正断层存在的地表沉陷特殊性规律研究

工作面周边存在较大断层时,一般采用留设断层保护煤柱法,使覆岩移动不直接影响到断层。为分析受正断层影响的地表移动变形规律,通过工作面开采前后地表裂缝与房屋墙体裂缝损坏的现场调查,发现位于常规沉陷影响边界之外至断层露头范围内仍有平行于断层走向的地表裂缝及墙体裂缝性损害;应用FLAC3D模拟研究了正断层影响下的上盘煤层开采时地表沉陷特征及断层带应力变化特征。结果表明：受开采扰动影响的断层带附近原始构造应力得到释放并产生一定变形,反映至地表为非对称性的偏态下沉;建筑物下伏岩层有较大断层时,应在边界角法或沉陷预计法留设地面建筑保护煤柱的基础上,考虑留设合理宽度的断层安全煤柱;同时提出断层带周边的应力变化可作为断层受开采沉陷影响与否的判定依据。     

正断层存在的地表沉陷特殊性规律研究

工作面周边存在较大断层时,一般采用留设断层保护煤柱法,使覆岩移动不直接影响到断层。为分析受正断层影响的地表移动变形规律,通过工作面开采前后地表裂缝与房屋墙体裂缝损坏的现场调查,发现位于常规沉陷影响边界之外至断层露头范围内仍有平行于断层走向的地表裂缝及墙体裂缝性损害;应用FLAC~(3D)模拟研究了正断层影响下的上盘煤层开采时地表沉陷特征及断层带应力变化特征。结果表明：受开采扰动影响的断层带附近原始构造应力得到释放并产生一定变形,反映至地表为非对称性的偏态下沉;建筑物下伏岩层有较大断层时,应在边界角法或沉陷预计法留设地面建筑保护煤柱的基础上,考虑留设合理宽度的断层安全煤柱;同时提出断层带周边的应力变化可作为断层受开采沉陷影响与否的判定依据。     

采动地表裂缝发育范围异常扩大成因分析

蔚州矿区单侯煤矿的二采区6208工作面在村庄保护煤柱外进行常规开采过程中,工作面靠近村庄一侧的地面裂缝发育范围出现了异常的扩大,并引起了地表裂缝扩大区的村庄建筑物出现了严重的损坏。通过对地表裂缝发育的位置、延展特征进行的详细分析,结合研究区域地表裂缝规律、开采条件及地层状况等,确定了6208工作面靠近村庄侧的综合裂缝角,采用类比、排除等方法对地面裂缝发育及村庄损害范围扩大的成因进行了深入研究,得出结论：在单侯煤矿6208工作面东北侧为逆断层上盘的断裂带发育区,断层带区域岩层破碎,致使岩层整体硬度降低、结构松散,进而改变了原有的采动影响传播规律,造成了地表裂缝发育及村庄建筑物损坏范围扩大。     

煤矿开采引起地表裂缝发育宽度和深度研究

为确定地下煤层开采后的地表裂缝发育情况,首先分析了天然土体的受力情况和极限平衡状态,并应用莫尔-库伦准则对地表裂缝发育机理进行了研究。推导出受采动影响的附加应力作用下地表裂缝临界水平变形值、裂缝深度发育和裂缝宽度发育计算公式。通过将试验矿区的黄土物理力学性质参数代入理论计算公式,与现场实际裂缝宽度相比较,结果表明文章中的理论计算公式计算结果具有较高的可信度。     

基于Flac3D软件对徐州市镇北铁矿地表沉降原因及规律研究

在熟知矿山区域地形地貌、矿体特征、开采现状、采空区分布情况等基础上,采用Flac3D软件对地表沉降原因及规律进行分析,认为地表沉降是在断层及采空区群的综合影响下形成的.实际影响因素还包括地下水、采空区暴露面积及时间等,且靠近地表的岩层位移主要是受断层的影响较大,其次是受底部采空区群的影响,受单个采空区的影响很小.     

