大埋深条件下地表沉陷规律相似模拟研究

以山西河东煤田北部某大埋深煤矿为研究对象,采用相似材料模拟实验,分析了受采动影响的采场上覆岩层移动变形规律以及地表移动变形规律.结果表明,采动结束后的上覆岩层依次形成垮落带、裂隙带、弯沉带;采空区上方地表形成一个比采空区大得多的下沉盆地,并从地表移动的力学过程及工程技术问题的需要出发,地表移动及变形采用下沉、水平移动、倾斜、曲率、水平变形来描述下沉盆地的动力学状态.     

岩层控制中的关键层理论研究

首次提出了采场上覆岩层活动中的关键层理论，建立了关键层的判别准则，深入研究了在关键层作用下岩层的变形、离层及断裂规律根据关键层的作用特性，描述了采场上覆岩层活动中的整体结构形态关键层理论的建立为岩层移动和采场矿压研究提供了一种统一思想和方法     

厚松散层弯曲下沉空间问题研究

厚松散层条件下，岩层与地表移动变形规律是由上覆基岩和松散层的综合影响决定的．在不同的下沉模式下的地表移动变形有自身的特点和规律．需使用不同的力学和数学模型对不同下沉模式的移动变形进行分析与研究．文中将松散层视为随机介质．将基岩视为弹性板，由此建立了厚松散层条件下空间问题地表移动与变形新的预计模型和计算公式．实例证明．该方法比较符合实际情况．     

采场弯曲下沉带内部巷道变形与岩层移动规律研究

利用岩层弯曲下沉带内的一条巷道，通过设点观测下沉值，量测巷道两帮及顶底移近量，结合采面推进速度及矿压观测资料，以及FLAC^3D的计算机数值模拟计算，研究了岩层弯曲下沉带内部巷道的变形和岩层移动规律，丰富了上覆岩层移动的佐证，在新集矿区获得了岩层内部的移动参数，为巷道煤柱的留设提供了直接依据，为反程序开采中合理错开上下层的布面时间提供了依据。     

岩层移动监测及预测研究

对黄狮涝金矿试验采场上覆岩层位移进行了现场监测，并采用灰色预测法和时间序列分析法对试验采场上覆岩层的下沉规律进行了分析与预测。这两种方法预测所得的岩层下沉值与实测值比较接近，获得了较为满意的预测结果。     

岩盐溶腔覆岩移动规律的研究

用概率积分法研究了岩盐水溶开采引起的溶腔上覆岩层移动规律，得出了覆岩的移动表达式及溶腔中心点处覆岩的下沉及变形公式。其结果与模拟试验结果是一致的。     

多媒层采区岩移及内部应力的模拟研究

本文采用相似模拟试验和光弹性模拟试验相结合的方法对某矿多煤层采区同采条件下,下部煤层开采对上部煤层开采的影响规律进行了模拟研究,得出下部煤层开采时上覆岩层移动及变形规律,有关岩层移动参数,上部煤层巷道变形预计方法和三组四层煤同采时应力分布及影响范围。     

地面钻井变形破坏的相似模拟试验研究

采场上覆岩层的移动与变形是造成地面瓦斯抽采钻井变形破坏的根本原因。为了获得地面钻井变形破坏的直观规律,本文通过构建相似模拟平面模型,对采场覆岩移动进行了相似模拟,并通过设置竖向位移监测线模拟钻井的变形规律,通过应力-应变传感器监测覆岩层应力分布情况,从而获得了地面钻井层间滑移变形和层内挤压变形的直观规律,为地面钻井变形破坏机理的研究和防护措施的制定奠定了基础。     

