿采场顶板冒落原因分析

矿山采场顶板冒落是地下矿山开采的常见灾害,根据某矿采场顶板冒落的各种现象,分析了其产生的原因,提出了预防顶板冒落的措施,希望能对该矿的采矿生产有指导作用。     

复合顶板“三带”高度相似试验研究

安徽矿区某矿的1116(1)工作面主采11-2煤,标高-691.117m～-550.20m,具有典型的复合结构顶板。开采11-2煤能够消除上方法距70m的13-1煤的突出危险性。建立平面相似材料模拟试验,通过模拟实际开采的动态过程,结合顶板的跨落规律,确定出冒落带高度为15.6m,相当于采高的4.59倍,导水裂隙带高度在煤层顶板以上0～45.5m范围内,约为采高的13.38倍。     

急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术研究

针对急倾斜中厚破碎矿体采用浅孔留矿法开采时,存在的采场作业安全条件差、矿石损失贫化大等问题,以锡林浩特萤石矿为工程背景,从岩体可冒性、工艺方法改进、冒落防控等方面对急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术进行了系统研究。通过矿岩可冒性分析,构建了岩体冒落力学模型,计算得到极限冒落跨度值为5.4~6.4 m,小于矿体的平均厚度（7 m）,存在冒落事故风险;从回采作业安全及损失贫化控制角度出发,提出了以垂直深孔落矿阶段矿房法为主的空场嗣后充填开采工艺,给出了采场结构布置方法,采用分段崩矿、中段及阶段出矿方式,确定的合理崩矿步距为1.56 m;在此基础上,分析了采空区顶板冒落冲击风险,计算得到采空区顶板岩体冒落形成的冲击气浪值为34.96 m/s,远远超过了《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423—2020）规定的数值,给出了防治冒落冲击灾害的安全散体垫层铺设方法,确定的合理散体垫层厚度为3.3 m。通过现场工业试验,采场作业安全,矿石回采率提高了7.31%,贫化率降低了7.66%,经济效益显著,可实现该类矿山安全高效开采。     

基于围岩应力监测和振动监测的采场稳定性研究

采用自主设计的多功能监测杆对某金属矿采场开挖过程中的围岩稳定性进行实时监测，记录采场回采过程中监测杆长度范围内岩层垂直方向应力变化和围岩振动事件。结果表明，开挖面积增大会导致围岩所受应力和峰值速度呈现上升趋势，反映出围岩内部发生破裂次数增多，围岩稳定性下降，松动圈深度增加。对于采用集中端头锚固式锚杆进行支护的矿山，锚杆长度大于松动圈深度时，能更有效地控制松动圈演化和岩体冒落。该采场完成为期一个月的开采后，岩层沉降使监测杆长度范围内岩层垂直方向应力增加约3.9 MPa,振动事件强度满足我国爆破振动安全许可标准，综合评价围岩稳定性较好。     

采场边缘塑性区分析

本文将采场简化为裂缝,根据线弹性断裂力学中给出的裂纹尖端应力分布公式,基于Druker-Prager屈服准则,导出了采场边缘塑性区的公式,对塑性区的形状和大小进行了估计。应用该公式可以计算条带法开采的煤柱最小宽度,估算开采工作面顶板的冒落高度,预测底板破坏深度等。     

石膏矿山顶板破坏机理探讨

近几年来，国内的石膏矿山中，大规模采空区顶板冒落事故频繁发生。目前，对于石膏矿山大规模顶板冒落发生机理研究的还很少。根据近几年对石膏矿山的现场调查，结合岩体力学的相关理论和数值模拟技术，得出石膏矿采场顶板冒落及大规模采空区顶板冒落主要是由于石膏矿柱流变特性使其强度变低及随着采区的扩大，石膏矿柱应力增大等而引起的。     

基于FLAC3D对某铜矿深部开采地压活动规律研究

介绍了地压活动规律对矿山深部开采的重要影响,通过应用FLAC~(3D)软件对某铜矿59#矿体开采过程中的两种工况进行数值模拟计算研究,发现59#矿体在开采至十五中段时,对围岩扰动较小,不会出现顶板大面积冒落的情况;开采对3#采空区稳定性影响最大,对2#采空区稳定性影响最小;废石充填对维护空区稳定有一定作用,但作用不大;随着59#矿体开采深度的不断增加,其对断层的影响程度也逐渐增加;废石充填对断层稳定性影响较小。从而得出随着开采深度的增加,对围岩扰动越来越大,围岩稳定性降低,顶板发生突然冒落的可能性较大,一旦顶板发生突然冒落,井下会出现较大响声和振动,但由于该铜矿采用崩落法开采,采场上部有大量冒落覆岩,顶板突然冒落不会形成冲击地压。     

厚、硬顶板采场覆岩动态变化规律研究

基于采场覆岩的弹性模量、泊松比、抗压强度等参数服从Weitul分布的假设，建立厚、硬板条件下采场的有限元计算模型，用岩石破裂分析系统（耐），模拟不同开采方式的覆岩冒落与支承压力的动态变化规律，计算结构显示厚、硬顶板冒落模式有三种：（1）拱形破断与冒落；（2）短块状破断与冒落；（3）大块破断与冒落。这对研究厚、硬顶板开采工艺和设备的选型有重要的参考价值。     

