近厚松散含水层下综放覆岩破坏特征及安全开采分析

为研究距厚松散含水层较近的煤层综放开采覆岩的破坏特征,分析综放工作面开采的安全性,先对区域上覆地层的工程地质及水文地质特征进行了分析,并采用UDEC4.0数值模拟软件,分析了不同基岩厚度条件下综放开采覆岩变形破坏特征。研究结果表明,底部松散含水层富水性弱,补给条件差,可留设防砂煤柱;综放开采时,基岩厚度变化对工作面开采覆岩的移动变形破坏影响显著,垮采比为3.55,当其厚度小于40.4 m时,易引发压架及突水溃砂事故。     

综放开采条件下白垩系覆岩破坏规律研究

为确保多伦协鑫煤矿综放回采工作面不受上覆第三系含水层影响,确定留设安全煤（岩）柱的合理厚度,须掌握综放开采条件下白垩系覆岩破坏规律。基于覆岩破坏高度现场实测结果,结合实验室相似材料模拟试验,得出了综放开采条件下白垩系覆岩破坏＂两带＂高度与采高之间的比例关系,取垮采比5.61,裂采比12.21,作为7号煤上分层综放开采条件下合理留设安全煤（岩）柱的数值依据。经过与开采条件相似矿井的覆岩破坏相关数据对比分析,认为白垩系岩层覆岩破坏具有裂采比较小、垮采比较大的特点,符合软弱类型覆岩的破坏规律。     

厚松散层及超薄覆岩放顶煤开采冒裂高度模拟研究

通过对厚松散层超薄覆岩水体下放顶煤开采的相似模拟研究，得出不同采放比条件下覆岩最大冒高和有效裂高位置。研究结果应用淮北芦岭矿810采区，在防水煤柱内不留煤柱进行放顶煤开采，经过两个工作面的成功试采，已经取得了显著技术经济效益。     

巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采覆岩破坏高度研究

为了确定巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采条件下覆岩破坏特征,以老虎台矿55003工作面为对象,采用数值计算、微震监测和瞬变电磁探测方法对区域分层综放开采过程中覆岩破坏高度进行分析,确定了采出厚度与覆岩破坏高度的关系。研究表明,抚顺矿区巨厚煤层软弱覆岩条件下覆岩破坏高度与采出厚度呈线性正相关,覆岩破坏高度为采出厚度的8.4倍。巨厚煤层软弱覆岩的破坏高度比坚硬覆岩综放开采要小。覆岩破坏主要受到油页岩和绿色页岩组成的岩层结构的制约,同时受到F7-1断层和F7断层的影响。     

厚松散层薄基岩综放开采覆岩破断机理研究

采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对厚松散层超薄基岩厚煤层综放开采覆岩的破断机理以及对采动裂隙发育的影响进行了深入研究。研究结果表明：超薄基岩在风化作用下,力学性质大幅度降低,煤层顶板中无基本顶关键层,工作面推进过程中形成动态平衡的应力拱,拱脚分别位于采空区稳定矸石上和工作面前方煤壁内,在应力拱的作用下,工作面矿压显现不明显;应力拱阻止了采动裂隙的发育,应力拱最终发育高度决定了采动裂隙的发育高度,采动裂隙在风化基岩中发育速度快,也极易闭合,虽然采厚较大,但最终有效导水裂隙带发育不高。研究结果合理解释了厚松散层超薄基岩综放开采静压大、动压小,动载系数小、采动裂隙发育不充分等现象,实现了超薄基岩下厚煤层综放开采安全高效生产。     

厚松散层综放开采地表沉陷规律及特点

文中通过对厚松散层综采放顶煤开采地表沉陷变形规律的研究,初步揭示了厚松散层综放开采条件下地表移动的特征,得出了该条件下地表移动与变形规律的特点,为今后指导“三下”采煤及征迁赔偿等工作打下了理论基础。     

王庄煤矿综放开采地表移动与覆岩破坏规律研究

通过对王庄煤矿6206工作面地表岩移规律和覆岩破坏规律的研究,揭示了该矿综采放顶煤条件下地表沉陷变形规律和覆岩破坏规律,为今后指导"三下"采煤及土地征迁赔偿等工作打下了良好的基础.     