试论采场支架和围岩的关系

通过分析工作面支架工作阻力与顶板下沉量的关系,讨论了采场上覆岩层运动规律及力学表现,对采场上覆岩层进行划分并确定支架与围岩的关系。     

关于重采影响下层岩内部垂直移动变形规律

本文结合江西钟家山煤矿观测石门内大量岩移内部观测资料,对重复采动条件下采场上覆岩层垂直移动变形规律进行了分析研究,从而再次证明了重采时上覆岩层呈整体下沉,最大下沉速度滞后距较小的这一特点;提出了随工作面位置的推进采场上覆岩层不但产生垂直拉伸变形而且部分岩层产生压缩变形的特点,揭示了不同位置的覆岩导水裂隙带的发育规律,得出在充分采动区当工作面推过15～20米,在采区边界工作面推过35米导水裂隙带发育最高以及采区边界导水裂隙带高于充分采动区且压实速度较慢的结论,为及时施工冒落孔探测导水裂隙带高度提供了科学依据;最后对采场上覆岩层垂直移动变形     

多煤层采区岩移及内部应力的模拟研究

本文采用相似模拟试验和光弹性模拟试验相结合的方法对某矿多煤层采区同采条件下 ,下部煤层开采对上部煤层开采的影响规律进行了模拟研究 ,得出了下部煤层开采时上覆岩层移动及变形规律、有关岩层移动参数、上部煤层巷道变形预计方法和三组四层煤同采时应力分布及影响范围。     

采场上覆岩层沉降变形的光纤检测实验

为定量化研究相似材料模型实验岩层变形过程,用光纤光栅传感技术构建相似材料模拟实验的上覆岩层移动的监测方法和系统。在实验室模拟煤矿采场上覆岩层沉降变形,在0.5 m平面模型上使用2~6个不锈钢封装光纤Bragg光栅传感器和醋酸乙烯封装光纤Bragg光栅传感器,制作了3个500 mm×425 mm×73 mm的相似材料模型,几何相似比1∶800,同时在模型对应位置使用了2~3个百分表,研究模型开挖过程中岩层沉降变形与光纤光栅传感器测试结果的对应关系。实验表明,模型岩层沉降变形与引起的传感器波长漂移量变化线性相关,单位下沉量引起的不锈钢、醋酸乙烯塑料封装光纤Bragg光栅传感器波长漂移量分别为66.17~290.46,778.19 pm/mm,光纤光栅传感器可以感知水平位移和垂直位移的变化,为相似模型内部应力应变检测提供了手段。这种方法可以用于模型上覆岩层移动的实时检测。     

采空区上覆煤层开采层间岩层移动变形实验研究

为了安全高效开采采空区上覆煤层,基于其层间岩层移动变形问题的重要性,采用相似模拟实验的方法研究了采空区上覆煤层开采层间岩层相同水平层位与竖直层位岩层的移动变形情况.结果表明,采空区上覆煤层开采使下部煤层开采的原"三带"均向上位扩展,并出现了层间岩层控制层;采空区上覆煤层开采层间岩层出现变形盆地,在控制层以下的岩层出现下沉盆地,而控制层以上的岩层出现分形盆地;同一层位岩层下沉随工作面推进呈现整体移动的偏态性,在移动变形过程中,控制层以上的岩层移动变形呈现连续性的特点,控制层以下的岩层移动变形呈现突变性的特点.     

