采空区上覆煤层开采层间岩层移动变形实验研究

为了安全高效开采采空区上覆煤层,基于其层间岩层移动变形问题的重要性,采用相似模拟实验的方法研究了采空区上覆煤层开采层间岩层相同水平层位与竖直层位岩层的移动变形情况.结果表明,采空区上覆煤层开采使下部煤层开采的原"三带"均向上位扩展,并出现了层间岩层控制层;采空区上覆煤层开采层间岩层出现变形盆地,在控制层以下的岩层出现下沉盆地,而控制层以上的岩层出现分形盆地;同一层位岩层下沉随工作面推进呈现整体移动的偏态性,在移动变形过程中,控制层以上的岩层移动变形呈现连续性的特点,控制层以下的岩层移动变形呈现突变性的特点.     

关于地下开采引起的岩层内部移动性态的探讨

许多矿区在留设保护煤柱的条件下,由于柱外开采引起了立井倾斜和变形,有的甚至产生断裂。通过开采影响区域的巷道变形也十分严重,给维护工作带来很大困难。有关这方面的问题正在引起从事岩层移动工作和研究人员们的关注和重视。研究开采引起岩层内部移动和变形是分析与判别开采过程中立井破坏程度和对井筒、巷道应采取的维护措施。国内有些科学工作者认为:岩层内部移动的分布形态基本同地表移动分布形态相同,对预计地表移动与变形的公式加以改造可用于预计岩层内部的移动和变形。一些资料表明,国外也有持同样看法的,而采用积分格网法计算岩层内部移动。也有学者认为:岩层内部移动的分布形态同     

岩层与地表移动变形量的时空关系及描述方法

矿山开采沉陷是指地下开采引起的岩层与地表移动现象和过程,移动变形的描述方法是开采沉陷研究的基础。本文较为全面地阐述了岩层与地表移动变形量的时空关系,指出开采沉陷的岩层、地表、松散层等3个主体,9个移动变形量。按照移动盆地、主断面、任意点3种描述模式,给出了各移动变形量之间的数学关系;论述地表动态移动变形与开采影响的传播过程的时空关系,提出了开采推进时间、影响传播时间双变量的动态移动变形描述方法;给出了直线型、折线型、网状观测站地表移动变形的关系式。可为开采沉陷观测分析、预计模型研究提供数学依据。     

急倾斜煤层开采地表移动预计的空间转换方法

提出了急倾斜煤层开采岩层滑移空间理论模型和地表移动预计的空间转换计算方法。根据岩层受力变形特点和破坏机理,急倾斜煤层开采上覆岩层存在楔形破坏区和滑移变形区。楔形破坏区内岩层的弯曲变形为滑移变形区内岩层提供移动空间,即滑移空间。滑移空间决定了地表下沉盆地的形态。将急倾斜的开采空间转换为近水平的滑移空间,可直接利用概率积分法的理论和参数来计算急倾斜煤层开采地表移动变形,较好地解决了急倾斜煤层开采地表移动预计问题。     

基于岩层移动计算的工作面覆岩体渗透率变化研究

为了揭示在采动影响下工作面上覆岩层在垮落、变形过程中导致的渗透率变化,对广泛应用于地表开采沉陷预测的影响函数法进行函数的修正与优化,设计了计算步骤并将其应用到地表下岩层内部的变形移动计算,建立了基于影响函数法的采动岩层移动预计模型,获得了岩层水平及垂直方向的应变描述。结合煤岩体渗透率的计算模型,建立了"面应变-孔隙率-渗透率"的描述煤岩体渗透率变化的表征模型。以某浅埋深工作面开采时期地表及覆岩层移动的现场观测数据为依据,对建立的岩层移动预测模型的可靠性进行了检验。结果表明:该模型的计算结果可靠性高,可以进一步应用其来计算展示该工作面在开采过后覆岩层的渗透率变化情况。     

泉上煤矿建筑物下压煤开采技术探讨

对地表移动变形计算参数进行实测,分析建筑物下压煤开采地质条件、范围、岩层移动变形破坏规律,及井下煤层开采后覆岩移动变形破坏观测,全面论述了泉上煤矿建筑物下特殊条件开采的技术和方案,达到了合理、安全、经济开采的目的.     