王坡煤矿综放开采地表移动与覆岩破坏规律研究

以王坡煤矿为实验矿井,通过地表移动观测、钻探和钻孔电视探测等手段,对王坡煤矿3202综放工作面地表移动规律和覆岩破坏规律进行研究,揭示了该矿综放条件下地表移动变形规律和覆岩破坏规律。研究成果为今后指导该矿及其他类似条件矿区三下采煤提供了依据和经验。     

软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度研究

导水裂缝带发育高度是预防煤层顶板突水的主要技术参数,与煤层采厚、开采方法、覆岩岩性等采矿、地质因素相关。为探查敏东一矿软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度,采用钻孔冲洗液漏失量观测方法进行现场实测,实测结果表明:综放采厚为7.7 m时,导水裂缝带发育高度为79.78 m,裂高采厚比为10.36。同时采用数值模拟、相似材料模拟对实测结果进行验证,模拟结果证实实测数据准确。     

厚松散层薄基岩条件覆岩破坏特征综合研究

为了合理留设海孜煤矿浅部工作面的露头安全保护煤(岩)柱,从而解放大量浅部压煤,采用相似材料模拟试验、数值模拟分析、经验公式计算及现场实测4种方法对深厚松散含水层下覆岩破坏特征进行综合分析,建立了一整套适合研究煤矿覆岩破坏的技术体系。结果表明:理论预测值与现场实测值基本一致,垮采比为3.30~4.17,裂采比为13.44~15.83。并且相似模拟重点反映了煤层开采时覆岩破坏特征和规律;数值模拟获取了上覆岩层垮落过程中的物理力学场的变化;经验公式法则可作为参考;而地面钻孔实测获得的"两带"高度精度较高,它们之间相互补充验证,最终确定海孜煤矿西部井地质条件下的垮采比为3.50,裂采比为14.75。     

厚松散层覆岩下大采高综采工作面矿压规律研究

为研究石炭-二叠纪煤系厚松散层覆岩下煤层开采时工作面矿压规律和支架选型的合理性,采用YHY60(B)矿用本安型数字压力计对磁窑沟矿首采10101工作面支架工作阻力进行实测分析,结果表明:工作面初次来压步距为56.5 m,平均周期来压步距11.1 m;工作面初次来压和周期来压动载系数分别为1.33和1.23,周期来压动压较明显;来压期间支架载荷沿工作面呈中部大、两端小的特征.采用砌体梁理论计算和实测统计分析2种方法,计算出10101工作面所需支架合理工作阻力分别为7 346、7 057 kN,应用表明ZY8000/24/50D型液压支架适应性良好.     

特厚煤层分层综放开采覆岩破坏规律数值模拟

 以华亭陈家沟煤矿综放采场实测导水裂隙带发育高度成果数据为基础,应用FLAC3D反演计算模拟分层综放开采引起的煤层覆岩破坏规律,并与实测数据进行了对比分析得出：分层综放开采后覆岩移动破坏形成“拱”式承载结构,拱脚压应力高度集中;导水裂隙带发育形态也近似为“拱形”,与实际探测高度拟合度较好;分析了开采过程中覆岩的位移场、应力场和塑性破坏区分布规律。研究结果可为深入研究分层综放开采覆岩破坏规律提供借鉴。     

特厚煤层采空区下综放开采顶板岩层破断规律

为了研究平朔矿区9号煤层受4号煤层采动影响后顶板岩层破断规律及其特征,通过对9号煤层工作面支架工作阻力和受采动影响后的4号煤层底板裂隙发育情况进行观测分析,研究了采空区下特厚煤层综放工作面的矿压规律,分析了9号煤层顶板破坏程度及其对矿压的影响.结果表明:工作面顶板中存在中粗砂岩及砂质泥岩2层主要岩层,砂质泥岩层来压步距为9.8～24.0 m,平均为17.7m,中粗砂岩层来压步距为12.0～34.4 m,平均为22.6 m,动载系数1.43～ 1.62,平均1.56,中粗砂岩层运动规律为来压步距较大、来压步距受裂隙发育影响较大,采空区下方特厚煤层顶板破坏以纵向裂隙发育为主.     

