趋势面分析法在预测底板破坏深度中的应用

选取开采深度、煤层倾角、开采厚度、工作面斜长和底板抗破坏能力5个影响因子作为影响底板破坏深度的关键因素,以28例底板破坏深度实测数据为基础,根据趋势面分析理论和方法,建立了底板破坏深度的趋势面分析预测模型,并用于曹庄煤矿9604工作面的底板破坏深度的预测。其结果表明,应用趋势面分析法预测底板破坏深度的误差率为0.07%～5.91%,与实际相差较小,是一种简便可行,结论可靠的底板破坏深度的预测方法。     

煤层底板破坏深度的应变法研究

为了评价具有大导升高度煤层底板在采动过程中是否会造成导升高度与破坏深度对接而发生突水,采用应变法对刘家梁煤矿底板的采动破坏深度进行监测,获得了底板破坏深度的参数,正确地评价了刘家梁煤矿5124工作面底板突水的危险性。这一方法探索了应变测试底板破坏深度的途径,具有一定的推广价值。     

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。     

董家河煤矿大采深条件下底板破坏深度实测与模拟分析

底板突水是我国煤矿的重大灾害之一。采用钻孔声波测试法对澄合矿区董家河煤矿5号煤层22507工作面进行了底板破坏深度现场监测。监测结果表明:煤体下工作面正下方的底板破坏深度最大值为10.8m,同时采用FLAC3D有限差分程序,对董家河煤矿5号煤层22507工作面采场下开采顶底板破坏效应进行了模拟研究,数值模拟结果与现场实测结果相吻合,为今后董家河及类似矿井带压开采有效隔水层厚度选取和安全开采提供技术参考。     

采场底板破坏深度计算公式的改进

针对煤矿开采底板破坏的问题,在总结全国典型煤矿底板破坏深度实测资料的基础上,通过Matlab软件及Excel中的函数分析功能,综合分析了煤层采深、煤层倾角、煤层采厚、工作面斜长、底板抗破坏能力及有无切穿行断层或破碎带等6个影响因子与底板破坏深度的关系,利用多元线性回归分析对规程计算公式进行了改进,将改进的线性公式进行非线性曲线的拟合及预测分析,得到了预测准确度更高的非线性回归修正公式,经过比较分析规程经验公式、线性回归改进公式及非线性回归修正公式对底板破坏深度的预测值与实测数据的误差,发现线性回归改进公式和非线性回归修正公式具有更高的预测能力,而且非线性回归修正公式预测准确度最高,误差范围相对较小,在底板破坏深度预测中具有相对较高的应用价值。     

承压水上采煤底板破坏特征北大核心

根据弹性力学空间半无限体理论建立了沿煤层走向底板受力力学模型,计算了工作面推进过程中底板内任一点处的水平应力大小。以菏泽龙固煤矿1302工作面的采场条件为工程背景,基于FLAC^(3D)数值仿真软件对该工作面推进过程中底板破坏特征进行数值模拟。研究表明:煤层回采后,采动底板最大破坏深度为15 m左右。采空区底板水平应力呈"凹"型分布,随着工作面的推进,采空区两端煤壁附近底板水平应力集中效应显现。采用钻孔双端封堵测漏装置对1302工作面底板破坏深度进行现场实测。实测表明:1302工作面底板最大破坏深度为14 m,与数值模拟所得结果基本吻合。     

承压水上采煤底板破坏特征

根据弹性力学空间半无限体理论建立了沿煤层走向底板受力力学模型,计算了工作面推进过程中底板内任一点处的水平应力大小。以菏泽龙固煤矿1302工作面的采场条件为工程背景,基于FLAC~(3D)数值仿真软件对该工作面推进过程中底板破坏特征进行数值模拟。研究表明:煤层回采后,采动底板最大破坏深度为15 m左右。采空区底板水平应力呈"凹"型分布,随着工作面的推进,采空区两端煤壁附近底板水平应力集中效应显现。采用钻孔双端封堵测漏装置对1302工作面底板破坏深度进行现场实测。实测表明:1302工作面底板最大破坏深度为14 m,与数值模拟所得结果基本吻合。     

