采场覆岩移动的组合岩梁理论

文中提出了采场上覆岩层移动的组合岩梁理论,将岩层移动的关键层、岩层组合以及层间隔统一在组合岩梁理论体系中,建立了关键层、岩层组合以及层间离层的统一判别准则;并进行了实例分析。然后对组合岩梁理论在岩层移动规律研究、地表沉陷控制以及在矿井瓦斯防治中的应用进行了深入地研究。组合岩梁理论的建立,为采场矿压和岩层移动的研究提供了一种新的思想和方法。     

岩层移动的组合岩梁理论及其应用研究

提出了采场上覆岩层移动的组合岩梁模型，将岩层移动的关键层、岩层组合以及层间离层统一在组合岩梁模型的体系中，建立了关键层、岩层组合以及层间离层的统一判别准则，并进行了实例分析。对组合岩梁模型在岩层移动规律研究、地表沉陷控制以及在矿井瓦斯防治中的应用进行了深入地分析。组合岩梁模型的建立，为采场矿压和岩层移动的研究提供了一种新的思想和方法。     

采场覆岩运动仿真系统

采场覆岩的运动及采场周围支承压力分布的变化是导致采场顶板事故的最主要原因.通过对采场覆岩运动规律的总结和完善,开发了"采场覆岩运动仿真系统".该系统可以根据采场的覆岩条件及开采参数,预计采场覆岩的运动规律,为安全开采提供科学依据.     

综放采场覆岩冒落与围岩支承压力动态分布规律的数值模拟

在岩层控制的关键层理论基础上，运用RFPA2000软件，模拟了综放采动覆岩的冒落过程，得到了采动覆岩的破断垮落规律和围岩支承压力的动态分布规律，进而得到了综放采空区的支承压力分布情况。采空区的破碎冒落覆岩可划分为3个区，即自然堆积区、结构支撑区和压实稳定区，这对老塘破碎岩体压实状态描述及渗流特性分析具有重要的参考价值。     

覆岩离层注浆控制地表沉降技术的理论与实践

1　前　　言 地下采矿引起岩层移动和地表塌陷 ,造成地面建筑设施破坏。塌陷盆地大面积积水 ,可使农田绝产 ,有限耕地面积减少 ,人们赖以生存的环境恶化 ,采矿与环境保护之间的矛盾日趋尖锐。已有的旨在减少地表塌陷的开采方法 ,如局部开采法、限厚开采法和采空区水砂充填法 ,由于生产效率低 ,已经不能满足当前高产高效现代化矿井生产的需要。辽宁工程技术大学开采损害与控制工程研究中心与抚顺矿务局联合开发研制了覆岩离层注浆控制与减缓地表沉降的专利技术 ,是利用发电厂粉煤灰配成浆液通过地面钻孔高压注入地层中 ,达到了控制与减缓地表沉降的目的。该项技术不仅可以减少由采矿引起的地表塌陷危害 ,而且还解决了电厂粉     

采动覆岩离层的数值模拟研究

采动覆岩移动及其导致的离层分布是一个受多种因素影响的极其复杂的问题，具有极强的不可视、不可触等特点，因此，理论分析和现场观测都是十分困难的。对矿区采动覆岩的破坏过程进行了数值模拟仿真研究，重点分析了覆岩中离层的发展高度变化规律、离层区域范围的确定以及煤层采出厚度的影响作用等。数值模拟再现了采动覆岩运移及离层产生的全过程，揭示了离层高度与工作面推进距离、离层区域发生范围和煤层开采厚度之间的关系。数值模拟结果确定了覆岩离层产生的位置、离层大小等，从而为采用离层充填注浆控制地表沉陷等提供了重要的理论基础和依据。     

覆岩破坏特点和观测原理

目前,为了保证工作面回采安全,众多学者付出了很多努力.为更高效开采煤层,释放水体下压煤越来越受到各界专家的关注,覆岩破坏规律的研究成为研究的核心问题.网络并行电法、地电场观测、电极电流反演技术是覆岩破坏观测的三个主要的方法.研究覆岩的破坏特点和岩石的观测原理具有十分重要的意义,对煤层开采具有重要的参考价值.     

