神东矿区浅埋煤层开采覆岩移动与裂隙分布特征

以神东矿区3类典型的煤层赋存条件为主要研究对象,采用实验室相似材料和计算机数值模拟的方法,分析了浅埋煤层长壁开采覆岩移动与裂隙在水平方向和垂直方向的扩展与分布的动态演变特征.研究表明,随工作面的推进,覆岩会出现与地表同步垮落现象;工作面推进越快,裂隙扩展的时间越短,裂隙闭合也越快;覆岩强风化带的存在,有利于消解部分采动裂隙.     

超高水材料开放式充填开采覆岩控制研究

以陶一矿超高水材料开放式充填开采为背景,介绍了超高水材料开放式充填开采效果的评价方法,并对其覆岩控制效果进行了分析和评价.结果表明：超高水材料的渗透效果与存在裂隙的多少及其导通性有关.采用该方法进行充填开采后,充填率可接近90%,覆岩控制效果良好,地表未发生明显变化,采空区及其顶底板岩层中几乎所有导通的缝隙和部分离层空间都被超高水材料充填密实,工作面瓦斯含量也有明显降低.     

条带开采煤层间岩体应力分析

在材料力学简支梁理论基础上,建立了多煤层条带开采上下条带的煤柱完全不对齐时煤层间岩体的力学模型,分析并计算了各种地质和采矿因素(如采深、层间距、采出率等)对多煤层层间岩体稳定性的影响,研究了层间岩体应力的变化规律,并得出了层间距及下煤层采宽对保持煤层间岩体的稳定性有着重要作用的结论.最后结合峰峰矿区开采实例,预计了一定采深下,合理的下煤层采宽.     

条带开采煤层间岩体应力分析

在材料力学简支梁理论基础上,建立了多煤层条带开采上下条带的煤柱完全不对齐时煤层间岩体的力学模型,分析并计算了各种地质和采矿因素（如采深、层间距、采出率等）对多煤层层间岩体稳定性的影响,研究了层间岩体应力的变化规律,并得出了层间距及下煤层采宽对保持煤层间岩体的稳定性有着重要作用的结论.最后结合峰峰矿区开采实例,预计了一定采深下,合理的下煤层采宽.     

浅埋近距离煤层开采的覆岩与地表下沉规律

神东煤田主要赋存浅埋近距离煤层,目前顶部单一煤层开采以及下煤层重复采动的覆岩与地表下沉规律研究有待完善.采用实测分析,物理模拟和数值模拟的方法,揭示了单一煤层开采及下煤层重复采动的地表下沉影响因素,下沉系数与采高无直接关系,与载基比(松散层厚度/基岩厚度)基本呈正相关.其他条件一定时,层间距越大,重复采动的地表下沉量越小.大柳塔矿1-2上煤层开采后,覆岩离层裂隙主要在基岩中发育,土层依附于基岩呈整体下沉,地表下沉系数为0.79.重复采动基岩与土层下沉加剧,地表有下行裂隙发育,下沉系数为0.85,地表下沉曲线与基岩相比更为缓和.     

充填开采时上覆岩层的活动规律和稳定性分析

采空区充填开采为“三下”煤炭的合理开采创造了条件，本结合现场地质条件，分析了采空区全部充填条件下，充填体压缩率对上覆岩层活动的影响规律，分析了该条件下关键层的稳定性及其对上覆岩层活动的影响，提出了保持岩层移动在合理范围的充填体允许压缩率，研究结果可为采空区充填开采的有效实施提供参考。     

厚煤层不同开采方法覆岩破坏规律研究

在对不同开采方法覆岩破坏高度实测资料分析对比的基础上，研究了冒落岩层高度及碎胀性与覆岩破坏高度的关系，探讨了开采方法对覆岩破坏高度的影响，其结论对于覆岩破坏理论研究及水体下采煤实践具有促进与指导意义．     

急倾斜厚煤层条带开采的煤柱稳定性实测研究

沛城煤矿东二采区位于沛县县城中心区下方，开采单一急倾斜厚煤层。１９８９年开始用条带采煤法试采，条带采留比为２０ｍ∶２５ｍ。在试采期间，进行了长达２年的井下观测，并对观测数据进行了分析研究。试采完全成功，采出煤炭１８．６万ｔ，县城中心区地面最大下沉值８１ｍｍ，建筑物完好无损，节省了大量迁城费。     

厚煤层不同开采方法覆岩破坏规律研究

在对不同开采方法覆岩破坏高度实测资料分析对比的基础上,研究了冒落岩层高度及碎胀性与覆岩破坏高度的关系,探讨了开采方法对覆岩破坏高度的影响,其结论对于覆岩破坏理论研究及水体下采煤实践具有促进与指导意义.     

