急斜煤层开采上覆岩层运动的有限变形分析

本文以有限变形理论为基础，阐述了急斜煤层开采上覆岩层运动时获得任一时刻截面弯矩及变形曲线的方法，可为深入认识上覆岩层的活动规律提供依据。     

初探采空区上覆岩层的破坏对导水裂高的影响

初探采空区上覆岩层的破坏对导水裂高的影响安阳矿务局铜冶煤矿袁爱国，王智慧１上覆岩层的破坏特征地下煤层开采后，受采动影响，采空区周围的岩层发生了较为复杂的移动和变形。实测资料表明，岩层的移动变形过程，其实质是岩层裂隙的产生、发展变化过程，在这一过程中，...     

充填对覆岩变形移动特征影响的对比试验研究

充填开采条件下上覆岩层变形移动特征不同于全部垮落法,为了获得其上覆岩层变形移动特征的差异,以邢台矿7608充填开采工作面为试验背景,采用相似材料模拟工作面回采和充填过程,采用三维静态变形测量系统对上覆岩层进行了变形观测。通过对比充填率为90%和0时2种不同情况,获得了充填法和全部垮落法管理顶板条件下上覆岩层变形移动特征和充填对覆岩移动的影响规律。     

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.     

公路下开采工作面长度对上覆岩层的影响

以某矿1302工作面为研究对象,采用FLAC3D模拟软件对上覆岩层移动变形规律进行数值模拟研究,分析了该条件下不同工作面长度对上覆岩层移动变形的影响。研究结果表明,随着工作面长度的增加,当上覆岩层平衡拱达到极限平衡状态后,上覆岩层出现垮落,地表下沉量和影响范围也随之增大。该结论可为公路下开采工作面的布置提供理论参考。     

采场上覆岩层移动变形值计算

在下部采动煤层的顶板岩层内布置巷道，其位置选择与采场上覆岩层移动状况密切相关。依据煤矿地表移动计算公式和采场上覆岩层活动规律，建立采场上覆岩层移动变形概率积分法预计计算模型。根据最大下沉量、主要影响半径、拐点移动距等移动参数与埋深的关系，利用参数坐标系确定采场上覆岩层移动下沉计算公式。并结合实例进行岩层移动变形预计计算，计算结果与实际观测数据十分接近。     

煤层开采上覆岩层损伤破断特征研究

科学认知煤层采后上覆岩层损伤破断特征是厘清覆岩井上下一体化联动规律及地表非连续变形的前提和基础。采用理论分析、相似模拟等手段并考虑分步开采引起的岩层损伤积累效应，开展上覆岩层损伤破断特征研究。结果表明，煤层上覆低位岩层因分步开采损伤积累效应，岩层悬空部分端部和中部的最大损伤点在推进方向上滞后最大拉应力点的距离分别约为0.3NL₀和0.1NL₀,低位岩层的初次破断将整体表现为偏“O-X”破断，通过自主研发的三维相似模拟试验平台进行了试验验证。煤层上覆岩层的首次分步暴露均会产生损伤积累效应，从而导致其发生非对称破坏，地表出现偏态下沉是上覆各岩层非对称破断共同叠加的结果。     

上覆砾岩移动相似材料试验监测与模拟研究

针对上覆砾岩条件,运用相似模拟试验方法,研究工作面开采引起上覆岩层破断、失稳和下沉。利用全站仪对上覆岩层位移进行了监测和记录。研究表明:上覆岩层破断过程为直接顶破断、基本顶初次破断、基本顶周期破断、砾岩破断;在开采初期其上覆岩层没有发生明显的位移下沉,对地形变形起到了"桥式屏蔽作用",破断后,失去原有的承载能力,使随动岩层一起出现移动变形,且下沉量突然增加,表现出明显的突变性。     

大规模深部开采诱发上覆岩体变形规律研究

为深入研究金属矿山岩层移动及地表变形规律，针对大红山铁矿大规模深部崩落法回采岩层冒落及地表变形的特点，分析了深部开采对岩层及地表变形的影响和时空关系。通过矿山现场长期观测及实验室相似模拟试验，揭示了岩层冒落移动变形、地表塌陷过程和“三带”规律，认为金属矿山采用崩落法大规模深部开采后在地表形成了一个以裂隙为引导的塌陷区，明显存在崩落带和裂隙带，弯曲变形带不明显，但其岩层变形过程仍具有“三带”破坏特征。上覆岩层冒落依次经历了三个过程，即首先呈现正三角拱状冒落，向上发展并发育到地表，再形成小范围塌陷，后期以该小范围塌陷点为中心向四周扩张，呈现倒三角的敞开式发育。在上述分析的基础上，进一步分析了矿山深部巷道围岩变形特性及造成破坏的原因，提出了防治上覆岩层冒落的围岩抗变形措施。     