综放开采端头局部充填覆岩移动规律模拟研究

为研究新型综放开采端头局部充填技术开采过程中覆岩移动规律,以陕西旬邑青岗坪42105工作面为工程背景,采用数值模拟分析方法,模拟分析两端头分别充填5 m、10 m、20 m充填体宽度条件下覆岩运移规律,得出随着端头充填宽度的不断增加,充填区域占工作面全长的比例不断增加,充填部分形成的应力拱范围不断扩大;当各端头充填宽度较小时,垮落区所形成的应力拱占主导地位,覆岩拱壳发育较高。     

特厚煤层综放开采工作面覆岩运动规律研究

针对大同塔山煤矿石炭二叠纪特厚(9.8 m～29.21 m)煤层复杂地质条件,运用矿压理论分析和现场矿压观测的方法对综放开采工作面覆岩运动规律进行分析研究.通过对两种方法所得工作面初次来压和周期来压等结果的对比,分析得出存在差异的原因.     

综放开采覆岩结构破坏与裂隙演化的数值分析

为了研究五阳煤矿综放开采条件下的覆岩与地表移动、变形和破坏规律,在现场地表观测的基础上,将地表变形看作是一个采空区上方岩体不断破碎断裂发展的过程,运用离散元软件建立了一个非连续介质模型,从岩体内部结构演化角度研究了开采模式和开采速率对覆岩结构演化及地表变形的影响规律.模拟结果与现场观测基本一致,研究表明开采速度提高主要引起开采过程中顶板结构面发育不充分,覆岩整体承载能力降低,地表变形速率增加,对地表建筑物危害加大.采高的增加则会使覆岩结构发育范围和程度明显增大,地表变形更剧烈,范围更广.     

厚松散层薄基岩综采面覆岩破坏高度发育规律

为确保高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理回采防水煤柱内所留的煤层,在淮南煤田潘集矿区深厚松散层薄基岩条件下的综采工作面,采用地面地质钻孔、井下声波检层CT技术探测等多种现场实测手段,结合离散单元数值模拟,对深厚松散层薄基岩综采工作面覆岩破坏带高度发育的时空分布规律进行研究。研究结果表明：覆岩破坏带随工作面推进动态变化,随着综采工作面向前推进,导水裂缝带高度35.20～45.10 m,垮落带高度7.28～16.24 m;其覆岩破坏由下向上、由后向前逐步发展。     

不连沟煤矿巨厚煤层综放开采覆岩运移规律研究

 为了研究在内蒙古地区比浅埋煤层埋藏更深煤层在开采过程中的覆岩运移特征,以内蒙古不连沟煤矿F6201综放面为工程背景,运用理论分析和现场观测相结合的手段,对其矿压显现与覆岩运移规律进行了研究。研究表明：F6201工作面亚关键层(基本顶)属台阶岩梁结构,呈现滑落失稳形式;主关键层垮落滞后于基本顶破断,同样以滑落失稳形式出现。由于主关键层与亚关键层破断的不同步性,导致工作面来压步距出现大小间隔现象。     

巨厚覆盖层下特厚煤层综放开采岩移规律

针对巨厚覆盖层下20 m特厚煤层综放开采后,地表出现大台阶、大落差地裂缝,采取地裂缝综合物探、裂隙带高度实测等手段,分析其岩移规律的形成机理,发现地裂缝深部发育为压密性闭合不导水剪切裂缝,裂隙带上方基岩被整体压断,通常的弯曲下沉带被整体断裂带取代,整体断裂带主要破坏截面位于岩梁中间和两端。最后针对地质灾害防治提出了一系列措施。