基于高精度微震监测技术的底板破坏深度预测研究

随着国内煤矿开采深度不断增大,各类工作面承受高地应力和高水压"双高"型煤层底板越来越多,煤层底板隐伏断层突水一直威胁着我国煤矿安全生产。以赵固一矿研究背景,通过高精度微震监测技术在该矿16001工作面应用,对底板连续和动态裂隙发育程度范围进行了监测,分析底板破裂微震事件能量、频次和密集程度确定煤层底板岩体的破坏范围。现场试验表明,高精度微震监测技术与理论计算结果比较吻合,微震监测为探测底板破坏深度提供科学的依据。     

基于模糊综合评判决策理论的底板破坏深度预测

阐述了底板破坏深度模糊综合评判决策模型的构建方法,结合实测样本数据,利用灰色关联分析法分析了底板破坏深度与采深、煤层倾角、采厚、工作面斜长、底板岩体损伤度等影响因素的相关性,确定了底板破坏深度的影响参数。利用建立的底板破坏深度模糊综合评价模型对实测样本进行分类,并利用建立的模型预测肥城煤田白庄煤矿7106工作面的底板破坏深度。通过实测结果对比,该模型具有良好的实用价值。     

基于GWO改进的PCA-BP神经网络煤层底板破坏深度预测模型

针对矿井水害防治工作中,煤层底板破坏深度难以进行准确预测的问题,将主成分分析(PCA)与灰狼算法(GWO)改进的BP神经网络相结合,建立以采深、煤层倾角、采厚、工作面斜长、煤层底板抗破坏能力、工作面内是否有切穿型断层或破碎带为主要影响因素的底板破坏深度预测模型。根据实测资料分析各主要影响因素和底板破坏深度之间的相关性,利用PCA法将影响底板破坏深度的主要参数进行降维,根据降维后的主成分对底板破坏深度的贡献率,确定底板破坏深度的主控因素。利用灰狼算法优化BP神经网络参数,建立PCA-GWO-BP神经网络模型预测煤层底板破坏深度,并与其他预测方法进行对比,结果证明该模型误差小于0.5%、准确度高,可以对煤层底板破坏深度进行较为准确的预测。     

新安矿煤层开采底板破坏程度及底板水防治技术

根据新安矿底板3#煤层含水层分布情况,研究煤层开采过程中对底板的破坏程度,通过钻孔注水实测和数值模拟相结合的研究方法,确定底板破坏"下三带"分布规律,依据底板"下三带"理论判断工作面底板突水危险程度,得出新安矿底板岩层中完整岩层带偏小,底板破坏深度在18～20 m,突水危险性高。针对地质条件和底板"下三带"破坏情况提出了该煤层开采时底板突水隐患的防治方案。     

水力测试法在煤层底板破坏探测试验中的应用

针对团柏煤矿下组10#媒带压开采的现状,对该煤层10-115工作面开采引起的底板破坏深度采用水力测试法进行了探测.结果表明:①从定压进水量测试结果看,在煤层开采过程中底板岩层因矿压增减发生了裂隙收缩与扩张,采面距在0～25 m阶段底板最为薄弱,此后底板裂隙进入收缩的恢复阶段,但裂隙的闭合性又远远低于原始状态;②从起始水压测试结果看,10#煤底板的矿压直接破坏深度为9.4m,其下的扰动带岩层抗水压强度明显减弱,矿压与扰动破坏深度共计12 m.     

葛泉矿带压开采下组煤底板破坏深度探测研究

针对葛泉矿底板加固条件下带压开采下组煤的情况,依据采场底板不同深度应变监测值随工作面推进发生的变化情况,分析了葛泉矿首采工作面煤层底板岩体受采动破坏的情况,确定底板破坏深度为12.5 m。     

极近距离煤层采空区下工作面两巷合理位置确定

为合理布置霍洛湾煤矿极近距离煤层下分层工作面两巷位置,采用弹塑性力学理论计算了上分层工作面开采底板最大屈服深度,得出了底板破坏深度为8．29m,应用FLAC叫数值模拟软件分析了上分层工作面开采对底板的影响,通过对邻近工作面开采过程及巷道掘进的模拟,得出了底板损伤过程及其内部应力变化,确定出下分层22104工作面两巷距上分层22102工作面回风巷水平距离分别为85和300m,并进行了巷道变形实测,在观测区域未出现较为明显的巷道变形破坏。结果表明,利用底板破坏深度及采空区下低应力区等结论确定下分层工作面两巷的合理布置方式是可行的.     

