厚松散层大采深下采煤地表移动规律研究

为研究淮南矿区巨厚松散层大采深下采煤地表移动规律,对松散层厚400 m、采深500 m的某矿11118工作面地表沉陷实测数据进行了分析,得出了厚松散层大采深下采煤地表移动静态、动态规律和地表移动参数.结果表明:淮南矿区厚松散层大采深下采煤地表下沉曲线具有走向、倾向的双向对称特征;走向边界角、上、下山边界角很小且三者相等为35°;地表移动盆地边界收敛缓慢,出现长距离缓慢下沉带,建筑物受损轻微;采空区上方地表下沉集中且地表移动变形值大,建筑物损坏严重;同等开采条件下,厚松散层下单工作面采煤地表采动程度较一般开采条件下高,易接近或达到充分采动状态.     

薄基岩厚松散层条件覆岩破坏规律研究

为了实现薄基岩厚松散层地质条件下水体压覆煤层的安全开采，采用相似材料模拟实验、理论分析，探讨了薄基岩厚松散层的采动破坏发育规律，提出了覆岩自稳结构的判据。研究结果表明：厚松散层薄基岩很难在基岩内形成有效的自稳结构，工作面推进一定距离后，基岩将全厚度断裂，松散层将作为一个整体跟随基岩弯曲下沉|解析了厚松散层的采动隔水能力，认为松散层底部岩层岩性、厚度及所受采动变形将是决定导水裂缝带继续向上发育的关键|结合三元矿薄基岩厚松散层水体下采煤，通过地面钻探实测，论证了粘土层具有较好的隔水能力，薄基岩厚松散层导水裂缝带发育高度止于松散层底部。     

厚松散层条件下条带工作面开采的地表移动与变形规律

为研究条带综采放顶煤开采,以及在特厚松散层(松散层厚150～300m)条件下,松散层厚已占采深的60%～80%的情况下地表移动与变形规律,建立了条带岩移观测站,取得了类似地质采矿条件下地表移动与变形规律,其观测结果与经验对矿区类似的地质采矿条件下的矿区保护煤柱留设,岩移参数预计及"三下"压煤的开采都具有重要的参考价值。     

松散层拱结构模型及其对覆岩运动的影响

针对传统上采动覆岩承载结构研究时主要集中于基岩而将上覆松散层简化为均布载荷作用于基岩顶界面而忽略了松散层中承载结构的问题,结合我国华东和华北矿区广泛分布的厚松散层地质条件,建立了松散层拱承载结构力学模型,揭示了松散层拱的形态方程、矢跨比方程和厚度方程,得到了能形成松散层拱的临界松散层厚度的理论表达式,进一步分析了松散层拱形态特征随侧压系数、松散层内摩擦角和内聚力等参数的变化特征。通过相似物理模拟实验揭示了松散层拱对采动覆岩运动的影响规律。研究结果得到了鲍店煤矿1312工作面厚松散层条件下开采时地表沉陷实测数据的验证。     

厚松散层下开采地表移动预计及岩移参数分析

厚松散层薄基岩下开采引起的地表移动规律及地表移动参数 ,有其明显的自身特点和规律。在厚松散层地层结构条件下 ,可将其视为随机介质 ,采用概率积分法预计地表移动变形。针对永夏矿区和焦作矿区内赋存有巨厚松散层的地层条件 ,以地表移动实测资料为基础 ,用数学方法分析了巨厚松散层薄基岩下开采地表移动特征及地表移动参数 ,并得出了地表移动参数与地质采矿条件之间的函数关系式     

厚松散层开采松散层沉降时间序列模型研究

针对厚松散层下开采松散层沉降特征的问题,将松散层动态沉降过程分为初始阶段、发展阶段和衰减阶段,根据厚松散层的物理力学性质的不同,利用Weibull时间序列函数模型分析松散层动态沉降过程。以兖州矿区为例,结合松散层沉降的实际观测结果的变化规律,并对其进行Weibull函数拟合,结果表明Weibull时间序列模型可以很好地解释厚松散层开采松散层沉降过程,预测松散层沉降值。     

厚松散层下开采地表移动预计及岩移参数分析

厚松散层薄基岩下开采引起的地表移动规律及地表移动参数，有其明显的自身特点和规律。在厚松散层地层结构条件下，可将其视为随机介质，采用概率积分法预计地表移动变形。针对永夏矿区和焦作矿区内赋存有巨厚松散层的地层条件，以地表移动实测资料为基础，用数学方法分析了巨厚松散层薄基岩下开采地表移动特征及地表移动参数，并得出了地表移动参数与地质采矿条件这间的函数关系式。     

