厚煤层开采地表移动变形规律的深厚效应研究

为研究厚煤层开采因采深与采高2个因素均变化影响时的地表变形规律,分别对黄玉川煤矿埋深大、采高大的11401和埋深浅、采高小的216上01两个工作面的地表移动变形规律进行了现场实测与分析。研究结果表明:216上01工作面的地表变形程度远大于11401工作面;2个工作面充分采动后地表下沉量之比近似等于2个工作面基采比之比的倒数;相同地质条件下可采用基采比概念来衡量评价厚煤层开采地表变形破坏程度,即基采比较小时地表变形破坏严重,反之当基采比增大时地表变形相应减弱。最终通过室内物理相似模拟试验模拟了厚煤层开采地表变形规律的深厚效应,验证了结论的合理性,可为厚煤层开采地表变形的预测和评价提供参考。     

双煤层开采地表下沉影响因素分析

煤炭开采所引起的地面塌陷问题严重影响矿区生态环境,与单一煤层开采相比,双煤层开采所导致的地表下沉更为复杂.以不同矿区地表移动实测数据为基础,采用灰色关联度分析、理论分析及相似模拟试验等研究方法对基岩厚度、松散层厚度、上下煤层采高及煤层间距对地表下沉的影响展开研究.研究结果表明:基岩厚度和松散层厚度对地表下沉影响最大,上煤层采高和煤层间距影响次之,下煤层采高影响最小;考虑到各矿区地质条件的差异及各因素之间的交互作用,将基采比c、基载比z 和间采比j作为关键参数研究地表下沉的变化规律,得出单一煤层开采地表下沉系数随基采比c和基载比z 的增大而减小,双煤层开采地表下沉系数随三个关键参数的增大呈减小趋势;相似模拟试验结果与理论分析结果基本一致,说明研究结果是可信的.     

浅埋煤层采动地表移动变形规律及电塔塔基稳定性研究

陕北矿区地表存在大量的高压电塔，煤层采动引起的地表移动变形，对高压输电线路安全造成威胁。基于概率积分地表移动变形预计理论，采用理论分析、理论计算和现场实测等研究方法，对浅埋煤层采动地表移动变形规律及电塔塔基稳定性展开研究。研究结果表明：(1)拟合了基采比J_C和基载比J_Z的概率积分参数计算式，地表下沉和水平移动均与基载比和基采比呈负相关，沉陷盆地的影响范围和拐点距离均与基载比呈正相关；(2)建立了采动高压电塔移动变形计算式，电塔塔身的倾斜变形量取决于地表倾斜变形和塔高，电塔基础的水平变形量取决于地表水平变形、电塔根开、基础性质和土体性质；(3)陕北锦界煤矿31104工作面开采过程中，电塔Z219预计产生的最大倾斜变形量为92 mm,小于450 mm,最大水平变形量为4.15 mm,小于4.55 mm,稳定性较高，倾斜变形理论预计值与实测值平均偏差为5.69%。     

厚松散层浅埋煤层开采地表下沉影响因素分析

为研究影响厚松散层浅埋煤层开采地表下沉的主要因素,应用正交实验法,借助数值模拟研究结果,对基岩厚度、松散层厚度及开采厚度3个因素进行影响程度排序。结果表明:基岩厚度是地表下沉的主要控制因素,在此基础上分析得出基载比和基采比是判定地表下沉及覆岩破坏程度的关键因素。通过回归分析拟合给出地表最大下沉值及地表下沉系数与影响因素的综合函数表达式,应用工程实例予以验证,结果表明函数表达式具有较高可信度。     

厚冲积层大采深条件下的地表岩层移动规律探讨

针对某矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动规律展开研究,通过建立地表移动变形观测站,获取了现场实测数据,采用理论分析和数值模拟等相结合的方式,求取了该矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动变形规律。利用1stOpt数据处理软件分析了地表移动变形特征,得到了实测岩移角量参数,采用1stOpt软件回归分析得到了地质采矿要素与岩移参数间的关系式;并通过数值模拟,分析了厚冲积层大采深条件下采动岩体的应变特征和地表移动变形分布特征。     

不等厚松散层大采高工作面支架适应性研究

为了研究纳二矿621-01综采工作面不等厚松散层下支架选择的合理性,采用现场实测与UDEC数值模拟对比分析。埋深为178～185.5 m时、基载比平均为3.31;埋深为110～135 m时,基载比平均为5.63。现场实测发现工作面周期来压步距为18.9～28.7 m,基载比越大时工作面支架工作阻力越小、动载系数越小,矿压显现缓和,数值模拟与实测结果相吻合。     

基于FLAC~(3D)的非充分采动地表移动求参方法

依据少数零散观测点很难求取地表移动参数.利用FLAC3D模拟了某矿12111工作面开采后的地表移动变形值,根据模拟结果和非充分开采沉陷规律,求取了该矿的地表移动参数,提供了一种基于数值模拟的非充分采动地表移动求参方法.用所求参数对12111工作面进行了概率积分法计算,并与零散观测点的下沉量进行了对比分析,结果表明,在非充分条件下可以利用数值模拟方法求取地表移动参数.     