顶板崩落变形破坏过程的数值分析

采用数值方法建立三维计算模型,分11个步骤对采场开挖的全过程进行数值模拟,得到开挖后空区围岩的水平位移、竖向位移和塑性区分布情况,进而分析矿区顶板自然崩落规律的变形破坏情况。由于采场的开挖,导致岩体内部应力释放,围岩位移指向空区内部,水平位移最大处出现在采场采矿区的两侧边帮处,位移方向均指向采空区内部。随着开挖宽度的扩大,竖向位移呈圆弧曲线形式由采场顶板向岩体内部不断扩张。开挖过程中,空区顶板首先由剪切破坏导致岩体破裂下落,出现采场顶板冒落现象,采场采空区的顶板中央上部岩体随着顶板冒落不断往下变形,出现一定高度破坏区域的岩体。当采场开挖面积进一步扩大时,采场顶板上方的岩块将无法维持稳定状态,出现持续崩落现象。     

采动覆岩“三带”高度相似模拟及实证研究

基于采动覆岩破坏、断裂机理及其裂隙分布、发育特性,采用相似材料模拟实验方法,对杜儿坪矿68303工作面采动覆岩"三带"进行了研究;通过分析采空区顶板断裂、离层、下沉、裂隙分布及延伸特性,得出冒落带高度12.5 m,裂隙带高度37.5 m,弯曲下沉带高度大于80 m;采用仰斜钻孔分段注水及钻孔参数分析法现场实测了冒落带、裂隙带高度,与相似模拟实验结果进行了对比,分别相差0.8,2.5 m。表明基于采动覆岩裂隙分布特性的相似模拟实验研究结果合理、可靠,可以作为工作面顶板"三带"高度研究的有效手段。     

采场顶板坚硬条件下覆岩裂隙发育规律试验

为研究坚硬顶板条件煤层开采后覆岩裂隙发育规律,利用相似模拟试验,对东胜煤田某矿区典型工作面进行试验研究.研究结果表明,采场推进过程中,离层裂隙较断裂裂隙发育要快,并且断裂裂隙总是位于采空区两端和开切眼上方,呈梯形分布;冒落带与裂隙带的分界点高度在50～60 m处;开采工作面推进至65 m时,基本顶初次来压;推进至85、...     

综采工作面端面顶板稳定性研究

针对综采面因发生端面顶板冒顶事故而影响工作面正常生产的情况,采用理论分析对端面顶板沿采场走向方向上的拉应力及沿顶板厚度方向上的剪应力进行了计算；运用UDEC软件对红石岩煤矿不同端面距及不同支护强度时端面顶板的冒落状况进行了数值模拟,得出了红石岩煤矿端面顶板能保持良好稳定性的条件.     

灵新矿西天河下开采试验研究

通过对顶板冒落带、导水裂隙带、弯曲下沉带的调查研究,确定"三带"高度,采用相似材料模拟实验予以验证,选择合适采高,最终实现西天河下安全开采。     

基于BOFDA的覆岩采动"两带"变形表征研究

为研究荫营矿150313工作面两带高度的光纤应变表征方法,分析了BOFDA的应变监测原理,建立了光纤应变表征冒落带和裂隙带岩层变形的力学分析模型,详细分析和讨论了两带范围内岩块位移变形时水平光纤、垂直光纤的应变变化特征,得出光纤应变变化和岩层破断垮落强度、垂直位移量成正相关关系;光纤应变突变点表征了岩块的破断垮落位置,光纤应变突变点之间的范围表征了岩层变形的范围。并进行了基于BOFDA技术的平面模型相似模拟试验,试验结果表明,两带发育规律和BOFDA光纤应变曲线有明显的对应关系:垂直光纤应变不仅表征了采动两带在采场横三区横向演化过程的变形特征,还表征了岩层垮落的高度和垮落强度;水平光纤应变曲线不仅表征了两带范围内岩层的垮落范围和垮落强度,其多级凸台曲线同样表征了采场横三区岩层破断垮落的不均衡性。相似模拟试验得到该工作面的实际冒落带高度和裂隙带高度,与理论计算数值吻合,符合该矿实际情况。研究结果为BOFDA技术在上覆岩层变形的物理模型试验中应用提供了可靠依据。     

采场顶板冒落机理及控顶技术探讨

金属矿地下开采过程中，采场顶板稳定是矿山正常、高效回采的前提。而采场顶板冒落机理复杂、影响因素多，若缺乏严格的控顶措施，会带来严重危害。本文从顶板冒落机理出发，总结归纳出六种控顶措施，并分述其作用原理及优缺点，为矿山的采场顶板管理提供了重要的理论依据。     

罗河铁矿高阶段采场充填体应力解析与强度设计

为了获得罗河铁矿高阶段采场充填体最优强度，通过分析高阶段采场充填体的受力特征，应用理论力学构建高阶段采场充填体应力解析模型，分析了充填体应力与采场长度、采场宽度的关系，最后结合应力解析模型计算获得充填体最优强度。结果表明，充填体暴露高度越高，充填体内垂直应力越大；充填体强度越低，充填体高度对其垂直应力的影响越敏感。罗河铁矿阶段采场高度为80 m＜H≤85 m时,充填体强度不低于2.5 MPa，当采场高度60 m＜H≤80 m时,充填体强度不低于2.3 MPa；分段采场高度30 m相似文献   

采场顶板大面积冒落的破坏性及防治原理

本文利用流体力学理论和能量理论，论述了采场顶板大面积冒落的破坏机理，分析了防治顶板大面积冒落的各种主动措施。