煤层开采地表裂缝发育深度探讨

探讨煤层开采引起的地表裂缝发育深度规律。通过对Griffith-Mohr联合断裂准则进行分析、推理,认为煤层开采引起的地表裂缝深度有一定范围,主要与土体的物理力学性质有关,并提出了开采地表裂缝最大深度的计算公式。     

黄土沟壑区煤矿开采地表裂缝发育规律

针对黄土沟壑区地形及采矿条件,采用大量野外地质调查手段,研究了黄土沟壑区地裂缝发育规律,研究结果表明:采动地裂缝分为边界裂缝和动态裂缝,其中边界裂缝落差最大,动态裂缝在超前发育阶段落差最大。沟谷处裂缝较少,坡体处裂缝较多,其中下坡方向产生的裂缝明显大于上坡开采,且易形成塌陷槽。     

开采沉陷引起地表土体裂缝极限深度探讨

为了确定煤层高强度开采引起的非连续变形对地面建(构)筑物的破坏程度,对开采引起的地表土体裂缝极限发育深度进行了探讨.首先分析了天然土体内的三向应力状态,结合开采沉陷对土体内应力变化的扰动规律,得到了开采引起的土体中应力分布规律和裂缝发育扩展的原因.结合统一强度理论,提出了理论上较为完备的开采引起的土体裂缝极限发育深度计算方法.与现场实际开挖裂缝深度的比较结果表明,该方法的计算结果具有较高的可信度.     

上湾矿高强度开采地表裂缝发育规律实测研究

神东矿区上湾矿1-2煤层倾角小、厚度大、埋藏较浅、赋存稳定,采用宽工作面大采高综采技术,高强度开采对地表环境的影响也更加剧烈,为了掌握该矿地表裂缝发育规律,对12401工作面推进过程中切眼侧1 km范围观测区进行了地表裂缝实测研究。设计了地表裂缝分区分方向观测方案,采用手持GPS测量裂缝轨迹、钢尺测量裂缝宽度、铁钎测量裂缝深度。历时3个月,获得了回采工作面开切眼侧观测区的2 303条裂缝的分布信息。研究结果表明:①分析确定了本矿地质采矿条件地表裂缝的拉伸、压缩、台阶、塌陷4种类型及其分区分布情况。②得出了地表裂缝的周期性发育规律和集中于采空区范围的分布规律,确定了裂缝分布主要参数。测得裂缝间距约10 m,裂缝最大宽度0.7 m,最大深度4～10 m,最大长度298 m,最大台阶高度0.45 m,切眼侧走向裂缝角76.0°,上山裂缝角86.0°,下山裂缝角84.7°。③在工作面沿走向推进过程中,地表周期性产生与推进方向垂直分布的主裂缝,经历"产生—扩展—收缩—稳定"约14 d的发育过程,主裂缝宽度大于50 mm,平均间距129 m,相对于推进位置滞后角79.8°～87.1°。通过对上湾矿...     

黄土沟壑区特厚煤层开采地表裂缝发育规律研究

黄土沟壑区煤炭大规模开采诱发的地表裂缝加剧了区域生态环境的损伤.以内蒙古大饭铺煤矿６１２０２工作面为研究对象,探究工作面开采导致的地表裂缝的产生机理、发育特征和展布规律,结果表明:(１)在开切眼周围容易产生沿边缘分布的拉伸裂缝和在中心区域呈 O 形分布的沉降坑;工作面中部区域散布着随工作面走向推进的弧形裂缝以及边缘区的拉伸裂缝,停采线范围附近地表裂缝主要以 C 形分布的张开式拉伸裂缝为主;(２)工作面整体以宽度为１０~３０cm 的裂缝为主,大多数裂缝的落差在 ５~２０cm 之间;(３)工作面采动过程中顶板裂隙不断发育贯通地表产生地裂缝,随着工作面的推进,裂缝宽度增加到最大值后开始减小直至趋于闭合;(４)沿工作面倾向方向,在地表沉陷区周边形成环状裂缝分布区,边缘区域裂缝不断发育,在工作面推进位置前方裂缝呈现“发育—闭合”的趋势.研究成果对西部黄土沟壑矿区煤炭开采与区域环境保护协同发展具有重要意义.     

