无断层底板关键层破断后的稳定性分析

承压水体上采煤的关键问题在于底板突水机理的分析与预测.当底板关键层受采动影响而发生破断后其是否导致突水,基本的落脚点在于破断后的底板关键层是否将发生回转失稳.基于此,通过对采动底板关键层破断后呈现的形式分析,以无断层的底板关键层为研究对象,将工作面中部底板简化为三铰拱形式,在对三铰拱力学分析的基础上导出三铰拱的极限平衡关系;基于三铰拱极限平衡状态被破坏后工作面中部底板关键层发生回转失稳的力学机理,建立了无断层的底板关键层发生回转失稳的条件,并由此得到无断层底板关键层的失稳判据.     

基于尖点突变理论的大跨度巷道顶板稳定性分析

基于尖点突变理论并结合巷顶板组合梁力学模型,建立了大跨度巷道顶板系统的失稳判据。顶板失稳判据表明:巷顶板失稳的临界状态取决巷道宽度、巷顶板垂直应力及水平应力的组合。当顶板侧压大于5MPa时,随巷宽的增大,引起顶板失稳的顶压由大变小;当侧压小于5MPa时,不论巷宽如何,顶板在失稳时所能承受的顶压基本相同。对于跨度大于5m的巷道,随着侧压的增大,能引起顶板失稳的顶压先增大后减小。在顶压一定的情况下,大跨度巷道顶板在侧压较小或较大时都可能失稳。     

基于突变理论的人工假顶设计与安全性分析

伽师铜矿矿体为急倾斜中厚破碎矿体,针对其开采难度大、安全性差的难题,提出了考虑膏体充填的人工假顶高效构筑方案,并且基于突变理论对人工假顶的稳定性进行了分析。该方案在伽师铜矿进行了人工假顶工业试验,人工假顶各项指标满足需求。通过人工假顶现场实施与应用,其稳定性得到验证,并且人工假顶在矿体回采中起到了很好的作用与效果。     

坚硬顶底板薄煤层工作面过断层的几种方法

介绍了在开采坚硬顶底板薄煤层时，采煤工作面过断层的４种具体方法，优缺点及适用条件。     

断层对底板动压巷道应力分布的影响

运用FLAC2D有限元数值模拟的方法,研究和分析断层对采场矿压分布规律的影响。模拟结果表明:断层带附近煤岩体破碎、裂隙发育,在采动影响下断层处于"活化"状态,使处于其影响范围内的底板岩层应力场受挠动,并随着工作面推进,对底板巷道影响越来越剧烈。文章通过实验研究,确定了断层带的影响范围,对采动影响下底板巷道的合理布置具有一定的借鉴与指导意义。     

胡家河井田煤层顶底板岩石稳定性评价

利用测井资料和该井田的钻孔煤层顶底板物理力学试验样资料成果,对胡家河井田可采煤层的顶底板岩石的稳定性进行了评介。     

基于尖点突变模型的承压水底板突水研究

以尖点突变理论为基础，采用力学平衡和能量平衡的原理，分析了矿井承压水底板关键层突水失稳的力学机理，建立了其尖点型突变模型，给出了底板关键层失稳的力学条件。通过工程实例的分析，证明用数值模拟分析和预测矿山底板突水是切实可行的。     

冲击地压条件下华亭煤田底板稳定性分析

为了研究冲击地压条件下巷道底板的稳定性,通过对华亭煤田底板冲击型冲击地压进行实地监测,发现华亭煤田底板应力受开采活动影响较大;采用中厚板理论对巷道底板进行分析,认为其在不稳定应力下的变形为非协调变形,在这种情况下底板存在较大的失稳可能性;运用突变理论对底板的稳定性进行分析,得到了底板失稳的关键判据。计算结果表明华亭煤矿250104工作面底板在开采扰动下会产生结构性失稳,而陈家沟煤矿8512工作面底板结构较为稳定,受到扰动时较不容易发生结构性失稳,和实际情况相吻合。     

跨采对影响底板岩巷稳定性的数值分析

针对柴里煤矿实用三条上山在采区中的特殊位置，采用数值模拟方法，具体分析了跨采对底板岩巷围岩稳定性的影响因素，确定在中等稳定岩层中，只受跨采工作面采动影响的岩巷，其与上部煤层之间较为有利的垂直距离。     

断层倾角对底板突水影响的数值模拟

为了研究赵家寨煤矿综采工作面断层对底板突水的影响,根据工作面水文地质条件和岩石力学性能等参数,运用岩石破裂过程分析软件RFPA2D-Flow,模拟不同倾角的正断层在采动影响下工作面底板的裂隙变化规律。模拟结果在一定程度上揭示了断层倾角对底板突水的影响规律。模拟结果表明,断层倾角越小,断层越容易活化与突水。     

顶板爆破预裂控制煤岩巷道底鼓的可行性研究

针对漳村煤矿21采区材料巷道受采动底鼓严重的情况,提出了顶板爆破预裂控制煤岩巷道底鼓的方案,采用理论分析了顶板预裂控制巷道底鼓的力学机理。研究结果表明:巷道顶板岩体强度与底鼓量之间成反比关系。运用FLAC3D软件对其方案进行数值模拟,结果表明:巷道底鼓量、顶板下沉量、两帮位移量分别为350、350、160 mm,相比原有支护分别减小了68.2%、50.0%和64.4%,有效改善了巷道状况。说明采用顶板预裂支护技术有效地解决了煤岩巷道底鼓问题,维护了21采区巷道的稳定性。     

