近距离煤层采动下底板巷道围岩应力分布与变形破坏特征

为揭示近距离煤层采动下底板巷道围岩变形特征,采用理论分析和现场测试的方法,理论计算和现场实测了试验工作面采空区下底板破坏深度,分析了上煤层工作面回采对底板巷道的扰动影响规律,上煤层工作面回采对底板巷道产生扰动影响具有时间性和空间性,可采取超前加强支护或提高工作面推进速度的方法,缓解上煤层工作面回采对底板巷道的扰动影响。     

煤层底板采动破坏特征研究

根据地应力测量数据，研究了显德汪煤矿9号煤层底板岩体应力分布规律，并进行了三维有限元数值模拟，得到了9号煤层底板最大破坏深度值。研究结果将为煤矿安全生产提供科学依据。     

煤层底板采动破坏特征的研究

根据地应力测量数据 ,研究了显德汪煤矿 9# 煤层底板岩体应力分布规律 ,并进行了三维有限元数值模拟 ,得到了 9# 煤层底板最大破坏深度值。研究结果将为煤矿安全生产提供科学依据。     

近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术研究

为解决近距离多煤层采动影响巷道围岩控制难题,采用现场调研、工业性试验等方法,以变被动为主动控制的设计原则,采用高预紧力锚杆实现对顶板岩层的主动控制,同时采用预应力锚索及大尺寸托板构件提高护表面积,约束表层围岩变形。基于此,开发了近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术,实现了近距离多煤层采动影响巷道的有效控制。     

采动影响下煤层底板破坏特征试验

针对上层煤采动条件下煤层底板破坏这一实际问题,采用数值模拟试验和相似材料试验的方法对工作面不同推进距离底板破坏特征进行研究,确定了采动条件下底板的破坏特征与工作面推进距离之间的关系,可为近距离煤层下层煤开采回采巷道布置、支护及顶板管理方案的确定提供指导。     

采动影响下巷道围岩变形破坏特征

为了确保采动影响下巷道的稳定性,利用Rhinoceros软件构建三维地质模型,采用FLAC^3D数值模拟了煤巷开挖围岩应力变化全过程,围岩应力、变形分布情况,工作面回采后垂直应力分布,不同预应力锚杆支护裂隙煤体中的传递特征以及不同支护强度时煤体破坏特征。研究可为类似地质条件巷道支护参数设计提供借鉴。     

采动影响下大跨度巷道围岩破坏规律及控制技术

为了解决采动影响下大跨度巷道支护难题,以东坡矿914工作面为工程背景,研究采动影响下大跨度巷道围岩变形破坏特征,得出巷道顶板下沉量对采动影响更为敏感,因此对于该类巷道的变形控制应集中在顶板。通过现场观测及理论分析归纳出大跨度巷道围岩变形机理,在此基础上提出控制巷道围岩变形的两种方案,并利用FLAC数值模拟软件分析得出最佳控制方案。     

采动条件下煤层底板变形破坏特征研究

采用相似材料模拟试验方法,重点研究了煤层底板的应力和变形随工作面开采的变化规律,得出煤层底板应力与变形具有采动差异效应和这种采动差异效应是底板岩层破坏裂隙产生拉剪复合破坏的力学机制的结论;采用理论分析方法,对采动影响条件下煤层底板破坏程度进行了分析,得出煤层底板破坏深度与岩层内摩擦角φ、岩层单向抗压强度σc、最大应力集中系数n和开采深度H之间的关系,在此基础上,提出了降低底板岩层破坏的措施。研究结果可为煤矿的安全开采和矿井水防治提供科学依据。     

采动影响下煤层底板破坏特征试验研究

针对上层煤采动条件下煤层底板破坏这一实际问题,采用数值模拟试验和相似材料试验的方法对工作面不同推进距离底板破坏特征进行研究,确定了采动条件下底板的破坏特征与工作面推进距离之间的关系,确定了近距离煤层下层煤开采回采巷道布置、支护及顶板管理方案。     

煤层底板采动破坏特征流固耦合分析

以山西龙矿盘道煤业有限公司2~#煤层的采场条件为工程背景,基于FLAC~(3D)数值仿真软件对工作面回采过程中煤层底板采动破坏特征进行流固耦合数值模拟。研究表明:煤层回采后,采空区底板垂直应力呈"半椭圆"形。采空区底板垂直位移呈"环状"分布,且采空区底板下方10m内垂直位移受采动影响较大,采空区底板塑性区大致形成了一个平底"碗状"破坏形态,采空区中部底板岩体受水平采动应力影响较大,以剪切破坏为主。采空区两端煤壁附近底板受支承压力影响较大,以拉张破坏为主。     

上煤层采动影响下煤层底板破坏特征试验研究

针对上煤层采动条件下煤层底板破坏这一实际问题,采用数值模拟试验和相似材料试验的方法对工作面不同推进距离底板破坏特征进行研究,确定了采动条件下底板的破坏特征与工作面推进距离之间的关系,可为近距离煤层下层煤开采回采巷道布置、支护及顶板管理方案的确定提供指导。     

采动过程中煤层底板破坏特征及破坏深度分析

为得到采动过程中煤层底板破坏特征及深度,采用现场应变实测法对开采过程中煤层底板进行监测,获得底板不同深度的轴向应变和径向应变变化曲线,分析应变变化得出煤层底板破坏范围及深度。通过在山西某煤矿5304-2工作面底板布置7个应变传感器进行现场应变实测,测试结果表明:该工作面底板破坏深度为14 m,其中采动扰动破坏深度约为12 m;采动过程中,底板所受矿压显现影响具有超前和延后的特点,影响范围随底板深度的增加而减小。     