长壁采场覆岩空间结构探讨

基于微地震定位监测技术监测岩休在三维空间破裂的成果，以及多种边界条件工作面岩层运动和应力场的观测结果，提出长壁采场覆岩空间结构的概念，并根据采场的边界条件．将覆岩空间结构分为中间育支撑的“e”型、中间无支撑的“O”型、“S”型和“C”型4类。基于观测实例，阐述微地震定位监测技术用于监测窄间结构的形成过程和范围、采空区边缘煤体内应力计用于反演综采放顶煤采场中间无支撑空间结构内部的覆岩运动、“孤岛”煤体应力计用于判断中间有支撑空间结构煤柱变形方式等多种观测方法及这些方法在覆岩空间结构研究中的综合应用途径。最后，展望覆岩空间结构学术观点及其研究方法在采矿工程中的应用前景。     

覆岩运动的时空过程

上覆岩层的运动是一个复杂的时空过程。根据流变力学理论和控制板梁组合运动理论，研究了覆岩运动及离层发展的时空过程，推导出了控制岩层弯曲变形及离层裂缝宽度的计算公式。     

露天转地下采场围岩及覆岩变形破坏特征研究

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿为依托背景,借助数字照相量测技术,通过相似材料模拟试验,对20°、50°两种不同倾角条件下,露天转地下开采后,地下采场围岩与覆岩的变形破坏特征及动态演化过程进行了系统研究。结果表明:①地下采场围岩及覆岩的变形演化过程可划分为局部小范围微动、线性持续增大以及整体非线性剧烈垮塌3个阶段;②矿体倾角由20°增至50°后,边坡与地下采场围岩及覆岩的变形整体趋缓,采动影响范围小幅度缩减,沉降曲线则由非对称槽型变为碗型;③采场矿柱回收过程中,地下采场围岩及覆岩发生突发性失稳,呈现出明显的“多米诺骨牌效应”。     

基于正交设计的覆岩移动影响因素敏感性分析

为了探究采宽、采厚、上覆岩性和采深等4个主要因素对覆岩移动变形所起到的贡献大小,确定较敏感或最敏感因素,给煤矿开采设计和地表建筑物保护提供参考依据,本文以兖州某矿主采近水平煤层为背景,在正交试验优化组合基础上借助FLAC^3D数值模拟软件对覆岩移动的影响因素(采厚、采深、采宽及上覆岩性)进行了敏感性分析。研究结果表明,不同影响因素对覆岩移动的敏感性具有较大的差异性,16种不同组合条件下对采动覆岩最大竖直位移和最大水平位移的敏感性作用由大到小依次为:采宽、采厚、上覆岩性、采深。最后,利用多元线性回归分析法建立了多因素作用下覆岩移动的数学公式,回归效果非常显著。     

浅埋隧道施工对上覆地层变形影响的试验研究

以浅埋隧道近接施工引起上覆地层的变形为研究对象,引入透明土试验技术和粒子图像测速技术(简称PIV技术),设计开展了隧道开挖对地层变形影像的透明土模型实验,并且考虑了隧道分部开挖过程中地层变形的动态变化情况。采用量纲分析法推导出模型试验的相似准则,并基于该相似准则设计了隧道开挖模拟试验模型箱,对不同隧道埋深工况进行了隧道开挖模拟,得到了竖直平面内地层沉降分布结果。研究结果表明,基于透明土材料和PIV技术可以有效地开展浅埋隧道开挖模拟试验研究,上覆地层沉降的演变过程与隧道掌子面推进时的相对位置具有密切关系。     

近距离煤层群下行开采覆岩运移特征试验分析

为研究近距离煤层群多次开采对覆岩运移的影响,根据潘二煤矿近距离煤层群(8、7、6、5煤)地质和开采技术条件,采用相似材料模拟试验开展了下行开采覆岩运移特征研究。分析得出了多次开采覆岩变形、破坏及运移规律,近距离煤层群多次开采与单一煤层开采形成的覆岩宏观运移形态和特征相似。随着开采次数增多,覆岩下沉系数呈线性递减。多次开采覆岩变形、破坏至连通的时间和空间位置关系与开采厚度、开采次数、层间距及层间岩性等因素密切相关。研究表明,覆岩运移的多次演化叠加不仅是影响顶板来压和控制、瓦斯抽采布置和效果的关键因素,也是采动应力演化致灾的主导因素。     

