动态开采过程中堤体内部水平移动规律研究

 摘要: 本文利用sv30测斜仪获取了堤体内部水平移动值。通过分析得到了该地质采矿条件下的水平移动稳定距、稳定角以及超前影响距、超前影响角;用理论方法确定了不同深度开采地表水平移动曲线,得到了正错动区宽度与距地表深度之间的拟合关系式,实测规律与理论规律一致;将该拟合关系式应用到河堤实际治理中,实践效果证明了该治理方案的正确性。     

关键层破断对地表移动变形超前影响的机理研究

探讨了地表移动变形超前影响的本质,揭示了关键层破断对地表移动变形超前影响的机理。基于关键层理论进行地表移动变形超前影响机理分析,通过分析神东矿区钻孔内部位移监测记录、物理相似模拟试验成果及综采工作面矿压显现规律、地表沉陷观测记录等,研究关键层破断与超前影响距(角)周期性变化之间的关系。研究结果表明：超前影响距(角)不是一成不变的常量,而是周期性变化的变量|原创性提出超前影响距最大值和最小值之差与工作面周期来压步距大致相等的新观点|实例证明新观点是科学可靠的。为探索实现采场来压与地表移动变形的有机统一提供了新的技术思想。     

南阳矿山区下开采地表移动变形规律研究

为研究南阳矿山区下开采地表移动变形规律,在3202工作面及3208工作面上方布置地表移动观测站,分析实测数据,得到地表移动变形特征及动态移动参数,并理论分析建筑物位于山区不同地貌特征点时受采动滑移影响。结果表明,南阳矿山区下开采与平原地区相比,地表移动规律整体上较为接近,因地形起伏变化,采动滑移对变形参量产生明显影响;该矿超前影响距为127 m,超前影响角为59.6°;位于山顶位置的建筑物相比谷底、山腰处受采动滑移影响较小,有利于建筑物的保护。     

浅埋深高强度开采地表动态移动变形特征

为了掌握浅埋深高强度开采条件下地表动态移动变形规律,以神东矿区哈拉沟煤矿22407工作面地表移动观测站实测数据为基础,阐述了地表动态移动变形的特性,得到了相关动态移动变形参数,并分析了该地质条件下动态移动变形呈现特殊规律的原因。研究结果表明:在浅埋深高强度开采条件下,地表下沉过程异常剧烈,移动变形更加集中,下沉盆地快速形成。在地表持续移动变形过程中,活跃阶段地表下沉量达到总下沉量的81.4%,最大下沉速度系数为1.73,最大下沉速度达700.5mm/d,超前影响距为82 m,超前影响角为57.8°,最大下沉速度滞后距为57 m,最大下沉速度滞后角为66.3°。     

官地矿综放开采地表移动变形规律分析

根据29401工作面的地质采矿条件,设计了其地表移动变形观测站。结合该工作面的地质采矿条件,通过分析走向和倾向观测线的地表动态移动变形曲线,获得了该地质采矿条件下地表移动变形规律、角量参数、超前影响规律以及概率积分预测参数。通过分析动态下沉和水平移动曲线的特点,得出山体滑移对该矿区的地表移动变形规律有较大的影响,尤其是对水平移动规律影响较大。     

哈密红海矿区地表移动规律及土地破坏状况研究

以红海矿区11031工作面为研究区域,通过对其设置地表移动变形观测站,实地观测得到数据资料,然后对数据资料进行分析处理,求得了各种角量参数（边界角、移动角、裂缝角）、动态参数（起动距、超前影响角、超前影响距等）、预计参数（下沉系数q、主要影响角正切tanβ、拐点移动距S、开采影响传播角θ）。结合岩移参数,采用概率积分法进行了地表沉陷预计,得到了动态预计参数和下沉盆地预计的可视化模型。在此基础上,分析出其主要造成了塌陷地和地表裂缝等土地破坏现象。为采空区下降区地表恢复提供指导。     

官地矿综放开采地表移动变形规律分析

根据29401工作面的地质采矿条件,设计了其地表移动变形观测站。结合该工作面的地质采矿条件,通过分析走向和倾向观测线的地表动态移动变形曲线,获得了该地质采矿条件下地表移动变形规律、角量参数、超前影响规律以及概率积分预测参数。通过分析动态下沉和水平移动曲线的特点,得出山体滑移对该矿区的地表移动变形规律有较大的影响,尤其是对水平移动规律影响较大。     