神角矿采动大巷围岩破坏特征与控制技术

以神角矿为工程背景,对该矿2#煤层大巷的破坏形态进行了现场监测和分析。为有效控制巷道围岩塑性区形成和发展,利用FLAC3D数值模拟方法对巷道周围主应力发生不同角度偏转情况下的巷道塑性区形态的不同分布规律进行了研究。根据受工作面采动影响段大巷的变形破坏形态以及后期大巷的服务内容和年限,进行了大巷翻修方案设计,并进行了工程应用,取得了理想成效,可供类似矿山参考。     

煤层底板采动变形破坏规律研究

以潘二矿11223工作面3煤开采为例,利用FLAC3D软件模拟煤层开采后地板采动变形破坏规律,从中获取底板破坏深度,并与理论计算结果相对比,进而分析其突水的可能性。底板破坏深度模拟结果为20 m左右,与距离底板近27 m处的第1层灰岩较为接近,因此认为该工作面3煤在开采过程中有突水的可能性。     

煤层底板采动破坏深度探查技术

针对朝川矿开采二1煤21090工作面,利用超声波技术对工作面底板采动破坏情况进行探查和分析,依据距离工作面不同距离波速随深度的变化,确定底板采动破坏深度。探查结果表明,该工作面底板采动破坏深度集中在20.40~23.36 m,且深部岩层裂隙优先于浅部岩层发育。     

倾斜煤层矩形巷道围岩非对称破坏特征及控制技术研究

为揭示倾斜煤层中矩形巷道掘进期间的非对称失稳破坏诱因,以硫磺沟煤矿(4-5)06工作面掘进巷道为工程背景,采用“当量半径”理论分析、数值模拟和工业性试验等研究方法,系统分析了倾斜煤层巷道围岩应力分布特征及非对称破坏机理。结果表明：倾斜煤层矩形巷道围岩塑性区呈现出椭圆形分布特征,椭圆长轴与水平面夹角约为20°,且长轴发育范围约为25 m。巷道在未支护下其右顶角及左底角塑性区发育严重,巷道顶板靠右顶角区域垂直位移较大,约为420 mm,靠左底角区域底板水平位移较大,约为380 mm,且巷道右顶角及左底角的变形量明显大于其他区域,导致巷道呈现出明显的非对称变形破坏特征。基于这一特征,提出了“长锚索(杆)补强区”的围岩控制技术,工程应用效果良好。     

叠加采动影响下保留巷道围岩破坏机理及其控制技术

以布尔台煤矿上下煤层叠加采动影响下保留巷道严重变形破坏为工程背景,采用理论分析、现场监测、实验室试验、数值模拟和工业性试验等综合研究方法,从巷道围岩塑性区形成和发展的角度,对巷道围岩破坏特征、采动应力时空演化规律、保留巷道塑性区恶性扩展破坏机理、应力调控围岩控制技术方面进行系统研究。结果表明:上下煤层叠加采动后,保留巷道处于高应力比值带,主应力比值为1.84～2.22,最大主应力与竖直方向夹角为39.7°～41.9°,导致巷道围岩塑性区恶性扩展,顶板破坏深度7.5 m,底板破坏深度4.5 m,煤柱帮破坏深度3 m,煤壁帮破坏深度2.25 m。基于塑性区破坏机理提出应力调控技术,通过改变煤柱尺寸或上下工作面开采布局等手段调控围岩应力,减小围岩塑性破坏范围,并进行工业性试验,取得良好的应用效果。     

煤层破坏区残采底板巷道布置与支护

以山西西河煤矿为背景,运用岩土工程力学分析计算软件FLAC3D,对小窑破坏区围岩的应力场及上覆岩层的冒落情况进行了分析,并在此基础上确定了底板巷道开掘的最优位置,有针对性地提出了巷道的支护方案及特殊条件下的支护措施,为煤层破坏区残采巷道的布置及支护提供了指导,具有重要的理论及现实意义。     

煤层底板采动破坏特征综合测试及数值模拟研究

以某矿综放工作面开采实际为背景,通过应变法对煤层底板不同深度岩层变形程度随工作面推进的变化进行实测,得出采动矿压对底板的剧烈影响范围具有“超前”显现和“滞后”延续特点,且矿压剧烈影响超前显现距为37 m,矿压剧烈影响滞后显现距为32 m,表现为由浅及深相应减小的总体特征;结合采动底板钻孔窥视镜成像分析,确定出工作面底板采动破坏深度约为12 m;以现场实测结果为基础,采用FLAC3D数值模对煤层底板采动破坏特征进行分析,揭示出煤层开采过程中底板的三维破坏特征。采用现场应变实测、原位钻孔窥视镜观测和数值模拟相互验证的方法,对煤层底板破坏特征进行综合对比研究,弥补了以往研究手段单一的缺点。     

承压水上含断层煤层采动底板破坏特征研究

为研究承压水上含断层煤层在采动过程中底板的破坏特征,以军城煤矿1701工作面地质条件为基础,采用滑移线场理论和FLAC3D数值模拟的方式分别得出煤层底板采动破坏深度,现场实测数值与数值模拟值基本相符,可为深部煤层的安全开采提供借鉴。