急斜煤层开采覆岩非均衡破坏机理分析

在急斜煤层开采条件下,由于岩层受切向力大于法向力、采空区上山方向端部煤体的抽冒以及采空区下山方向受滚落矸石的充填等因素的综合作用,采场上覆岩层一般呈现出非均衡破坏特点.急斜煤层开采岩层移动也不同于缓斜煤层开采呈现出的冒落带、裂缝带和弯曲带分区特征。本文基于急斜煤层开采岩层受力特点,根据岩层弯曲变形假设、岩体拉张破坏准则,分析了急斜煤层开采岩层的破坏形态及弯曲变形和滑移变形分布特征,提出了楔形破坏区和滑移变形区的岩层移动分区模型,并与相似材料模型试验和现场实测结果进行对比分析.急斜煤层非均衡破坏机理的研究为急斜煤层开采覆岩稳定性评价、地表移动预计等技术研究提供了理论基础.     

采动岩层荷载计算方法修正

根据煤层开采后岩层的实际移动情况,考虑各岩梁的长度和其曲率不同,对岩层荷载的计算方法进行了修正;考虑岩梁为平面应变情形,对岩层荷载的计算进行了修正.修正后的岩层荷载不仅与各岩层的密度、厚度和弹性模量有关,而且与煤层的开采宽度、岩层的移动角和泊松比有关.最后给出了算例,并对计算结果进行了比较分析.     

基于UDEC的岩层与地表移动动态模拟研究

以UDEC为研究平台,讨论了数值计算时的开挖模拟和迭代运算问题。通过计算实验,提出并建立了以开采充分性和推进速度为变量的单元开采迭代次数的计算方法,分析了岩层性质及工作面推进速度等因素对岩层及地表移动变形的影响规律,为岩层及地表动态移动变形的模拟计算提供了参考。     

保护层开采条件下煤层残余瓦斯含量预测方法研究

保护层开采是保证突出煤层实现最安全、经济、高效的关键开采技术.介绍了采用保护层开采过程中岩层移动观测情况,分析了地应力作用下岩层移动变化,讨论了岩层移动过程中的裂隙发育规律和钻孔瓦斯流量变化规律,给出了煤层瓦斯放散的衰减方程,建立了计算吨煤瓦斯损失量的数学模型.结合原始煤层瓦斯含量,间接采用煤层瓦斯等效还原的办法,预测计算了煤层残存瓦斯含量.     

关于保安煤柱和保护范围尺寸的确定

概述由于井下矿层的开采,在矿层和地表之间产生了可测的三维岩层和地表移动问题。因此采用相应的开采措施可以抵消出现的移动和变形,如倾斜、曲率、移动和变形等,使保护对象,如桥梁、工业建筑群及井筒的移动值不超过规定的临界极限值。留设煤柱就是控制造成移动的一个措施。而煤柱的大小取决于岩层性质、开采方式、采空区充填情况、开采位置的影响。关于井下开采引起的岩层和地表变形     

下工作面开采对上部砌碹巷道的破坏

为了掌握上覆巷道在下伏工作面开采影响下的变形破坏规律,通过在回风巷内建立岩移观测站,对开采过程中巷道的移动与变形情况进行了实测。根据实测结果通过反算获得了本矿区岩层内部移动概率积分法预计参数,分析了巷道变形破坏的原因,总结出了砌碹支护巷道变形破坏与水平变形值的关系。研究结果表明：下伏煤层开采对上覆巷道移动与变形的影响是一个动态变化的过程,采动影响下巷道砌碹的破坏是巷道纵向水平变形和横向水平变形共同作用的结果。大巷围岩强度较低、完整性差,巷道砌碹支护体的失稳以及采动应力的叠加是导致巷道变形破坏严重的原因。     

膏体充填开采覆岩稳定性研究与实践

为了研究充填开采顶板岩层的移动规律及影响因素,在综合分析岩层移动变形基本特征和充填体的受力特征的基础上,应用弹性地基梁理论,建立充填开采顶板岩梁力学模型及其微分方程,分析了充填开采顶板岩层移动变形的主要影响因素.结果表明,充填开采顶板岩层移动影响因素的主次关系依次为充填前顶底板移近量、充填欠接顶量、充填体压缩率和顶板岩...     