巨厚松散层下综采工作面地表沉陷规律及其采厚效应

为了研究巨厚松散层开采条件下地表移动变形规律,文中根据彭庄煤矿地表移动观测站实测资料,分析了非充分采动条件下的地表移动变形情况,并借助于FLAC3D数值模拟软件,探讨了巨厚松散层开采条件下地表移动变形规律的采厚效应。研究结果表明:在非充分采动条件下,地表最大下沉值为609 mm,最大水平移动值为220 mm,超前影响角为57.17°,最大下沉速度为11 mm/d,最大下沉速度滞后角为75.62°;煤层开采厚度是影响地表移动变形的重要因素,随着开采厚度的增加,地表最大下沉值及水平移动值呈线性增大的趋势,并借助MATLAB数学软件回归分析拟合得到开采厚度与最大下沉值、下沉系数及水平移动值的函数表达式。     

石拉乌素煤矿地表岩移参数研究

针对石拉乌素煤矿在高原堆积型沙丘地貌特征下求取地表岩移参数问题,通过在201综采工作面地表设计并布设岩移监测站,计算出地表移动参数,包括起动距、超前影响距、最大下沉速度、滞后角,并根据监测数据绘制的下沉曲线得到开采工作面的地表移动角值,包括上山移动角、下山移动角、最大下沉角以及综合边界角。     

云驾岭矿厚煤层综采地表沉陷时空演化规律研究

为了研究云驾岭煤矿厚煤层综采地表沉陷的时空演化规律,基于现场实测数据,分析了矿井三采区开采监测数据的时空相关性以及地表动态沉陷和超前影响的演化规律,得出了地表移动的延续时间,构建了顾及三维空间及时间效应的地表任意点最大下沉速度表达式,并给出了达到最大下沉速度的时间。建立了利用采动程度系数、覆岩岩性系数、采深等多因子来表达云驾岭煤矿非充分采动地表移动延续时间的经验公式。结果表明:井下采出空间由极不充分开采过渡到非充分开采,地表下沉量显著增加;超前影响距平均值为388 m,超前影响角平均值为56°;12303和12305工作面开采地表最大下沉速度滞后距平均值分别为146 m和143 m,最大下沉速度滞后角平均值分别为76°和77°;基于正态分布时间函数能够计算地表任意点的最大下沉速度;理论值和实测值对比结果表明,采用包括采动程度系数、开采深度和覆岩岩性系数等多因子来表达地表移动的延续时间更符合工程实际。     

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。     

大采高综放开采顶煤运移规律的数值模拟研究

采用FALC3D软件模拟研究了塔山煤矿8105工作面在不同采高、不同支护强度下顶煤水平、垂直位移与距煤壁距离间的变化规律。模拟结果表明采高加大顶煤始动点前移、位移量增加,有利于顶煤的破碎;加大支架支护强度对下位顶煤位移量影响较大,有利于下位顶煤的破碎。     

含顺倾弱层软岩边坡三维稳定性影响因素分析

为定量揭示露天矿开挖过程中各人为因素对含顺倾弱层软岩边坡三维稳定性的影响及其程度,以扎哈淖尔露天矿南帮边坡为工程背景,基于强度折减法,应用FLAC~(3D)数值模拟软件,探讨了开挖位置、开挖坡角和内排追踪距离不同时南帮边坡的变形破坏机制和边坡稳定性的影响规律。结果表明:无论开挖位置、开挖坡角与追踪距离如何变化,横采南帮的滑坡模式均为以IVC煤底板弱层为底界面的切层-顺层滑动;在横采条件下,边坡三维稳定性主要受内排追踪距离影响,随追踪距离的增大呈负指数规律减小,且随开挖位置的向南偏移或开挖坡角的减小近线性减小;在横采条件下,内排土场与工作帮间的追踪距离控制在一定范围内时,可以充分利用边坡稳定性的三维效应回收煤炭资源。     