厚松散层矿区采动岩土体移动规律模拟试验研究

为揭示厚松散层矿区采动影响下上覆岩土体双层介质移动机理,对厚松散层下采煤岩土体的沉陷规律进行了模拟研究,并用实测资料进行验证。试验得出了厚松散层矿区采动影响下岩土体沉陷规律,并与一般条件下开采沉陷规律进行比较,指出松散土体沉陷规律有其特殊性。通过对岩土体沉陷值和采动程度的比较,表明了基岩体对地表沉陷的控制作用,阐述了基岩面移动盆地和地表移动盆地的差异性,揭示了采动影响下岩土体移动机理,为厚松散层矿区沉陷预计、受护物防护及矿井安全高效开采提供一定的参考依据。     

厚松散层薄基岩下开采地表变形规律——以鲁南矿区为例

我国东部厚松散层薄基岩矿区开采地表沉陷普遍具有下沉量大、移动范围广、稳沉时间长等特征。本文以鲁南矿区某煤矿为例，探讨了不同松散层与基岩厚度比条件下煤层开采的地表变形参数变化规律，在现场实测的基础上，采用FLAC^3D数值模拟技术，建立不同松基比(0.25～5.00)条件下煤层开采的地表变形计算模型，研究了地表变形特征，分析了松基比对概率积分法参数的影响，并从开采沉陷的角度对厚松散层薄基岩条件进行了定量分析与探讨。研究表明：(1)在开采厚度相同条件下，当松基比不断增大时，地表变形量呈明显的先增大后减小特征，在松基比达到某一限值后，地表变形趋于稳定；(2)下沉系数、水平移动系数和主要影响角正切均随着松基比增大表现为先增大后减小的关系，松基比拐点分别为1.75、1.25和1.25；(3)松散层厚度在平均采深中所占的比例对移动角、边界角具有较大的影响，边界角、移动角随着松基比的增大逐渐减小。基于上述研究，提出将松基比为1.25～1.75作为厚松散层薄基岩条件的临界值，为我国东部典型厚松散层薄基岩矿区地表变形预计和开采沉陷灾害防控提供了理论基础。     

厚松散层对地表移动变形参数的影响

以潞安矿区司马矿为例,针对当地厚松散层的地质条件,系统分析了厚松散层对地表移动预计参数的影响,得出厚松散层下地表移动参数;通过对实测资料进行优化模拟计算,获得司马矿开采沉陷地表移动变形概率积分法计算参数。其研究结果对于本矿区乃至山西范围内地表移动规律有现实的指导意义。     

厚松散层开采条件下地表沉陷数值模拟分析

在厚松散层开采条件下,地表移动变形有自身的特点和变形规律。根据巨厚松散层下矿区的地质采矿条件,采用FLAC3D程序数值模拟软件,得到了100~350m不同厚松散层厚度条件下岩层垂直位移云图及地表下沉曲线。探讨了地表最大下沉值W、下沉系数q与松散层厚度之间的关系,分析了厚松散层开采条件下地表移动变形的特殊规律,并从岩层与地表移动变形机理方面进行了解释,进而得到了特定矿区厚松散层开采条件下沉陷规律。     

厚含水松散层下留防砂煤柱综放开采方法适应性研究

兖州矿区主采煤层３煤，平均厚８ｍ，上覆松散层厚约１９０ｍ，提高该煤层的回采上限具有重要的经济效益和社会效益。经过杨村煤矿３０１工作面试采，在厚含水砂层底部为弱含水层条件下，实现留４０ｍ煤柱８ｍ厚煤层综放开采，留２８ｍ煤主一次采厚３ｍ，为杨村煤矿解放３５２万ｔ水体下压煤创造了条件，为兖州矿区长期高产稳产打下了基础。     

巨厚松散层下开采地表移动特征研究

根据豫东永夏矿区的实测资料 ,分析了巨厚松散层下开采引起的地表移动特征 ,阐述了地表采动稳定的判别方法及预计的双重介质模型 ,得出了厚松散层下开采的地表移动参数与松散层厚度的定量关系以及地表移动期的量化特征     

谢桥矿地表移动和铁路变形的观测分析

谢桥矿区松散层厚度达300m以上，并且在厚含水冲积层的“水体下”开采，地表移动有其自身的规律。根据实测资料，给出了谢桥矿区地表移动和铁路变形的特点，从而为矿区安全生产和合理开展“三下”采煤奠定基础。     

