综放开采上覆岩层应力分布和运移规律研究

以三元煤矿104~#厚煤层综放面为实际工程背景,运用数值模拟软件FlAC~(3D),对综放工作面顶板覆岩的运移和应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:工作面推进30m左右时,综放面的上、中、下不同部位的覆岩塑性破坏范围均为6m左右,随着工作面的推进,应力逐渐在工作面超前处和采空区后部集中,位移量最大的位置出现在采空区后方约8.5m处,上覆岩层最大位移达分别为375mm、425mm、575mm,实测结果与Flac~(3D)数值模拟结果一致。     

余吾煤业深部综放工作面上覆岩层运移特征

以余吾煤业为试验矿井,通过UDEC数值模拟软件和相似材料模拟试验研究和对覆岩"两带"动态发育特征进行了模拟分析;并通过井下钻孔电视探测,对余吾煤业深部综放工作面的裂隙发育情况实际情况进行了现场测定,可知:余吾煤业深部综放工作面冒落带和裂隙带的高度分别为33 m左右和57 m左右;不同推进距离下,同一煤岩层的应力集中系数均先增大而后稳定在一个固定值;工作面中部的离层量很小,两端离层量较多;动态的裂隙发育宽度多以小于25mm的为主。     

长治矿区综放工作面上覆岩层移动规律

针对上覆岩层的移动规律,对高河矿地表最大下沉值的实测点Z29#、Z30#、Z32#数据进行了分析,得出最大下沉速度、沉降初始期、活跃期、衰退期与开采深度、工作面宽度,推进速度的关系。采用FLAC3D分别对宽度为155 m和255 m的工作面进行了数值模拟,分析了不同工作面宽度上覆岩层的应力分布和位移变化。得出上覆岩层的移动是由于回采造成围岩应力重新分布以及岩层中的节理,层理,软弱结构面在应力重新分布过程中发生变形、破坏和失稳的结论。     

综放开采上覆岩层运动规律相似材料模拟分析

以义马耿村矿二3煤放顶煤开采条件为基础，应用相似材料模拟方法，研究了开采后上覆岩层运动的过程、变化及特点，探讨了上覆岩层运动的规律；根据模拟结果，分析了开采范围内支承压力峰值的变化及对顶煤破碎的影响。     

固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动影响分析

通过建立计算机数值模型模拟固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动规律,观测不同工作面推进距离上覆岩层移动特征,对比长壁开采与充填开采关键层移动,分析充填开采关键层运动与上覆岩层移动特征。由于采空区被矸石和粉煤灰等材料所充填,充填工作面矿压显现和上覆岩层移动规律与一般垮落法管理顶板明显不同。研究表明：胶结充填开采工作面周期来压步距大,来压强度不明显;关键岩层弯曲下沉,不会出现岩层破断现象。上覆岩层移动范围明显减小,对地表变形能有效控制。     

综放工作面瓦斯运移模拟分析

根据多孔介质的渗流规律——达西定律,建立符合某矿现场实际情况的实验室模型,以便直观地分析综放工作面对采空区瓦斯的运移影响。模型建立过程中,就U、U+I和U+L三种通风方式分别进行模拟分析,分析采空区的瓦斯运移及分布规律,同时对综放工作面的采空区内风流情况一并分析。模拟分析表明:不同的通风方式,不仅对采空区内的瓦斯分布及运移造成一定的影响,同时在一定程度上影响着采空区内的风流,使得采空区内风流紊乱,瓦斯局部地区集聚严重;模拟发现:综放工作面的新鲜风流如果过小,极易造成工作面和采空区内的瓦斯集聚,而较大的风流又在一定程度上影响着采空区的瓦斯浓度,而将风流速度控制在1. 5～3. 0 m/s的情况下,能够较好地控制综放工作面的瓦斯浓度,减少瓦斯集聚现象的发生。     

深部开采上覆岩层移动的现场监测分析

针对当前煤炭深部开采问题日益突出的现实，为了解深部开采上覆岩层移动规律，结合潘一矿开采实际，通过在13-1槽底板瓦斯抽排巷布置上、下钻孔，采用多点位移计对其上覆岩层移动进行了位移监测，分析了上覆岩层不同深度的位移、岩层弱化和破坏的范围，以及“三带”分布情况。结果表明，岩层沉降过程可分为3个阶段（初始期、活跃期和衰减期），岩层随开采进度的沉降曲线符合负指数函数关系；并根据沉降位移和离层情况给出了裂隙带与变形带分界线，推断岩层断裂与关键层的位置。研究结果为合理进行深部开采提供了依据。     