基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱留设方法

针对平顶山一矿31010工作面回采期间顶板丁戊三乘人巷严重变形的问题,通过现场实测和数值模拟研究了巷道变形的原因及保护煤柱留设的问题。结果表明：工作面回采后,上覆顶板岩层中的应力发生改变,将应力值等于1.05倍原岩应力的点构成的曲线定义为采动应力边界线。采动应力边界线由开采煤层向上覆岩层呈外扩式发展,采动应力边界线距开采边界的水平距离随着距开采煤层高度的增大而逐渐增大,但增大趋势逐渐减小。采动应力边界线内侧岩层应力出现增压区和减压区,而外侧岩层仍处于原岩应力状态,采动应力边界线是划定工作面上覆岩层是否受工作面回采影响的边界线。目前顶板巷道保护煤柱宽度是按岩层移动角进行设计的,没有体现内部岩层移动变形及应力特征,导致顶板巷道保护煤柱宽度不合理而出现破坏,为此提出了基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱宽度设计方法。按照此方法设计的平顶山一矿31010工作面顶板乘人巷保护煤柱宽度应为158 m。     

多煤层条带开采地表移动规律

采用FLAC数值模拟软件,系统地研究了多煤层条带开采中不同采深、不同采宽、不同层间距和上下煤柱的空间位置关系对地表下沉和水平移动的影响规律,给出了地表最大下沉、最大水平移动与采深、采宽、层间距及上下煤柱位置的函数关系式,建立了地表最大下沉和最大水平移动的综合影响关系式.     

Model test of the overburden deformation and failure law in close distance multi-seam mining

Based on characteristic of the associated mining of multi-coal seam and the engineering geological characteristics of overburden, the mining impact pattern of multiseam mining and the dynamic fracture mechanism of overburden were characterized by applying the engineering geological mechanical model test. The related strata movement parameters and influence area of multi-seam mining were obtained. the strike boundary angle is 61°, the full extraction coefficient is 0.93, the greatest subsidence angle is 81°, the horizontal movement factor is 0.38, the deviation of inflection point /mining deep is 0.11. The development height of caving zone and water flowing fractured zone of multi-seam mining were calculated, is 32 m and 81.5 m separatly. The assess of influence degree of coal layer safety mining is that, there exists the possibility of water and sand inflow when mining, some messures for mine water prevention and control should be used, and the mining thickness should be local strictly limit. Supported by the National Natural Science Foundation of China(40372123)     

新发煤矿采动影响下高速公路桥梁变形规律及评价

为了研究高速公路桥梁受煤矿采动的影响,基于新发煤矿开采情况及其与鸡虎高速公路鸡西段1号桥的相对位置关系,从横向剖面、纵向剖面2方面分析了该矿工作面不同推进距离对1号桥的影响过程,得出了采动影响下高速公路桥变形规律,对1号桥进行了采动影响评价。研究结果表明,位于动态下沉盆地受拉区的地基土、桥墩、桥柱、桥梁的水平移动量依次减小,该桥采动影响沉降值超过了允许沉降值;并从井下开采、地面防护2方面提出了保护高速公路桥的措施,以期在煤炭资源开采的同时达到高速公路桥梁受采动影响较小的目的。     

两淮矿区地表移动角值参数规律研究

 移动角是留设保护煤柱的主要参数,其选取精度直接影响到保护对象的安全性和资源回收率。因此,如何确定各种地表移动参数对于研究“三下”采煤具有重要意义。基于两淮矿区实测数据详细分析了地质采矿条件对边界角、移动角的影响,发现综合移动角、综合边界角与第三、四系松散层厚度之间存在着对数关系,随着松散层厚度的增大,综合移动角、综合边界角逐渐减小;利用数理统计方法建立了厚松散层矿区边界角、移动角的经验公式,为两淮矿区建构筑物保护煤柱留设提供了可靠的角值参数。     

崩落法开采岩层移动影响因素的数值模拟

随着矿山开采深度的增加,岩体所处的力学条件变得复杂,采用崩落法开采的深部矿体岩层移动规律受多种因素影响且不同于浅部。离散元法是基于不连续性假设的数值方法,它特别适合于求解节理岩体中的非连续性问题。基于离散元理论,采用数值计算软件3DEC,分析了不同节理倾角、不同侧压力系数及不同开挖阶段对深部矿体崩落法开采过程中岩层移动规律的影响,研究结果表明：不同倾角的优势结构面对崩落发展趋势影响显著,水平节理对崩落发展有良好促进作用;侧压力系数越大,崩落高度越小;深部矿体开采过程中,由于承压拱的存在,开采高度为120 m时,并未引起大范围塌陷。研究结果可为深部矿体崩落法开采岩层移动规律及地表沉陷范围的确定提供一定的参考依据。