巨厚煤层综放开采地表裂缝深度探测研究

巨厚煤层综放开采引起的地表变形非常剧烈,导致地表裂缝非常发育。文章分析了陈家沟煤矿巨厚煤层综放开采及特殊地质条件下地表裂缝的形成机理,通过大地电磁测深法、瞬态瑞雷波及地震映像三种物探现场探测方法,经综合研究、相互佐证,获得了地表裂缝发育深度参数,为河下采煤设计提供了基础数据,对类似条件下地表裂缝发育深度探测具有借鉴价值。     

地表裂缝深度实测研究

本文以鲍店5305工作面为例,对其地表裂缝的发育深度进行了实测与理论研究,并对实测与理论计算结果进行比较分析。研究结果表明:裂缝沿竖直方向的发育深度是有限的,存在裂缝发育的极限深度。在兖州矿区泗河下厚煤层开采的条件下,通过建立裂缝发育深度预测模型预测的结果与实测结果保持一致。     

湿陷性黄土覆盖区煤层开采地表裂缝发育规律研究

黄土覆盖区煤层开采在湿陷性影响下地表裂缝发育尤为剧烈.以神木某矿1206工作面为研究背景,将理论分析、理论计算和实验室试验作为研究手段,并结合FLAC3D数值模拟技术,对煤层开采湿陷性黄土地表裂缝产生机理和发育规律展开相关研究.研究结果表明:(1)地表裂缝是由采动水平变形超过土体的极限拉伸变形值造成,基于摩尔-库伦强度...     

煤矿井工开采引起地表变形问题探究

绿水青山就是金山银山,资源问题以及环境问题是目前全世界人类共同面临的课题.随着煤炭资源开发规模的逐渐扩大及煤炭资源利用的日益深入,人们固然提升了经济水平并带动了相关就业,但生态环境问题也随之而来.由于开采形式的不尽合理,过程中不重视生态环境保护,导致煤矿所在区域出现地表变形、下沉等一系列问题.     

厚松散层条件下开采引起的地表裂缝规律研究

采动裂缝是地表剧烈变形的现象,是地表变形与地形地貌及覆盖层综合作用的结果。本文根据两个矿区的实际裂缝观测实例,讨论了地表裂缝的分布形态和发生条件;分析了厚松散层条件下开采引起的地表裂缝特征。采用数值方法模拟岩层移动导致地表裂缝的过程,揭示了地表采动裂缝的动态分布规律。研究结果对于地表建筑物保护和土地整治具有指导意义。     

煤矿开采引起地表移动变形的现场观测

煤炭开采引起的地表移动变形一直困扰着矿区的经济可持续发展和环境保护。以潞安矿区某矿回采工作面为例,通过建立地表岩移观测站进行现场实测,并通过对实测数据进行统计整理和分析得出:试验工作面开采影响期间,地表移动变形规律符合煤矿开采引起地表移动变形的一般规律;同时计算出开采影响期间不同时间段内的下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形值。统计分析结果为该矿井已规划开采区域的地表移动变形预计提供基础资料,为煤炭开采的工程设计和矿井施工提供理论依据,同时对"三下"采煤具有一定的指导意义。     

煤矿开采引起的地表沉降预测模型研究及应用分析

文中基于曲线拟合和BP神经网络的理论,利用某矿区内B1点的实测沉降数据,结合MATLAB曲线拟合工具箱和BP神经网络的编程建立地表沉降预测模型,预测未来沉降趋势。同时采用曲线拟合的结果进行BP神经网络的训练和仿真(即曲线—BP组合模型),通过对预测值和实测值的比较,分析三种模型的预测精度,最后结果表明曲线—BP组合模型在矿区地表沉降预测中切实可行。     