工作面上覆岩层移动对瓦斯涌出的影响分析

上覆岩层移动和采动裂隙的动态发展是引起煤体中瓦斯赋存状态变化和瓦斯运移的主要原因。采用现场实测方法分析保德煤矿81304综放工作面矿压显现规律对工作面瓦斯卸压运移的影响,得出工作面风排瓦斯量与顶板初次来压、周期性来压步距的关系,以及回采过程中工作面瓦斯涌出量的变化规律,为工作面瓦斯治理提供参考。     

综放条件下上覆岩层及采空区内瓦斯涌出特征浅析

针对综放开采条件下工作面前方及采空区上方采动裂隙场中的瓦斯运移规律随着回采推进过程发生改变的情况,在对煤壁瓦斯混合气体涌出、落煤瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出和临近煤层及围岩瓦斯涌出进行分析的基础上,从理论角度进一步对采动条件下上覆岩层以及采空区内的瓦斯流动与汇集特征进行了分析。     

综放开采采空区瓦斯运移规律的模拟试验研究

基于模型试验的相似理论，根据综合机械化放顶煤采空区的特点建造了三维模型。在U型和E型两种通风方式下，对比研究了综放开采采空区流场及瓦斯运移特性，得出了具有指导意义的综放开采采空区的瓦斯运移规律和合理的采空区瓦斯排放方案。     

特厚煤层综放开采上覆岩层导水裂隙带高度研究

针对老虎台矿区复杂地质条件和特厚煤层综放开采方法,应用数值模拟方法对综放开采诱发的导水裂隙带高度进行了研究。根据所得的应力结果确定了导水裂隙带高度并对其演变规律进行分析。应用现场钻孔注水实验结果对其进行验证,结果基本一致,从而可以确定所得上覆岩体导水裂隙带范围和高度的合理性,可用以指导后续开采的设计和安全防护。     

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.     

厚煤层综放开采覆岩移动规律数值模拟分析

为了掌握高河矿综放工作面上覆岩层移动规律,为工作面布置及“三下”开采提供参考,结合高河矿E1302综放工作面地质情况,采用数值模拟方法,对工作面地表移动、上覆岩层移动及岩层破坏特征进行模拟分析。研究表明:岩层移动在基岩内衰减较为明显,在松散层内近似整体沉降,厚基岩具有一定的控制地表沉陷变形的能力;导水裂缝带发育髙度最大约为140 m,裂高采厚比为20;综放开采强度大,地表的沉陷变形值增大,地表裂缝增加,从而导致地表下沉系数增大。     

综放工作面上邻近层瓦斯抽采方法

为了有效解决综放工作面初采和正常回采期间上邻近层瓦斯涌出量较大的问题,提出了高低位钻孔和大直径顶板走向长钻孔相结合的瓦斯抽采方法。试验结果表明,采用该方法能有效防治初采和正常回采期间上邻近层涌出的瓦斯,成效显著。     

工作面上覆岩层移动对瓦斯涌出的影响

上覆岩层移动和采动裂隙的动态发展是引起煤体中瓦斯赋存状态变化和瓦斯运移的主要原因,针对保德煤矿81304综放工作面矿压显现规律对工作面瓦斯卸压运移的影响,采用现场实测方法,进行工作面上覆岩层移动规律对工作面风量、瓦斯动态运移规律的影响分析,得出工作面风排瓦斯量、风量与顶板初次来压、周期性来压步距的关系,以及回采过程中工作面瓦斯涌出量的变化规律,为工作面瓦斯治理提供重要参考。     

综放面覆岩移动与裂隙带瓦斯运移规律及瓦斯抽采工程实践

基于芦岭煤矿的地质条件,通过建立综放工作面开采的岩层力学模型,运用RFPA、UDEC计算软件,对上覆岩层移动规律进行数值模拟计算;结合岩层移动特征,研究了综放工作面覆岩高位裂隙瓦斯运移规律和机理,由此确定出瓦斯运移的关键层位,找出适合煤与瓦斯共采的基本条件。     

远程保护层开采上覆煤岩层移动规律

采用UDEC离散元数值模拟研究方法,对平顶山矿区远程下保护层开采条件下上覆煤岩层卸压特征、膨胀变形特征进行了分析.结果表明,在采动或重复采动作用下,上覆煤层卸压特征明显,透气性增加显著.     

综放开采上覆含水层透水性预测研究

采用地层结构及其结构因素特征分析方法 ,在覆岩结构、结构类型、水文地质结构类型和水体类型划分的基础上 ,对下沟矿在白垩系基岩裂隙承压强含水层下特厚煤层综放开采 ,首采工作面导水裂缝带高度及上覆含水层透水性进行预测研究。     

综放开采覆岩力学行为分析

通过综放支护阻力、维护状况和顶煤运移特性的观测，应用断裂、损伤力学观点分析了综放采场围岩的力学行为特征，提出了松软特厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型，为采场及回采巷道维护提出了科学依据。