基于统一强度理论的有压巷道覆盖岩层厚度计算

基于统一强度理论对有压巷道围岩应力进行了弹塑性分析,通过控制塑性区半径,推导出有压巷道覆盖岩层最小厚度的计算公式,当考虑不同中间主应力的影响时,用该公式可计算出一系列的覆盖岩层厚度;在实际工程中可以根据岩石性质试验确定中间主应力参数,得出合理的覆盖岩层最小厚度,从而合理地设计巷道。分析结果表明：该公式考虑了拉压强度差效应和中间主应力的影响,可以退化为其他围岩条件或其他强度理论条件下的覆盖岩层厚度的计算公式,具有较强的实用价值。     

坚硬顶板厚煤层卸压开采覆岩运移特征试验研究

为研究多组厚硬顶板厚煤层开采覆岩运移特征及其对上煤层卸压范围的影响,结合潘二煤矿3煤和4煤开采地质及工程条件,构建了相似材料模拟试验模型。试验观测与数据分析表明,受煤层倾角和多组厚硬岩层影响,覆岩运移中出现非对称“台阶”断裂现象,应力卸压角、膨胀变形卸压角与经验法计算结果相差较大,应力卸压角小于理论计算卸压角平均13°,变形卸压角小于理论卸压角平均7.5°。应用关键层理论分析表明,卸压层和被卸压层间两个关键层是引起覆岩“台阶”断裂、运移不协调及卸压范围减小的主要原因,揭示了多关键层组合对覆岩运移的非对称及卸压特征的差异性的作用机理。     

地震引起的飞石运动过程初步分析

地震可能引发大量的飞石,对生命财产造成严重威胁.针对地震飞石问题进行了初步研究.首先基于刚体运动理论和空气运动学理论建立了飞石的运动模型,考虑了空气阻力、地震加速度等参数的影响;然后通过理论分析获得了地震纵横波同时作用和只有横波作用时的飞石的起动速度、最大运动距离、飞行时间等参数的解析方法.分析结果与汶川映秀镇飞石的实...     

上覆地层及管内充物对非金属管线探测的影响

通过一系列的实验,分析和讨论了不同上覆地层和管线内部充填物对非金属管线探测结果的影响规律。研究表明:不同地层下雷达天线耦合作用存在差异,在粘土中耦合的雷达波中心频率和频带宽度相比砂土更低;不同地层中雷达子波传播有所不同,在砂土中雷达反射波的中心频率降低和频带宽度都随深度而降低,粘土中的中心频率无明显变化,频带宽度显著变窄;因此在砂土中非金属管线的探测结果的准确性比粘土中的高。非金属管线内部充填物对非金属管线的探测准确性有较大影响,在上覆砂土的情况下,管内充填水、湿砂时的管线探测准确性比管内无充填的高。     

金属矿山开采地表岩移的灰色预测模型

金属矿山地表岩移受许多因素综合影响,从而导致开采过程中引起的岩移变化表现出复杂性和非线性特征。灰色系统的GM(1,1)模型是一种预测模型,包括数列预测、灾变预测、拓扑预测。矿区地表岩移的实测数据是时间序列数据,通过检验和残差修正,可得到符合该时间序列数据的GM(1,1)预测模型。以某金属矿区最大沉降GPS监测点为例,计算模型参数,建立相应的灰色微分方程模型,并对该模型的计算结果进行检验,对比实测值与模型计算值,发现该模型误差小、精度高,可用其对该地区未来地表岩移的发展变化进行预测。     

均质地层中锚喷支护理论与设计

当前,锚喷支护已在世界各国矿山、建筑、铁道和水工等部门广泛应用。然而,锚喷支护至今尚无系统完整的设计理论,也缺乏行之有效的计算方法。本文目的是探讨锚喷支护设计理论,并提出实用计算方法。文中提出了锚喷支护对围岩灼加固作用和支承作用,并在此基础上提出了一套均质地层中锚喷支护的计算和设计方法。     

基于分形理论的树状木结构形态设计研究

基于分形理论中的递归算法,通过对树状木结构枝干分叉、分级以及拓扑优化的分形方式进行探讨,并以珑府生活体验中心为例,总结适宜的树状木结构形态设计方式.