煤层开采过程中上覆岩层裂隙演化规律研究

以淮南煤矿典型工作面为例,采用离散元数值软件UDEC(universal distinct element code)对工作面回采过程中上下煤岩体内应力场的变化及直接顶冒落过程进行了模拟,分析了上覆煤岩体裂隙产生、发展的形成过程,得到了上覆煤岩裂隙演化规律。研究结果表明,倾向方向工作面回采后,上覆煤岩体内产生冒落、裂隙带和离层带,在工作面内上角位置产生O型圈裂隙带,裂隙发育最大高度为45m。煤层走向回采方向得到了初期来压步距约50m,周期来压步距约20m,上覆煤岩体裂隙在采空区上方约呈45°角发展,并随工作面的前进由下向上、由后往前依次演变。该结果对于煤与瓦斯共采中瓦斯抽放钻孔方位的布置具有工程指导意义。     

多煤层开采时条带空间位置对岩层移动的影响

本文在采用弹塑性有限单元法模拟的基础上,得到了多煤层条带空间位置与岩层及地表移动间的关系。给出了下沉系数q、水平移动系数b,主要影响范围角正切tgβ与上、下煤层条带间水平错距l、层间距h、累计采厚m的计算公式。根据这些计算公式计算的结果与实测相比符合较好。     

某金属矿床充填法开采稳定性数值模拟研究

针对某金属矿床开采环境较为复杂,采用上向水平分层充填法开采,利用已经掌握的关于空区几何形态、矿岩特性等已知条件,建立矿体三维数值模型,通过数值模拟分析使用充填法开采矿体的稳定性.生产结果表明,应用数值模拟结果指导采矿方法和开采工艺设计是合理的,模拟结果为类似条件下矿山的开采提供了参考.     

急倾斜煤层开采上覆岩层运动规律模拟研究

相似材料模拟试验是研究矿山压力及围岩运动的重要手段.本文以平顶山煤业(集团)有限责任公司十三矿己15-17-12041工作面为模拟对象,对己组煤开采上覆岩层运动规律进行相似材料模拟试验,通过对模拟试验结果分析,得出己组开采上覆岩层的运动规律.     

急倾斜煤层开采上覆岩层运动规律模拟研究

相似材料模拟试验是研究矿山压力及围岩运动的重要手段.本文以平顶山煤业(集团)有限责任公司十三矿己15-17—12041工作面为模拟对象,对己组煤开采上覆岩层运动规律进行相似材料模拟试验,通过对模拟试验结果分析,得出己组开采上覆岩层的运动规律.     

巷道矸石充填控制覆岩变形的力学机理研究

建立了巷道矸石充填的力学模型,并应用Ritz法求解了煤柱位移场的弹性解.根据弹性-黏弹性对应原理,通过引入Maxwell体流变模型,求解了煤柱位移场的黏弹性解.得到了煤柱的压缩变形、侧向变形等随时间及充填体材料特性的变化规律,由此可确定充填巷采煤柱的变形特征,并估计了煤柱最终变形量及变形稳定时间等.将研究结果与某矿区充填开采实测变形规律比较,两者具有较好的吻合.     

薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动规律研究

系统地进行了地下水动力学参数、覆岩力学组合结构特征与基岩风化带的阻隔水特性试验。结果表明:风积沙层底部含水层为强含水层;主采煤层上覆覆岩泥岩强度高于砂岩;砂岩孔隙率高、含水量大,抗压抗拉强度比值高;泥岩和砂岩的粘土矿物含量均低。具有典型的脆性易裂、抗扰动能力差和再生隔水能力弱等新的破坏移动特性。并通过多因素拟合确立了薄基岩浅埋煤层覆岩采动破坏"两带"高度的动态变化特征,提出了长壁工作面开采防止突水溃砂的调控技术,成功应用于榆阳煤矿并实现绿色保水开采。为陕北榆神大煤田薄基岩浅埋煤层进一步推广高效开采技术和保护生态环境实现绿色保水开采奠定了基础。     

矸石充填采煤覆岩移动的弹性地基梁模型分析

基于弹性基础梁解析方法,考虑顶板岩梁触矸前的下沉,建立了长壁工作面采空区矸石充填顶板岩梁力学模型,推导了岩梁下沉基本微分方程,实验得出矸石地基系数为26～127MN/m3.分析了矸石充填条件下矿压显现规律及影响因素、岩梁下沉与地表下沉的关系,结果表明:工作面煤壁后方10～20m后顶板岩梁下沉就接近最大值,矸石地基系数是影响采空区顶板下沉最重要的因素,煤壁附近充填矸石承受的压力随地基系数变化而变化,减少地表下沉最有效的途径是增加kg值和减小W1值,控制煤层之上直接顶板的下沉是控制地表下沉的关键.在煤厚2.1m、埋深437m的条件下工业试验表明,W1可以减少至12～64mm,实测的地表最大下沉平均值为253mm,与解析法预测的261mm很接近.     

兖州矿区放顶煤开采覆岩破坏规律探测研究

在利用井下仰孔探测技术探测了三个矿井放顶煤开采覆岩破坏高度的基础上,总结分析了导水裂隙带的形态特征及其最大高度发育过程,所得结论对于进一步研究放顶煤开采覆岩破坏规律及安全生产具有重要的参考与实用价值.