浅埋煤层过沟开采地表裂缝动态发育规律研究

为研究煤层在过沟开采时地表裂缝在不同位置的动态演化规律,以陕北某矿14210工作面为原型,运用相似材料模拟实验并结合VIC-3D系统研究了地表裂缝的发育特征。研究结果显示：沟谷处地表裂缝发育宽度先增大再急速减少最终闭合;左侧坡面与右侧坡面地表裂缝发育宽度先增大后小幅减少再趋于稳定;根据其发育位置与应变变化将地表裂缝分为左侧坡面张拉地表裂缝、沟谷挤压地表裂缝及右侧坡面张拉地表裂缝3类。通过对14210工作面过沟开采进行安全性预测可知：在过沟开采期间导致乌兰不拉沟泉水涌入工作面的因素大致分为裂缝宽度、裂缝分布密度、沟中水位、工作面推进速度4个因素。     

开采引起的地表移动

本文摘译自《开采引起的地表移动》一书中的第一部分——地表变形予计的理论与实践。对各种予计方法予以综合评价。这些方法分为盆地剖面法和影响函数法,方法中应用了迭加原理和等效开采面积原理。予计中的参数是从现场观测获得。叙述了时间因素。实用于对水平矿层和倾斜矿层的研究。     

煤矿开采地表沉降移动规律研究

以山西某矿21052工作面开采对地表沉降进行同步观测,得到大量数据,经处理分析,最终形成了沉降区域的等高线图,为同类地质情况下地表沉降中的整体移动规律研究提供了参考。     

煤矿工作面上方地表裂缝分布、宽度与水平变形之关系研究

煤矿工作面上方地表经常会出现一些裂缝,确定地表裂缝的分布、宽度及其与水平变形之间的关系,有助于对其引起的地面破坏进行预防和治理。通过对现场实测的裂缝分布情况的研究,得到了裂缝在平面上的分布形态、裂缝在宽度上的分布规律和裂缝与开采引起的地表变形的关系,并给出了相应的拟合公式。研究表明:开采引起的裂缝宽度与水平变形之间存在密切的相关;裂缝区与拉伸变形区对应;裂缝区裂缝宽度之和总是小于水平变形之和,仅有部分水平拉伸变形可以通过地表裂缝反映出来。     

地表采动裂缝发育与开采条件的关系数值模拟

采用离散元数值计算方法,模拟不同采厚、松散层厚度和采动程度等开采条件下地表裂缝的形成及分布规律.结果表明,煤层采深与采厚之比是地表裂缝产生与否的主要因素;松散层越厚地表产生裂缝可能性越小;开采充分性主要影响地表裂缝的分布位置;采动裂缝往往以裂缝带的形式存在,具有分级特性.研究结论对于地表建筑物保护和土地整治具有一定的参考价值.     

条带开采保留煤柱宽度和采出宽度与地表变形的关系

应用条带开采进行建筑物下压煤开采，除保证留设煤柱要有足够的强度和稳定性，开采宽度不超过上覆岩属所形成稳定结构(托板、平衡拱、粱等)极限宽度外，条带开采还应保证地表不出现波浪型下沉盆地．以概率密度函数法为基础，从开采沉陷的角度分析了条带开采煤柱宽度、采出宽度和地表变形的关系，得出了条带开采煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法，对条带开采地表移动和变形控制具有一定的借鉴意义．图6，参10．     

开采引起地表沉降的神经网络预测研究

介绍了矿山地下开采引起地表下沉对地表建筑设施造成了的损害,分析了地表沉陷受地质条件和采矿条件等诸多因素的影响,且因素之间存在非线性关系,难以用数学模型加以描述,因而求解困难。研究利用神经网络系统对地表沉陷问题进行预测,通过试验采集的数据对神经网络进行了训练和检测,获得了比较满意的结果,预测值和期望输出值之间存在着极小的误差,从而证明了对地表沉陷预测的可行性和实用性。