覆岩导水裂隙带高度的研究方法

导水裂隙带高度的确定对水体下采煤十分重要。而对相似材料物理模拟、计算机数值模拟、经验公式法、现场实测、微地震技术等方法进行了总结和对比,认为就目前的技术而言,单一手段难以准确的确定裂隙带高度,多个方法的联合应用才能较准确得到裂隙带高度范围。     

覆岩裂隙带发育高度数值模拟与探测

根据锦丘煤矿开采技术条件和围岩力学参数等,建立了力学模型,运用三维显式有限差分法软件Flac3D对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的应力、位移和破坏情况进行了数值模拟,由此确定了覆岩导水裂隙带高度。用经验公式对导水裂隙带高度进行了计算,并采用钻孔分段注水法对裂隙带高度进行了现场探测验证,证明数值模拟方法能提供较为理想的预测精度,从而为确定覆岩导水裂隙带高度提供了一种新的且简易可靠的方法。     

开采覆岩裂隙带发育高度实测应用

为了确定8309工作面导水裂隙带高度,理论分析了覆岩弯曲带、裂隙带和垮落带特点,将裂隙带与垮落带导水裂隙带根据裂隙发育程度及渗水量划分为微小、一般和严重导水裂隙带。采用导高观测仪观测技术对8309工作面覆岩导水裂隙带进行现场实测,通过布置3个钻孔最终得到工作面导高为H=108.2m。     

导水裂隙带高度的数值模拟分析及实测

通过单轴压缩实验获取岩石力学参数,采用经验公式对浅埋薄煤层工作面导水裂隙带进行理论预计,使用FLAC3D软件进行数值模拟,并使用双端堵水器进行现场实测对模拟结果进行验证。研究表明,采空区上覆岩由于受到剪切力和张拉力发生塑性破坏而产生贯通裂隙,而弯曲带岩土层仍处于弹性状态,通过塑性区的破坏范围能够较为准确的判断导水裂隙发育最大高度,相比现场实测能大量减少对人力、物力的投入,为矿井安全生产提供有效指导。     

综采工作面覆岩导水裂隙带发育高度研究

为研究综采工作面覆岩导水裂隙带发育高度,以霄云煤矿1314工作面为研究背景,采用工程地质调查、理论分析、数值模拟、现场实测等手段进行了研究,研究结果表明：1314工作面上覆岩层为“中硬”岩层,理论分析、数值模拟、现场实测获得的导水裂隙带发育高度较一致,为保证较高安全系数,取实测最大值作为最终结果,即导水裂隙带发育高度为39.5 m,裂采比为11.29,以裂采比11.29作为基础参数指导地质概况类似的工作面导水裂隙带高度预测分析是较合适的。     

覆岩采动导水裂隙带发育高度数值模拟与测试分析

针对覆岩采动导水裂隙带高度的确定,以某矿21011工作面为工程背景,首先利用数值模拟软件FLAC~(3D)进行数值模拟,获得的结果较接近现场实测真实情况;选取了多种经验公式对顶板导水裂缝带高度进行了计算,结合"钻孔双端封堵测漏"技术对导水裂隙带发育高度进行现场实测,最后通过3种手段的综合运用,确定覆岩导水裂隙带的发育高度为38.6 m,进一步提高了开采上限,提高了资源回收率,为安全有效开采煤炭资源提供了科学决策依据。     

采煤导水裂隙带发育高度实测方法

采煤导水裂隙带高度是影响煤炭安全生产的主要因素,特别是对矿井水害防治和老采空区再利用有较大的影响,因此,在工程施工中,需要对导水裂隙带高度进行测量与预测。通过查阅大量资料,对常用的导水裂隙带高度测量方法进行了总结,主要包括钻孔探测和物理探测2大类,并对工程应用中存在的问题进行了分析。     

陕北矿区采动覆岩裂隙空间分布及裂隙带高度预测

针对陕北矿区采煤后裂隙带能否导通第四系潜水含水层问题,相似模拟分析了柠条塔矿采动覆岩裂隙空间分布规律,覆岩“三带”裂隙率呈“M”形分布,采空区边缘附近裂隙发育最大,垮落带和裂隙带高度分别约为30、100 m;理论分析得知裂隙带高度约为95 m;现场地表钻孔观测知,垮落带和裂隙带高度分别为30～35 m和95～100 m,与理论分析和相似模拟结果一致。采动覆岩裂隙未导通第四系潜水含水层。     