林西矿九东区条带开采地表变形规律研究

应用数值模拟软件FLAC3D,根据林西矿九东区的地质采矿实地情况和条带开采的方式建立模型,研究其地表变形规律。通过数值模拟,揭示地表各变形参数,并与地表观测的地表变形资料进行对比,数值模拟结果与地表观测结果基本一致。应用数值模拟软件来模拟条带开采下的地表变形,为研究条带开采地表移动规律和"三下"压煤条带开采设计提供了依据。     

浅埋煤层综采(综放)条件下地表移动变形特征分析

在整理统计和分析大量文献资料的基础上,总结了浅埋煤层综采(综放)条件下地表移动时空特征,探讨了浅埋煤层综采(综放)条件下地表移动机理。研究结果表明,深厚比小于40时,地表变形突陷性增大,规律性减弱,具有突陷性和连续性二象性,但总体上仍具有较强的规律性。突陷性主要表现为地表移动形式的塌陷坑、塌陷槽、裂缝等非连续性以及地表移动时间、下沉量等的偶然性。总体上,深厚比越大,连续性越强,深厚比越小,突陷性越强。根据研究结果提出了两个观点:综采(综放)条件下,深厚比40宜作为地表移动连续性的界限;深厚比小于40时,综采(综放)条件下预计地表移动持续时间不超过1. 85倍采深。     

曹家滩煤矿首采工作面地表移动规律分析

首采工作面的地表岩移参数可以为后续的安全回采提供理论指导,对覆岩中含水层、地表建(构)筑物的保护同样具有重要作用。为了对后期开采提供技术保障,曹家滩煤矿开展了首采工作面地表移动规律分析。结合首采工作面地表移动观测站监测数据,分析不同走向和倾向的下沉、水平移动曲线;基于UDEC数值模拟软件,建立数值模拟模型,探究地表裂缝发育移动规律;并采用物理模拟方法对工作面10次周期来压的覆岩移动规律分析。结果表明,地表的下沉只出现在采空区上部及附近一定范围内,且其下沉呈对称分布;地表下沉在第7次来压后就趋于稳定,最大下沉量为4.21 m,倾向模型的最大下沉量为3.36 m;物理模拟方法得出和数值模拟类似的规律,与实测结果一致。     

黄土沟壑区煤层开采损害特征研究

为进一步分析和揭示黄土沟壑区煤层开采损害特征形成的机理,在分析影响黄土沟壑区的采矿、地质条件及开采损害特征的基础上,分析了影响黄土沟壑区开采损害特征的3个关键因素:黄土沟壑区坡体稳定性、基采比和基载比,并以其为关键参数,分析了不同基采比和基载比条件下的覆岩破坏形态,揭示了黄土沟壑区煤层开采损害特征形成的机理。通过工程实例,验证了以基采比、基载比和坡体自身稳定性为关键参数进行分析的黄土沟壑区煤层开采地表损害特征的可靠性,可为进一步研究黄土沟壑区条件下煤层开采地表损害特征的形成机理提供依据。     

东部矿区开采深度对地表移动参数的影响规律研究

目前我国很多东部矿区浅部煤炭资源逐渐枯竭,开采深度逐年增加,部分矿区已达到千米采深,矿区地表移动规律及其参数随采深增加发生了明显的变化。本文基于大量实测数据,分析比较了东部矿区深部开采条件下的地表移动参数与浅部开采的差异。结果表明:随着开采深度增加,边界角和移动角增大,下沉系数逐渐减小,而水平移动系数、主要影响角正切和拐点偏移系数均有所增大,得出了部分参数随宽基比、深厚比变化的规律,并建立了相应的拟合函数关系。     

降雨-堆载耦合作用下深厚填土边坡稳定性分析

以湖北咸宁某深厚填土边坡为工程背景,采用Geo-studio数值模拟软件,进行了降雨-堆载耦合作用下深厚填土边坡稳定性数值模拟分析,研究了降雨作用下边坡内部孔隙水压力分布特征,探究了降雨持续时间及坡顶堆载对边坡稳定系数的影响规律,结果表明：初始边坡在降雨及坡顶堆载条件下处于欠稳定状态,且边坡稳定系数随着降雨时间的增加逐渐减小,与降雨因素相比,坡顶堆载对该处边坡稳定性影响更大。据此提出了刷坡减载及防水护坡的边坡防护方案,边坡稳定性数值模拟分析结果表明处理后边坡稳定性较好,满足建筑工程要求,同时也验证了数值分析结果的合理性和有效性。     