采动底板裂隙渗流演化规律数值分析

 基于桃园煤矿10煤层的赋存和水文地质条件,采用离散元数值计算,分析了采场底板应力分布、变形和塑性特征,研究了采场底板渗流压力场、流量场分布特征。结果表明：采动影响深度为45m,塑性区深度在工作面底板以下17m,当工作面接近底板奥灰岩含水层,岩体结构较容易破坏失稳,形成渗流通道。现场依据数值计算结果,设计了疏水降压和注浆加固底板控制技术,确保了赋水条件下煤层的安全回采。     

倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析

为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性,根据弹性力学中的半无限体理论建立了沿煤层倾斜方向底板破坏深度求解力学模型,计算了倾斜煤层底板采动最大破坏深度。以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于FLAC3D数值仿真软件,按照正交试验设计方案对3306工作面底板破坏特征进行数值模拟。运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算,确定各主控因素对底板破坏深度的敏感性。研究表明:(1)随着工作面推进距离的增大,底板最小主应力值与承压水压值越来越接近,且最小水平主应力与底板承压水压相等的区域不断扩大,底板突水危险性增加。(2)各主控因素对底板破坏深度影响的主次顺序为:工作面斜长采深黏聚力采厚煤层倾角水压内摩擦角,方差分析结果显示,各主控因素中工作面斜长对底板破坏深度的敏感度为高度显著;采深较为显著;黏聚力显著;采厚、煤层倾角、水压以及内摩擦角不显著。(3)运用矩阵分析法确定了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,可有效降低矿井底板突水的危险性。     

特厚煤层采动底板变形破坏的数值模拟与实测对比

根据兖州某矿工作面煤层顶、底板岩层组合及结构性质特点,建立反映完整底板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D数值模拟分析了煤层开采过程中底板应力及塑性区分布特征,得到了采动煤层底板变形破坏的深度。最后,结合现场该面煤层底板随不同深度钻孔内超声成像观测的变化规律,综合对比分析得出该面煤层底板破坏深度约为12 m。     

杨村煤矿下组薄煤层底板采动效应特征研究

杨村煤矿下组煤的开采受到底板承压水的威胁,采动底板破坏深度的研究是底板岩层阻水能力评价的关键。以杨村煤矿4602工作面水文地质条件为基础,建立了下组薄煤层底板工程地质模型,通过数值模拟软件FLAC3D模拟研究煤层底板采动变形破坏规律,得出在正常采动情况下底板最大破坏深度约为12 m;并与该工作面底板实测结果进行了对比验证,二者结果基本一致。研究结果为杨村煤矿下组煤的合理开采、支护及底板岩层阻水性的评价提供了参考依据。     

杨村煤矿综采条件下薄煤层底板破坏深度的实测与模拟研究

通过2个监测钻孔8个应变传感器探头组成的现场应变实测系统实测应变增量的变化曲线,研究了兖州煤田杨村煤矿下组煤16上薄煤层底板采动变形破坏的深度及其受采动煤壁前方影响的范围。结果表明：16上煤底板破坏深度介于8.4~10.1 m;而运用FLAC3D进行底板变形破坏数值模拟得出的底板下塑性区破坏深度为9.1 m,与实测结果差别不大。     

马堡矿15^#煤带压开采数值模拟研究

针对马堡矿地质构造复杂,主要岩溶含水层富水性强,下组煤距下伏奥灰很近,煤层开采面临着奥灰突水严重威胁的情况,运用数值模拟的方法,研究了工作面斜长对底板破坏规律与突水机理的影响,并对15号煤带压开采进行了安全性评价。研究结果表明:工作面斜长分别取160 m与110 m时开采15号煤产生的采动破坏带均会与承压水导升带贯通,隔水层丧失阻隔水性能进而导致底板突水,而工作面斜长为60 m时则不会发生底板突水。因此,可通过采取控制工作面斜长的方法提高带压开采的安全性。