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1.
为解决传统巷道布置条件下复合顶板软弱岩层沿空巷道存在顶板易变形、易失稳、易冒落,无法长久维持巷道围岩稳定性等一系列难题,本文基于错层位外错式巷道布置方式,利用相邻区段间巷道空间化结构关系,提出综放复合顶板错层位外错式相邻区段巷道联合支护技术,理论分析该支护技术的围岩控制作用机理,采用FLAC3D数值模拟软件对错层位外错式巷道布置条件下相邻区段巷道联合支护方案进行研究并与传统巷道布置下常规支护方案进行对比。模拟结果表明:采用“错层位外错式巷道布置+相邻区段间巷道联合支护技术”为核心的综合围岩控制措施,可加强易离层垮落顶板的支护强度,使围岩应力在联合支护的作用下趋于均衡,从而最大限度地发挥支护体系的支撑作用,达到巷道稳定的目的。  相似文献   
2.
地质建模时手工拆分断层工作繁琐且十分耗时,而且断层拆分精度受主观因素制约,特别是在复杂断块区域,可能会造成错误的拆分结果。此外,由于不同工区的地质问题不同,解释精度要求也不一致,致使自动拆分断层难度极大。为此,提出了一种基于张量投票的自动拆分断层方法。该方法的核心是利用张量投票算法计算原始断层点集的方向信息,然后结合断层文件中的空间位置和断棱编号信息,融合现有地质认识,实现断层的自动拆分。具体流程为:①将所有散点编码,并以球张量的形式表现;②根据尺度参数计算所有散点的球张量场并进行张量投票;③对投票后的张量场进行特征值分解,得到所有散点的法向量,进而计算所有散点的瞬时倾角和瞬时倾向;④根据断层点集的方向信息和空间位置信息初步拆分断层;⑤在初步拆分基础上融合地质认识精细拆分断层。模拟数据和实际数据应用表明,基于张量投票的自动拆分断层方法可极大提高断层拆分命名的工作效率和拆分精度。  相似文献   
3.
武涛  张光磊  王仲伦 《中国矿业》2021,30(8):166-172
基于沟壑地貌对采场矿压显现有较大影响的工程实际,以王家岭煤矿12309工作面为研究对象,采用理论计算与相似材料模拟的方法,针对沟壑地表对岩层破断角的影响规律进行了研究。结合弹性力学及岩石力学理论,建立了岩梁破断角力学模型,推导出了包含岩梁破断角α与岩梁承载载荷q、岩梁抗拉强度R_T及岩层内摩擦角φ的岩梁破断角的理论公式。岩层破断角α随抗拉强度R_T的增加而呈对数函数形式增加。岩层破断角α随岩层载荷q的增加呈现二次函数形式减小,且岩层破断角α范围在60°~70°之间。相似材料试验表明:谷底处应力大于坡顶,上坡开采阶段裂隙更为发育,且关键层下沉量较大,谷底处有应力集中现象,同时通过相似模拟试验验证了破断角计算公式的合理性。  相似文献   
4.
采动覆岩卸荷膨胀累积效应   总被引:2,自引:0,他引:2  
地下煤层开采引起的岩层运动是一系列安全和环境问题的根源,研究采动岩层运动规律是安全、高效、绿色开采的重要基础。通过对岩层运动过程的研究,揭示了采动覆岩卸荷膨胀累积效应及其对岩层运动规律的影响机制。研究表明:采动覆岩经历了卸荷膨胀与再压实的动态过程。受关键层结构控制,上覆岩层由下向上成组破断运动,关键层破断前,阻断了上覆载荷向下方岩层的传递,导致其因卸荷而产生膨胀,包括碎胀与弹性膨胀。随着关键层破断高度增加,覆岩卸荷高度同步增大,因卸荷而膨胀的岩层总厚度不断增大;同时卸荷煤岩也受到已破断关键层载荷的压实作用,从而造成覆岩卸荷膨胀总量的不断变化。将这种覆岩卸荷膨胀总量随覆岩卸荷高度动态变化的现象定义为采动覆岩卸荷膨胀累积效应,进而建立了理论模型,并通过淮北海孜煤矿巨厚火成岩下采煤覆岩裂隙实测进行了验证。结果表明,采动覆岩卸荷膨胀累积效应对采动岩层运动规律产生了重要影响,如影响覆岩关键层下离层量,影响覆岩关键层贯通破断的高度,影响不同开采条件的地表下沉系数等。采动覆岩卸荷膨胀累积效应改变了对离层存在形式的传统认识,该效应的存在导致关键层下最大离层量一般小于采高的10%,覆岩可注浆充填空间并非传统认识上的“离层区”,而主要是注浆充填压力“压实”作用下将覆岩卸荷累积膨胀所转化出的那部分空间,该发现指导了覆岩隔离注浆充填绿色开采技术的创新研发及其在建筑物压煤开采中的成功实践。  相似文献   
5.