昌探1井优化设计及钻井技术优选

随着对松辽盆地北部古中央隆起带基岩钻探,发现储层好坏受裂缝影响较大.因此,在已钻隆探X3井东北部,更靠近徐西断裂带,断层活动明显的裂缝发育区部署了昌探1井.设计完钻斜深5086.90 m,垂深3906.70 m,最大井斜角81.95°.由于松辽盆地基底构造特征极为复杂,受多期构造运动影响,断层类型多样、组合复杂,增加了...     

水库下厚煤层综放开采安全性及采动影响研究

针对潞安矿区漳村煤矿常隆水库下厚煤层综放开采安全与否问题,采用现场实测、工程类比等方法研究了综放开采导水裂缝带发育规律,计算了水库下采煤防水安全煤岩柱合理尺寸以及文王山南正大断层上盘安全隔离煤柱尺寸,分析了断裂构造对水库下采煤的影响,进行了水库下采煤安全可靠性分析,采用概率积分法和克里格差值法预测了水库下开采区域地表沉陷情况和采后水库区域扩大淹没范围。基于实测地表裂缝临界水平变形,预测了开采地表及水库底部地裂缝极限发育深度,分析了采动后水库渗漏可能性及开采对坝体采动影响。研究结果表明:水库下综放开采留设防水安全煤岩柱尺寸是足够的,采取合理的安全技术措施可实现水库下综放顶水开采,受地表沉陷影响水库淹没范围有一定幅度增加,水库下综放开采地裂缝极限发育深度为7.8 m,不会导致库区渗漏和库内水位骤降,可以达到地表水资源保护和水库下采煤的双重效果。     

湿陷性黄土覆盖区煤层开采地表裂缝发育规律研究

黄土覆盖区煤层开采在湿陷性影响下地表裂缝发育尤为剧烈。以神木某矿1206工作面为研究背景,将理论分析、理论计算和实验室试验作为研究手段,并结合FLAC~(3D)数值模拟技术,对煤层开采湿陷性黄土地表裂缝产生机理和发育规律展开相关研究。研究结果表明:(1)地表裂缝是由采动水平变形超过土体的极限拉伸变形值造成,基于摩尔-库伦强度理论和开采沉陷预计理论,推导出煤层开采地表裂缝发育深度预计公式;(2)实验室测试结果说明,饱和湿陷性黄土相对天然状态黏聚力衰减71%,内摩擦角减小59%,变形模量降低39%,泊松比增大28%,雨季降水入渗引起的黄土湿陷变形和强度衰减直接导致地表裂缝发育加剧;(3)通过地表裂缝发育深度预计公式,得出黄土地表因受湿陷性影响裂缝发育深度增大77%,与数值模拟和现场实测结果基本相符。研究可为相似地质条件采动地表损害规律研究提供有益参考。     

彬长矿区亭南煤矿开采地裂缝发育规律研究

通过对亭南煤矿采空区上方发育的地裂缝进行详细调查,对地裂缝的发育特征进行了归类。通过分析认为地裂缝的发育主要受地形地貌、降雨、上覆基岩厚度、松散层厚度等因素的影响,位于斜坡上的裂缝规模明显大于塬面上的裂缝,斜坡使地裂缝的规模加剧,滑移加大,降雨顺着裂缝灌入,使松散层力学性质发生变化,强度降低,使裂缝规模短时间加剧,上覆基岩厚度的增加,稳定性增加,对地表的影响程度减小,裂缝发育程度减小;松散层力学性质差,抗变形能力较差,松散层厚度越大,地表裂缝越发育。建议留出保安煤柱,控制开采厚度,加强顶板管理,以减少地裂缝等矿山工程地质问题发生。     

不同地貌条件下采煤地表裂缝发育规律

陕北煤炭大规模开采形成大量地表裂缝,直接对生态环境影响显著。以陕北典型地貌条件为研究背景,在选定典型工作面的基础上,开展不同采煤地表裂缝的野外地质调查、统计分析研究,对比不同地貌条件下采煤地表裂缝发育特征。研究结果表明,黄土沟壑区与风沙滩地区采煤地裂缝类型一致,均包括边界裂缝和平行裂缝。其中,平行裂缝风沙滩区有明显的充填弥合现象,黄土沟壑区弥合现象不显著。此外,黄土沟壑区平行裂缝展布不均匀,受黄土沟壑地貌影响显著。黄土沟壑区平均裂隙宽度为0.21 m,而风沙滩区更小,平均裂隙宽度为0.10 m。研究成果能够为陕北不同地貌条件采煤塌陷区治理提供关键参数。     