坚硬顶板工作面回采巷道底鼓诱因分析及控制技术

为了解决坚硬顶板工作面回风平巷回采期间巷道底鼓严重问题,通过现场观测、数值模拟及工业性实验,确定了造成底鼓的主要原因是:巷道回采期间受工作面动压影响、两帮支护强度低及底板岩性差。针对该回采巷道特点,提出了采用"顶板超前预裂爆破+两帮锚杆补强+安装底角锚杆"的底鼓控制方案,并进行了工业性试验。工程实践表明:巷道最大底鼓量为258 mm,最大底鼓速率为12.3 mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,动压影响期间巷道底鼓得到有效控制。该控制技术的应用可为地质条件类似的巷道底鼓控制提供一定技术借鉴。     

采动影响下底板瓦斯抽放巷稳定性研究

针对某矿底板瓦斯抽放巷受上部煤层采动影响破坏严重的现象,采用UDEC数值模拟对9#煤层开采过程中底板瓦斯抽放巷的稳定性进行分析,研究了采动影响下支承应力在煤层底板中的传播规律、底抽巷应力场、塑性区分布和围岩位移变化情况。通过采用锚杆锚索联合支护的方式,顶底板和两帮位移量明显减小,取得了较好的支护效果,保证了采动后底抽巷的抽采效果。     

基于松动圈理论的复合顶板稳定性控制及应用

以晋华宫矿2105巷为研究背景,利用FLAC3D模拟了软弱层对顶板稳定性的影响,采用钻孔摄像实测了顶板松动圈厚度,基于松动圈支护理论设计了复合顶板稳定控制方案。现场应用结果表明,复合顶板支护效果良好。     

似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形的数值模拟与分析

以济宁矿业集团太平煤矿工程概况为试验背景,借助于FLAC3D数值模拟程序数值模拟似膏体充填开采工艺,揭示了似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形规律,为似膏体充填开采实践提供了理论指导与技术支持。     

“三软”厚煤层顶底板破坏特征的数值模拟

淮南矿区"三软"煤层开采条件复杂。在"三软"6 m厚煤层一次采全高过程中,运用计算机FLAC数值模拟软件系统分析了随着工作面推进距离的增加,顶底板的垮落特征。工作面刚开始推进时,顶板的垂直位移范围要比底板大,但是底板的垂直位移最大值要大于顶板的垂直位移最大值。随着工作面的不断推进,顶板的垂直位移最大值逐渐接近并大于底板的垂直位移最大值,当工作面推进30 m时,顶底板的垂直位移相接近。现场生产时,应加强工作面前方煤壁的应力监测监控,防止煤壁大面积片帮,前期还应该注重底板的防治。     

基于改进层次分析法—突变理论的煤矿顶板事故风险分析

针对我国煤矿顶板事故影响因素多、发生过程复杂多样等问题,提出了将改进层次分析法与突变理论相结合的煤矿顶板事故风险分析模型。根据所分析煤矿实际情况,运用此方法得到案例煤矿顶板事故风险影响指标主观因素重要度大于客观因素重要度,系统突变隶属度为0.79,安全等级一般。该煤矿在主观因素上安全投入到位,客观因素安全投入不足,导致顶板事故风险性突变,符合该煤矿实际情况,表明基于改进层次分析法-突变理论的方法能指导煤矿顶板事故的风险分析。     

大断面巷道软弱厚煤层顶板稳定性控制与对策研究

以王家岭煤矿20322胶带巷受小断层构造影响发生冒顶事故为工程背景,现场调研了冒顶区垮落前顶板变形破坏特征,以及顶板垮落后垮落带高度特征,在此基础上应用RFPA数值模拟软件分析了不同岩性顶板的离层情况。分析结果表明:随着顶板强度和刚度增大,顶板稳定性显著增强。提出利用高预应力多锚索桁架系统控制顶板结构稳定性技术,并从力学角度分析了其控制效果与合理的支护参数。现场实施“多锚索—钢筋组合圈梁”对称支护方案后,选取顶板较为破碎的6个地点进行矿压观测,结果表明顶板控制效果良好。     

分段空场崩落采矿法顶板稳定性分析

蜂子山铅锌矿ⅪV1主矿体上下盘围岩均不稳固,试验应用改进的分段空场崩落采矿法。采用三维有限元对其护顶矿层和隔离矿柱的稳定性进行模拟分析。通过比较4种方案的应力、安全率和塑性区分布,优选了合理的采场结构参数。研究结果表明:矿房回采时,护顶层厚度对顶板稳定性有显著影响,顶板稳定性随护顶层厚度增加而提高;采场跨度对顶板稳定性也有较大影响,随采场跨度增加而降低。选取适当的护顶层厚度和控制采场跨度可有效保证空场稳定性,论文研究成果可为实际采矿设计和岩层控制提供理论依据。     

浅埋深松软顶底板褐煤层开采方法的研究

针对河北张北褐煤化工原料基地王牛滩煤矿特殊煤层条件,从理论上分析大采高一次采全高采煤方法、厚煤层分层开采方法、综放开采方法这三种采煤方法的可行性,确定了采用综放开采方法的合理性。通过实验室相似模拟试验,分析这种煤层在综采条件下顶煤的冒放性、放出厚度、煤层顶底板的运移规律及工作面矿压显现规律,对今后类似煤层开采方法的确定有借鉴作用。