准噶尔盆地南缘中、下组合构造普遍位于中浅层砾岩层之下,砾岩层具有横向展布范围广且不规则、纵横向速度变化大等特点,严重制约中、下组合目标的精细落实。因此,搞清砾岩层结构及分布特征,对下伏构造形态和高点位置的准确落实尤为重要。结合微测井、钻井、测井资料以及地震剖面对准噶尔盆地南缘四棵树地区中浅层砾岩层结构特征进行分析,对低速和高速砾岩层的顶底界面进行识别刻画,并分区、分段建立了砾岩层时深关系曲线,用于指导深度域下组合构造成图和叠前深度偏移中浅层速度模型的建立。实例应用证明,南缘四棵树地区中浅层砾岩层识别刻画对准确落实构造目标,提高地震剖面成像品质至关重要,同样也可以在准噶尔盆地南缘其他类似地区进行推广应用。  相似文献   
6.
《工矿自动化》2019,(12):50-53
针对目前对煤层支承压力的研究大多基于工作面上覆岩层结构均化处理展开,未充分考虑其内在结构影响的问题,基于岩层控制关键层理论,通过改变关键层位置、厚度等,对典型关键层结构下覆岩采动应力分布规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:随着关键层与煤层间距增大,工作面超前支承压力峰值逐渐减小,关键层下方软岩层超前支承压力峰值先减小后趋于稳定,关键层上方软岩层超前支承压力峰值先增大后趋于稳定,应力集中区域范围减小;随着关键层厚度增大,工作面超前支承压力峰值先增大后趋于稳定,上覆岩层超前支承压力峰值逐渐增大,应力集中区域范围增大。  相似文献   
7.
为深入研究赤峪断层在紫晟煤业的落差及延展方向,减少构造损失煤量。通过地表踏勘查看断层出露情况,井下钻探探测断层延展位置,补充施工地质勘探钻孔对比岩层缺失层位,判明了区域性赤峪断层在紫晟煤业东南部呈现为4条密集分布的断层组,断层组在2-107工作面外围约115m,断层破碎带宽约220m,总落差190~325m,由西南至东北部总落差逐步减小。  相似文献   
8.
针对宽沟煤矿“3·7”、“3·8”震动事件呈现短时间隔“连锁”效应的现象,采用现场实测方法研究两煤层开采后的岩层结构特征,采用理论分析、微震监测的方法分析了两煤层开采形成的结构形态与失稳演化过程,基于数值模拟方法揭示了两煤层开采坚硬顶板联动效应引起的煤体应力演化过程,提出了两煤层联动冲击致灾机制。研究表明:I010203面形成了侧向悬顶的结构,实测确定了结构Ⅰ的悬顶长度为18.5~37.5 m,两煤层坚硬顶板呈现由低位向高位、煤柱侧向实体侧失稳的演化过程,揭示了两煤层坚硬顶板联动演化过程;通过数值模拟、采前PASAT探测获得了结构Ⅰ和结构Ⅱ联动过程的应力演化特征,认为岩层结构的变化是煤(岩)体应力的演化的重要原因,联动过程临空巷道应力不断升高,加剧了工作面冲击危险性;两煤层开采扰动致使坚硬顶板联动,剧烈释放结构Ⅰ与结构Ⅱ积聚的弹性能,诱发高静载条件的临空巷道冲击显现或局部巷道变形。  相似文献   
9.
上覆煤层开采后,在煤层底板形成原岩应力区、弹性应力增高区、塑性区、卸压区、应力恢复区和压实区等6个区域,上覆煤层遗留边界煤柱附近围岩内形成"椭圆应力拱"结构,前拱脚位于应力恢复区,后拱脚位于弹性应力增高区,上覆岩层载荷通过前、后拱脚传入底板,并对下伏煤层巷道产生附加应力,明显影响到下伏煤层巷道稳定性.基于此,构建上覆煤层"椭圆应力拱"结构力学模型,数值模拟计算"椭圆应力拱"的圆心坐标、轴长和拱脚位置等形态参数,确定上覆煤层底板各区域宽度及其等效载荷,并计算下伏煤层底板巷道附加应力.研究表明,底板巷道附加应力与上覆煤层采高、煤层间距及巷道水平错距等密切相关.结合布尔台矿具体开采条件,依据围岩稳定性判据,合理确定下伏42煤开切眼与上覆22煤遗留边界煤柱的水平错距.  相似文献   
10.
建筑物(村庄)下压煤开采一直是困扰我国煤矿的重大技术难题。针对充填采煤技术面临的难点与挑战,结合煤系层状覆岩移动特点和控制要求研发了基于关键层控制的部分充填采煤技术。研究揭示了覆岩关键层对地表沉陷控制机理;建立了基于关键层控制的地表沉陷控制模型及部分充填采煤的设计方法;研发了采空区条带(墩柱)充填、冒落区嗣后充填和覆岩隔离注浆充填等部分充填采煤技术,已在淮北、淄博、阳泉、皖北等矿区10余对矿井的40余个工作面成功应用。部分充填采煤技术充分利用了覆岩结构的自承载能力,减少了充填工作量、降低了充填成本,是高效低成本的建筑物压煤充填开采技术。  相似文献   
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