基于松散层拱结构理论的岩层控制研究

针对我国华东和华北部分矿区厚松散层下采煤诱发工作面压架、突水和地表塌陷等问题,在系统总结采动覆岩承载结构理论相关学术进展的基础上,基于前人研究成果,提出了厚松散层的松散层拱结构模型,综合理论分析、数值模拟、现场探测和工程应用等方法研究揭示了松散层拱对载荷传递、岩层运动及地表沉陷、覆岩破断失稳的影响机理。研究结果表明:松散层拱的形态为长轴位于工作面走向的椭圆,当松散层厚度大于松散层拱矢高和厚度之和时,松散层在运动变形过程中能够形成松散层拱。工作面回采过程中,松散层拱周期性失稳并逐渐向上部发展,控制着其上覆岩层移动和变形,同时将上覆地层载荷向采空区四周转移,受松散层拱承载作用影响,松散层下部岩层载荷分布可以划分为松散层拱内卸压区、松散层拱基增压区和松散层拱外原岩应力区,进一步获得了考虑松散层拱载荷传递效应的松散层载荷折减系数计算公式,修正了关键层判别时的松散层载荷折减系数的计算方法。松散层拱的破断和失稳将导致地表快速下沉,地表下沉速度会随松散层拱周期性破断失稳而呈现出跳跃性变化,当松散层中能形成松散层拱且关键块体能够保持稳定,厚松散层地质条件下开采时采空地层不会出现切落,地表不会出现塌陷,...     

松散层富水性评价及水体采动等级划分

为了确定12采区安全煤岩柱留设类型。基于赵家寨矿12采区东翼松散层水文及地质勘探资料,结合抽水试验数据和计算含水层参数的Theis公式,研究了松散层厚度分布及松散层含(隔)水层的垂向变化规律,特别是松散层底部含水层的水文地质参数特征。结果表明,12采区松散层厚度变化受古地形控制,垂向具有多层复合结构,含水层连续性较差,底部含水层富水性为弱到中等,水体采动等级大部分属于Ⅱ级,局部属于Ⅰ级,为留设安全煤岩柱类型提供了科学依据。     

厚松散层条件下的岩层移动特征探讨

对厚松散层条件下采动程度的确定方法进行了探讨 ,并应用数理统计原理整理和分析了大量的实测资料 ,研究了厚松散层条件的岩层移动特征 ,对厚松散层条件下开采沉陷问题的进一步研究具有重要意义。     

厚松散层下下沉系数与采动程度关系研究

采动程度对控制地表移动变形起着关键作用,而地表下沉系数取值的准确性决定了地表移动变形的预计精度.为了探讨厚松散层开采条件下采动程度与下沉系数之间的关系,在分析矿区厚松散层地表移动观测站实测资料的基础上,研究了松散层厚度对充分采动影响的程度,揭示了传统方法评价采动程度不合理性的原因,分析了厚松散层下开采引起的覆岩应力分布与移动机理.给出了应将松散层与基岩作为开采深度的不同介质评定采动程度的标准,通过计算分析,提出了厚松散层开采条件下充分采动的临界宽度,得到了厚松散层下的下沉系数.通过与实测资料相比,下沉系数较为符合现场实际,为矿区厚松散层下“三下”采煤提供了科学依据.     

潘谢矿区Ⅰ、Ⅱ型水体下防水煤岩柱留设探讨

在研究淮南矿区煤田地质勘探工程的基础上,查明了巨厚松散层的水文工程地质条件,通过对比分析潘谢矿区巨厚松散层的岩性组合,将谢桥含水层的红层划分为隔水层；提出了在Ⅰ、Ⅱ型水体下存在下渗带的观点,分析了压架出水原因和防范技术措施,为确定潘谢矿区回采上限提供了科学依据.     

厚松散层薄基岩下采动裂隙发育规律及应用

为研究厚松散含水层薄基岩下厚煤层综放开采的安全性,从黏土采动隔水性和近第四系底部导水裂缝带发育特征两个方面进行了讨论。以潞安矿区三元煤矿为例,通过对开采区域第四系松散层的不同深度进行取样和实验室试验分析,得到了特定地质条件下黏土的物理力学特性和水理特性。通过选取合理的黏土隔水层采动失稳判据,评价分析了第四系底部厚黏土隔水层综放高强度开采后隔水性能的变化状态。采用数值模拟和现场实测方法研究了厚松散层薄基岩条件下近第四系底部覆岩破坏和采动裂缝发育规律。研究表明:①三采区第四系松散层黏土随着埋深增大,其力学性能呈增大趋势,埋深超过130 m时,黏土的液性指数甚至降至0以下,深埋黏土具有良好的原生隔水性能;②黏土采动隔水性评价结果表明,区内第四系底部黏土采动后仍然具有良好的隔水能力,能很好地抑制导水裂缝带上行扩展;③近第四系底部开采导水裂缝带高度仅发育至第四系底部黏土。实例分析表明:三元煤矿3301工作面在顶板基岩厚度仅为36～55 m、煤层厚度7 m的情况下,实现了地表水体和第四系松散含水层水体下的综放安全开采,为类似水体下采煤实践提供了有益参考。