采动覆岩与地表下沉关系模型及离层量估算方法

地下开采可能导致地表沉陷、基础设施损毁、土地破坏或地面积水等,进而诱发生态环境恶化。而采空区固体充填和覆岩离层注浆是控制岩层移动,减小采动损害的有效技术手段。传统的覆岩离层注浆往往采用关键层理论、数值模拟、相似材料模型实验和理论分析手段,因涉及的物理力学参数多、边界条件限制等,计算过程复杂,仅能给出离层层位,难以定量确定离层量。开采沉陷研究表明,采动覆岩与地表移动方向指向采空中心,移动边界可以简化为线性边界,基于下沉盆地主断面上地表下沉与任一覆岩下沉的面积相等和煤系地层的层状特征,构建了采动覆岩与地表下沉的关系模型,较好地反映了覆岩与地表下沉随边界角、工作面宽度、开采深度的发展演化规律。采动覆岩与地表下沉比值随埋藏深度增加而增大,反映了采动下沉效应从顶板向覆岩、地表的传递规律;随着宽深比的增加,同一层位岩层下沉与地表下沉比值减小,地表下沉增大;当边界角减小时,地表下沉范围增大,地表下沉值减小。结合钻孔揭示的覆岩结构与组合,可以逐层计算上覆岩层和地表的下沉值,利用两相邻岩层下沉的非一致性,可以确定各岩层间的离层量,通过计算导水裂隙带高度,剔除导水裂隙带内无法形成封闭充填空间的无效离层,进...     

近水平层状岩层移动规律的探讨

用连续介质力学的方法，分析开采煤层上覆层状结构岩层受开采的影响，在其自身重力作用下的移动机理，并定量解释了岩层的移动现象，得出了岩层中下沉盆地剖面方程式。     

夹河煤矿深部开采地表移动规律研究

本文结合实测资料,系统研究了深部开采条件下地表的移动变形规律。指出与浅部开采相比,地表下沉盆地平缓,曲率变形值极小,岩层移动角偏大,岩移预计参数有明显的差别。这一研究为深部开采地面建筑物的合理保护奠定了基础     

急倾斜煤层开采地表移动预计的空间转换方法

提出了急倾斜煤层开采岩层滑移空间理论模型和地表移动预计的空间转换计算方法。根据岩层受力变形特点和破坏机理,急倾斜煤层开采上覆岩层存在楔形破坏区和滑移变形区。楔形破坏区内岩层的弯曲变形为滑移变形区内岩层提供移动空间,即滑移空间。滑移空间决定了地表下沉盆地的形态。将急倾斜的开采空间转换为近水平的滑移空间,可直接利用概率积分法的理论和参数来计算急倾斜煤层开采地表移动变形,较好地解决了急倾斜煤层开采地表移动预计问题。     

水体下采空区覆岩移动规律相似模拟实验研究

该文以新安矿区小浪底水库南岸王家沟一带采空区为原型,进行室内相似模拟实验研究,通过在模拟岩层及地表设置位移观测点,获取不同推进距离引起的岩层变形值与移动值,进而绘制采空区上覆岩层移动与变形曲线,实验再现了不同推进距离引起地表变形下沉的全过程,掌握了水体浸入作用下采煤后岩层移动及地表下沉的规律,提出了地表下沉最大值点偏向于开切眼。     

矸石整体置换“三下”煤柱后关键层移动与等价采高的关系及其移动特征

针对矸石整体置换三下煤柱引起的岩层移动问题,根据等价采高概念与关键层下沉特征,采用正交试验和FLAC软件对16个方案进行了方案设计和数值计算,得到了不同方案的岩层下沉及等价采高的计算结果,分析了多因素与等价采高和关键层下沉的关系,并拟合出各自的回归方程。根据数值计算结果,分析了单个因素对等价采高和岩层移动的影响,得到了不同条件下等价采高和顶板下沉的变化曲线。分析了不同关键层的计算参数所引起的岩层移动曲线与特征。结果表明,越靠近煤层、厚度越大、强度越高的关键层对于最大限度地控制岩层移动具有越重要的积极作用,而关键层的层位则为关键性因素;另外,采空区顶板下沉规律与关键层下沉规律并不相同。     

松软砂岩下开采地表移动变形规律研究

新疆沙吉海煤矿上覆岩层以砂岩类为主,属软弱岩层.为了研究其地表移动变形规律,获取岩移参数,在该地区某矿首采工作面布置地表移动观测站.实测数据表明,在该工作面的开采、地质条件下,工作面倾向方向未能达到充分采动,最大下沉1945 mm,最大水平移动784 mm.地表变形集中在采区上方,移动角明显比边界角小.