采动覆岩中关键层运动对围岩支承压力分布的影响

运用数值模拟方法,主要分析了关键层的破断、关键层相对位置及采深等对围岩支承压力的影响;同时,研究了采空区支承压力的分布规律.研究结果对采场围岩的控制提供了一定的理论依据.     

基于神经网络的煤巷锚网支护方式优选

在煤巷围岩稳定性影响因素分析的基础上 ,应用神经网络理论建立了煤巷锚网支护方式优选模型。模型在兖州矿区的应用表明 ,它能合理选择煤巷锚网支护方式。     

充填采煤理论与技术的新进展及展望

充填采煤是绿色开采的核心,在综合阐述煤矿充填采煤技术发展历史的基础上,介绍了近年来我国综合机械化充填采煤理论及技术取得的重大突破,包括:长壁工作面采充一体化原理、综合机械化固体充填采煤技术、密实充填有效控制岩层运动的目标、充填采煤岩层移动预计的等价采高理论、密实充填采煤岩层移动的解析计算公式和充填采煤岩层移动与地表沉陷实测比较等.指出了研发新型低成本充填材料、提升充填采煤装备自动化水平、建立充填采煤基础理论与相关评价体系、协同充填采煤与地下水环境保护是煤矿充填采煤技术发展的必然趋势.     

顶板隔水层关键层耦合作用规律研究

在煤矿开采过程中，如果覆岩裂隙扩展至贯穿隔水层，则会诱发地下水或地表水大量涌向采场，导致煤矿淹井事故．利用RFPA^2D-Flow软件建立了隔水层关键层耦合的采场推进模型，计算并分析了裂隙场的发育和分布，绘制了顶板水渗流量曲线．讨论了与裂隙发育密切相关的覆岩支承压力与中间岩层厚度、关键层厚度及破断闻的关系．结果表明：关键层未破断时，中问岩层厚度对隔水层裂隙发育作用不明显；厚关键层对隔水层能起较好的保护作用．     

潞安矿区奥陶系岩溶演化主控因素分析

通过野外调查、室内实验与钻探资料对比分析对潞安矿区奥陶系岩溶演化主控因子特征进行研究.结果表明:1) 加里东-海西期老岩溶形成在奥陶系顶部的峰峰组内;新构造运动期新岩溶只发育在裸露区-浅埋区和新断裂带上,形成多层水平岩溶洞穴.2) 中奥陶统存在3个韵律结构使浅部新岩溶发育产生强弱相间的层控现象;石膏层的膏溶作用产生了膏溶角砾岩带、压碎岩带和裂隙带,是泥灰岩段成为裂隙岩溶含水段的主因.3) 浅部走向强径流带与贯穿深浅部的逆倾向弱径流带的共同作用,使CaCO3 ,MgCO3溶蚀区域很局限,新岩溶只在浅部与老岩溶叠加;中深部老岩溶和陷落柱处于沉淀充填状态.4) 新构造断裂带是矿区西部岩溶地下水获得浅层地下水越流补给的通道,也是弱富水区中强富水带.     

承压破碎岩石非Darcy渗流的渗透特性试验研究

地下工程中的破碎岩石在渗流过程中其结构发生两方面变化,一方面由于水压的作用引起孔隙结构发生变化,另一方面固体材料之间的接触应力造成棱角破损。因此,承压破碎岩石的渗流不同于自然堆放状态下的堆石渗流,其渗透特性随着位移或载荷的变化而产生显著变化。基于MTS815.02型岩石力学试验系统及破碎岩石渗透仪,利用稳态渗透法及轴向位移控制法测定了粒径分别为5mm―10mm、10mm―15mm、15mm―20mm、20mm―25mm以及混合粒径的破碎砂岩、煤矸石及灰岩在承压过程中非Darcy流的渗透特性,给出了岩样在不同轴向位移水平下的孔压梯度与渗流速度关系曲线,得到了渗透特性随孔隙率的变化规律,揭示了Darcy流偏离因子可能为负的现象。研究表明:1)随着孔隙率的减少,渗透率呈现整体下降的趋势,而Darcy流偏离因子的绝对值呈现整体上升的趋势;2)破碎岩石的渗透性不仅和外载水平及当前孔隙度有关,还与碎石的粒径、颗粒的排列方式以及初始孔隙结构(如初始孔隙通道)等有关;3)三种破碎岩石渗透率的量级为10-16m2―10-12m2,Darcy流偏离因子的量级为1012kg/m4―1015kg/m4;4)当颗粒的破碎细化现象严重时,Darcy流偏离因子出现负值的可能性较大。     

采场覆岩复合关键层的判别条件

当采场覆岩中存在两层邻近坚硬岩层时，在一定条件下会形成复合岩层，整体变形破坏，其强度和刚度将大大加强，将对整个采动覆岩变形、破断、移动全过程产生影响。利用现代力学原理，推导出了两层硬岩中间有一层软弱夹层时，能形成复合岩层的条件是软弱夹层与硬岩接触面上的剪应力不超过接触面上的抗剪强度，据此建立了能形成复合岩层的判别公式，将复合岩层用一等效单一岩层代替，即可用单一关键层的判别方法判别复合关键层。     

综放采场围岩─支架整体力学模型及分析

在初步建立综放采场围岩─支架整体力学模型的基础上，重点分析了采场支架与围岩耦合作用关系和基本顶刚性块的稳定性，以及关键层（基本顶）上部的载荷分布规律和其破断规律。     

SURFACE SUBSIDENCE ANALYSES BASED ON THE PRINCIPLE OF EXPANSION AND RECONSOLIDATION OF THE BROKEN ROCK STRATA

The results of experimental studies about the characteristics of broken rock expansion and reconsolidation were briefly introduced in this paper, and the surface subsidence coefficient under critical mining conditions was also analysed based on the principle of expansion and reconsolidation of the broken rock strata, a equation to calculate the corresponding surface subsidence was finally produced. This calculation method can be used to calculate more accurately the convergence quantity of consolidated rocks in the broken zone of the working face. In addition, case analyses by using the introduced calculation method were conducted and satisfactory results were obtained.     

相邻亚关键层破断对采场来压的影响分析

采用具有2层亚关键层的采场矿压模型，通过力学分析，给出相邻亚关键层破断对采场来压步距影响的计算公式，并用具体算例及其数值模拟说明了相邻亚关键层破断与采场矿压所受影响间的相互关系．