大规模深部开采诱发上覆岩体变形规律研究

为深入研究金属矿山岩层移动及地表变形规律，针对大红山铁矿大规模深部崩落法回采岩层冒落及地表变形的特点，分析了深部开采对岩层及地表变形的影响和时空关系。通过矿山现场长期观测及实验室相似模拟试验，揭示了岩层冒落移动变形、地表塌陷过程和“三带”规律，认为金属矿山采用崩落法大规模深部开采后在地表形成了一个以裂隙为引导的塌陷区，明显存在崩落带和裂隙带，弯曲变形带不明显，但其岩层变形过程仍具有“三带”破坏特征。上覆岩层冒落依次经历了三个过程，即首先呈现正三角拱状冒落，向上发展并发育到地表，再形成小范围塌陷，后期以该小范围塌陷点为中心向四周扩张，呈现倒三角的敞开式发育。在上述分析的基础上，进一步分析了矿山深部巷道围岩变形特性及造成破坏的原因，提出了防治上覆岩层冒落的围岩抗变形措施。     

采场覆岩复合关键层的判别条件

当采场覆岩中存在两层邻近坚硬岩层时，在一定条件下会形成复合岩层，整体变形破坏，其强度和刚度将大大加强，将对整个采动覆岩变形、破断、移动全过程产生影响。利用现代力学原理，推导出了两层硬岩中间有一层软弱夹层时，能形成复合岩层的条件是软弱夹层与硬岩接触面上的剪应力不超过接触面上的抗剪强度，据此建立了能形成复合岩层的判别公式，将复合岩层用一等效单一岩层代替，即可用单一关键层的判别方法判别复合关键层。     

红泥坡铜矿采场覆岩变形破坏规律试验研究

为探讨红泥坡铜矿采场上覆岩层变形破坏、岩层冒落演化规律,采用相似模拟试验开展了相关研究。研究结果显示:在空场条件下,当开采至第三分段时,采场直接顶板发生冒落,冒落高度达8～10m,上覆岩层位移0.1～0.3m,若继续开采,采空区冒落高度达29m左右,上覆岩层最大位移达到0.6m;当矿体开采第一分段时,上覆岩层应力状态变化已发展至近地表覆盖层的局部区域,开采第二分段时,地下采动作用对近地表覆盖层应力场的影响范围逐渐增大且覆盖层呈现出不均匀的变形状态,若继续开采,上覆岩层应力场将受到明显影响,研究结果对矿山生产规划及岩层控制具有理论指导意义。     

放顶煤开采上覆岩层结构向高位转移机理分析

本文基于放顶煤开采上覆岩块运动特点引入有限变形力学理论，提出了上位岩层结构面稳定性的定量判别式，并根据结构面极限挤压角的概念及挤压角与层面弯矩的关系分析了放顶煤开采上覆岩层平衡结构向高位转移的原因。     

下部采动巷道的变形规律

本文阐述了在工作面回采期间，上覆岩层中巷道沿工作面推进方向的变形规律。     

下部采动巷道的变形规律

本文阐述了在工作面回采期间，上覆岩层中巷道沿工作面推进方向的变形规律。     

固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动影响分析

通过建立计算机数值模型模拟固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动规律,观测不同工作面推进距离上覆岩层移动特征,对比长壁开采与充填开采关键层移动,分析充填开采关键层运动与上覆岩层移动特征。由于采空区被矸石和粉煤灰等材料所充填,充填工作面矿压显现和上覆岩层移动规律与一般垮落法管理顶板明显不同。研究表明：胶结充填开采工作面周期来压步距大,来压强度不明显;关键岩层弯曲下沉,不会出现岩层破断现象。上覆岩层移动范围明显减小,对地表变形能有效控制。     

放顶煤开采上覆岩层结构向高位转移机理分析

本文基于放顶煤开采上覆岩块运动特点引入有限变形力学理论，提出了上位岩层结构面稳定性的定量判别式，并根据结构面极限挤压角的概念及挤压角与层面弯矩的关系分析了放顶煤开采上覆岩层平衡结构向高位转移的原因。     

缓倾煤层采空区上覆岩体变形特征物理模拟研究

以贵州马达岭滑坡所在的自然边坡为原型,通过框架物理模型试验,研究了缓倾煤层采空区上覆岩体沿岩层走向方向的变形过程,分析采动滑坡变形破坏机制。研究结果表明：煤层开采后,上覆岩层发生应力重分布,采空区边界形成拉应力集中区;上覆岩层产生以沉降为主的弯曲变形,而在坡肩和坡脚部位产生较明显水平向外位移;变形过程中先在采空区后边界部位产生裂缝,回采煤柱后,裂缝贯通,形成潜在滑面。     

薄基岩浅埋煤层覆岩活动规律的数值模拟研究

为研究薄基岩浅埋煤层开采过程中工作面上覆岩层的变形破坏规律,利用RFPA软件对神东矿区某工作面煤层顶板破坏进行数值分析,显现了上覆岩层在工作面推进过程中的破坏过程,得出了薄基岩浅埋煤层上覆岩层在开采过程中的活动特点。     

深部开采上覆岩层移动的现场监测分析

针对当前煤炭深部开采问题日益突出的现实，为了解深部开采上覆岩层移动规律，结合潘一矿开采实际，通过在13-1槽底板瓦斯抽排巷布置上、下钻孔，采用多点位移计对其上覆岩层移动进行了位移监测，分析了上覆岩层不同深度的位移、岩层弱化和破坏的范围，以及“三带”分布情况。结果表明，岩层沉降过程可分为3个阶段（初始期、活跃期和衰减期），岩层随开采进度的沉降曲线符合负指数函数关系；并根据沉降位移和离层情况给出了裂隙带与变形带分界线，推断岩层断裂与关键层的位置。研究结果为合理进行深部开采提供了依据。