黄土沟壑地形下相邻采空区对地表移动变形影响研究

针对黄土沟壑地形下回采工作面在相邻采空区影响下地表移动变形进行研究,基于矿区实测数据,结合FLAC^3D数值模拟软件进行三维分析。结果如下：单一工作面开采地表最大下沉值为1 168.95 mm;受采空区影响工作面开采地表最大下沉值为2 422.07 mm,与实际监测值相比,数值模拟值相对监测值相差不大;回采工作面受采空区影响,采空区侧应力要大于回采侧应力,地表下沉盆地偏向采空区一侧;工作面回采导致的移动变形受地表地形影响较大,位于沟壑地形边坡位置地表发生滑移,移动变形量比坡顶要大。     

浅埋深厚煤层综放开采地表移动变形规律研究

为研究浅埋深厚煤层综放开采地表移动变形规律,利用数值模拟对综放工作面地表沉降进行预测,在同煤集团麻家梁煤矿14104工作面地表建立观测站进行跟踪数据观测,把数值模拟结果与地表沉降实测值进行了对比分析。结果表明:数值模拟能够较好的定性分析采空区地表沉降总体情况,采掘煤层厚度对地表沉降影响范围无必然联系,但对地表沉降值与剧烈程度有着较大影响。     

基于FLAC3D和概率积分法的公路下伏采空区变形影响分析与评价

某矿S3102工作面上方地表有市政二级公路,工作面开采造成部分路面下沉塌陷损毁。为了对公路损毁程度进行准确评估,分别用FLAC^3D数值模拟方法和概率积分法对地表移动变形进行预测计算,计算结果与实测数据进行对比分析。FLAC^3D数值模拟结果和概率积分法计算结果分别显示,公路地表最大下沉值分别为4 979 mm和4 880 mm,与实测公路地表最大下沉值4 870 mm十分接近,最大误差在2%左右。研究结果表明,利用三维数值模拟软件模拟和概率积分法研究复杂采空区影响地表移动变形规律是可行的,能够较为准确地预测地表移动变形情况,可为采空区地表稳定性评估提供技术支持,供类似矿区道路塌陷预测研究借鉴。     

色连煤矿浅埋开采地表移动与变形规律研究

为了掌握色连煤矿采空区地表移动规律,通过理论分析、现场监测和数值模拟等方法的结合,分析了色连煤矿8101首采工作面地表移动变形规律,得出地表移动变形相应的基本参数和概率积分预计参数,为今后矿井在类似地质条件下的煤炭开采、保护煤柱的合理留设、环境保护等提供理论技术指导和参考。     

复杂地表环境条件的地下开采地表移动带的圈定研究

克服经典地表移动带圈定方法的缺点,采用岩石力学数值模拟圈定办法完成了复杂地表环境的地下开采移动带的圈定工作,实现了该"三下"矿山地下开采对地表建构筑物和铁路影响的量化分析,确保了矿山地下开采经济效益与环境效益的平衡。     

大强矿深部开采地表沉陷规律及机理研究

针对深部开采地表沉陷预测与控制问题,以铁法矿区大强矿为例,通过资料分析了深部开采地表沉陷规律;采用数值模拟方法,分析了深部开采地表移动机理。研究表明,深部极不充分开采,地表下沉值和下沉速率均较小,地表下沉活跃期不明显。深部开采表现为地表一定范围内的整体下沉,影响范围扩大,地表下沉系数相应减小。采用概率积分法进行开采沉陷预计时,应对地表移动参数进行修订。     

数值模拟在采空区覆岩移动引发建筑物受损司法鉴定中的应用

探讨煤矿采空区覆岩移动引发地表建筑物受损司法鉴定新方法。根据贵州省某煤矿现有的采掘资料,分别采用传统的边界角圈定采空区覆岩移动变形影响范围及概率积分法计算相关变形参数与岩土工程数值模拟方法模拟采空区覆岩移动变形规律进行对比,分析两种方法的优缺点及适用情况。传统方法圈定的覆岩移动变形影响范围与数值模拟方法模拟的移动变形范围大致相近,但是数值模拟方法更细致、全面、客观,传统方法计算的采空区地表下沉值相对数值模拟方法模拟结果偏小,结合实际情况,数值模拟方法更加保守,相较于传统方法,数值模拟方法更加直观易懂。根据对比分析,数值模拟方法在该类司法鉴定中是科学、可行的,模拟结果更加保守,可在鉴定中与传统方法结合使用,以便鉴定结论更加科学、可靠。