充填对覆岩变形移动特征影响的对比试验研究

充填开采条件下上覆岩层变形移动特征不同于全部垮落法,为了获得其上覆岩层变形移动特征的差异,以邢台矿7608充填开采工作面为试验背景,采用相似材料模拟工作面回采和充填过程,采用三维静态变形测量系统对上覆岩层进行了变形观测。通过对比充填率为90%和0时2种不同情况,获得了充填法和全部垮落法管理顶板条件下上覆岩层变形移动特征和充填对覆岩移动的影响规律。     

深部崩落法开采地表沉降特征数值模拟研究

随着矿山开采深度的增加,岩体所处的力学条件变得复杂,深部崩落法开采引起的地表沉陷规律不同于浅部。基于有限差分法和岩石力学理论,研究了崩落法开采过程中,上覆岩层的移动变形规律与应力场分布特征,研究结果可为深部矿体开采岩层移动角及地表沉陷范围的确定提供一定的借鉴。     

间续开采技术在建筑物下深部开采中的应用

以极不充分开采理论为基础,结合林南仓矿-650水平东二小采区开采实验,研究了间续开采的第1阶段开采的宽度与留设宽度的计算办法,并用概率积分法对该区域一次性全采预计结果与间续开采的实际地表移动变形情况相比较,结果表明,地表建筑物的破坏情况,后者比前者要轻微.应用计算机模拟的方法结合关键层理论对上覆岩层的移动变形特征进行研究,探索间续开采引起地表建筑物破坏较轻的原因.     

林南仓矿极不充分开采宽度设计与数值模拟研究

针对林南仓矿-650m水平二采区村庄下条带开采,采用FLAC~(3D)数值模拟方法进行了模拟分析设计,分析了覆岩移动和破坏过程,认为在中硬互层型的岩层结构、极不充分开采条件下,在上覆岩层中形成了稳定的拱型平衡结构,在平衡拱内岩石破坏、垮落,在平衡拱外岩层弯曲变形。依据数值模拟结果,设计了林南仓矿极不充分开采方案,对煤柱稳定性进行了分析,FLAC~(3D)计算结果表明当煤柱宽度达到70m时,可以将两个极不充分开采工作面隔离成相对独立的开采工作面,能有效地控制地表的移动和变形。     

基于双重介质力学耦合相关的沉陷模型研究

在对基岩破坏状态的移动形式进行分析的基础上,基于材料力学和开采沉陷学等相关理论分别建立不同的沉陷模型并推导了开采影响下岩体的移动和变形计算公式,再通过相关耦合2种介质模型,形成了双重介质下沉空间逐层传递的开采沉陷模型,同时编制了相应的计算及可视化程序。该模型不仅能够计算岩层及地表移动变形,而且能够分析计算岩层的破坏状态和断裂高度。经实测资料证明了模型的正确性和可靠性。     

条采区巷道煤柱回收对地表建筑物采动影响研究

通过对高庄矿地质资料的分析,结合上覆岩层相关参数的计算及地表建筑物的现场观测,对条带开采区内集中运输巷与回风巷之间的煤柱开采后造成的地表移动变形以及对地表建筑物的影响程度进行了计算、分析和研究,并将预计结果利用MATLAB进行可视化,得到地表下沉等值线图、倾斜等值线图、水平移动等值线图、水平变形等值线图,合理解决了建筑物下压煤开采问题,为煤矿生产决策提供了理论依据.     

初探采空区上覆岩层的破坏对导水裂高的影响

初探采空区上覆岩层的破坏对导水裂高的影响安阳矿务局铜冶煤矿袁爱国，王智慧１上覆岩层的破坏特征地下煤层开采后，受采动影响，采空区周围的岩层发生了较为复杂的移动和变形。实测资料表明，岩层的移动变形过程，其实质是岩层裂隙的产生、发展变化过程，在这一过程中，...