近水平煤层覆岩导水裂隙带高度预计与实测

为了准确预测青龙煤矿11607工作面开采后覆岩导水裂隙带的发育高度,以该矿实际地质开采条件为依据,采用灰色神经网络、经验公式计算方法,对其导水裂隙带高度分别进行了预测,并与现场实测结果进行比较,结果表明,基于灰色神经网络的预测结果比经验公式计算的结果更接近实际,并综合分析比较得出青龙煤矿11607工作面煤层的覆岩导水裂隙带高度为44.4～46.9 m。     

大倾角煤层覆岩断裂带高度影响因素的数值分析

基于对大倾角煤层开采特点的分析,认为在工作面长度一定的条件下,煤层倾角、顶板岩层强度、开采高度是大倾角煤层开采顶板断裂带高度的主要影响因素。对上述影响因素进行正交试验,对模拟结果进行单因素极差分析与多元线性回归分析,得出各因素对断裂带高度的影响程度,依次为:岩层倾角>顶板岩层强度>采煤高度,得出大倾角煤层开采顶板断裂带高度的回归公式。最后用回归公式与相似模拟实验数据进行对比验证,表明数值模拟结果的正确性。     

厚、薄覆岩两带高度发育特征数值模拟研究

显式拉格朗日差分是80年代出现的一种新的数值分析方法,已成功地运用于边坡工程、挡土墙设计及围岩支护等方面。尝试将其应用于综采放顶煤条件下两带高度即冒落带和裂隙带高度的预测,并基于龙东矿7125综放工作面的模拟,对比分析了覆岩厚、薄对两带高度的影响。结果表明覆岩越薄,两带高度越小,对提高开采上限具有积极的意义。     

综放工作面导水裂隙带发育高度预计

根据3301工作面工程地质及采煤工艺条件,应用UCEC数值模拟软件,对工作面导水裂隙带发育高度进行数值模拟,结合规程公式计算及经验类比预计结果,综合分析获得工作面导水裂隙带发育高度,以便为矿井开采提供设计依据。     

综放面覆岩导水裂隙带高度的确定

为了确定长壁综放工作面覆岩导水裂隙带高度,以便为矿井开采提供设计依据,根据某矿长壁综放工作面开采技术条件和岩石力学性能等参数,建立力学模型,运用岩石破断过程分析软件RFPA^2D,对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的变形、冒落情况进行了数值模拟,由此确定了覆岩导水裂隙带高度．用经验公式对覆岩导水裂隙带高度进行了计算,采用简易水文观测法对覆岩导水裂隙带高度进行了测定．结果表明数值模拟所得到的覆岩导水裂隙带高度与现场钻探结果比较接近,而由经验公式得到的结果偏于保守和安全,从而为确定覆岩导水裂隙带高度提供了一种新的、有效的方法．     

利用数值模拟方法确定导水裂隙带发育高度

采用三维数值计算的方法,根据塑性条件、破坏准则、位移及应力判别,同时结合覆岩移动、应力分布和塑性区域分布规律,分析比较了在工作面回采过程中沿工作面走向和倾向的冒落带和裂隙带发育高度。得出沿走向模型的冒落带高度约17.7 m,导水裂隙带高度约33.7 m;沿倾向模型的冒落带高度约20.2 m,导水裂隙带高度约33.8 m。实践证明,通过数值模拟的方法预测冒落带和裂隙带发育高度具有较大的优越性。     

中硬覆岩综放开采裂缝带发育高度研究

根据潞安矿区王庄煤矿6206综放工作面开采条件,在分析煤层顶板覆岩组合及力学结构特性基础上,采用现场实测、数值模拟、物理模拟等手段综合研究了中硬覆岩综放一次采全厚裂缝带发育特征。结合已有的裂缝带实测资料,通过回归分析,得出中硬覆岩综放裂缝带发育高度与一次采放总厚度成正比,与已有经验公式相比,更能揭示综放覆岩破坏剧烈的特点。