昌邑—大店一带活动断裂对地质灾害影响研究

为研究活动断裂对地质灾害的影响,选取华北板块鲁西地块与苏鲁造山带东界昌邑—大店断裂为研究对象,通过野外面积调查、构造剖面测量、工程地质样品分析测试、综合研究等手段,详细调查了区内活动构造的特征、地质灾害的发育特征,在此基础上讨论了活动断裂对地质灾害影响机制,认为受昌邑—大店构造的影响,地裂缝分布主要沿构造带分布,区内地裂缝成因可以归结为活动构造与胀缩土共同作用下形成的。     

基于UDEC数值模拟的滑动型地裂缝发育规律

为了研究西部黄土沟壑矿区煤炭资源开采引起的滑动型地裂缝发育规律,首先给出了滑动型地裂缝的定义和基本特征,提出了滑动型裂缝距和裂缝角的概念;采用UDEC数值模拟软件,分别建立了滑动型地裂缝动态发育模型、沟谷坡度模型、沟谷位置模型,分析了开采引起滑动型裂缝的动态发育规律,研究了滑动型地裂缝发育位置与沟谷之间的关系,并以大柳塔煤矿52304工作面为例,验证了模型的可靠性。研究表明：① 滑动型地裂缝的发育分为累积期、形成期、动态发展期、稳定期4个阶段;② 滑动型地裂缝发育位置与沟谷之间的关系模型为：滑动型裂缝角与沟谷坡度之间存在二次多项式关系,与沟谷位置之间存在线性关系;③ 工程实例表明,裂缝角的计算值与实测值之间的最大相对误差为3.4%,使用该模型进行滑动型地裂缝发育位置进行预测是可行的。     

张家山水源地泉水可利用量分析

张家山水源地位于泾阳县西北30 km泾河出山口左岸,属地质断层和裂隙比较发育的地带,泉水密集,水质优良,储藏量大,对其进行开采利用,意义重大.通过分析开采利用的规模及方式,为泉水开采评价提供参考.     

开采影响下砂壤土裂缝发育特征研究——以汝河侯村段为例

作为一种开采引起的地表非连续破坏形式,裂缝受到井下开采强度、地层结构、表土性质等多种因素影响。以汝河侯村段为例,开展开采影响下砂壤土裂缝发育特征实测研究。土体物理力学性质测试和理论计算表明,砂壤土结构较为松散,黏聚力小,节理性强,较黏土更易产生开采裂缝,裂缝极限发育深度大于黏土区域裂缝深度。同时对研究区域裂缝平面方向呈串珠状,深度方向呈束口状的原因进行了分析。研究成果可为类似地质采矿条件下煤炭资源开采和地面建筑物保护提供技术支持。     

煤矿工作面上方地表裂缝分布、宽度与水平变形之关系研究

煤矿工作面上方地表经常会出现一些裂缝,确定地表裂缝的分布、宽度及其与水平变形之间的关系,有助于对其引起的地面破坏进行预防和治理。通过对现场实测的裂缝分布情况的研究,得到了裂缝在平面上的分布形态、裂缝在宽度上的分布规律和裂缝与开采引起的地表变形的关系,并给出了相应的拟合公式。研究表明:开采引起的裂缝宽度与水平变形之间存在密切的相关;裂缝区与拉伸变形区对应;裂缝区裂缝宽度之和总是小于水平变形之和,仅有部分水平拉伸变形可以通过地表裂缝反映出来。     

山西矿山地质灾害分布特征研究

山西矿产资源丰富,矿山数量众多,长期的采矿活动给全省地质生态环境带来了严重破坏,造成了严重的矿山地质灾害。研究发现,山西矿山地质灾害以地裂缝和地面塌陷为主,崩塌和滑坡灾害主要以小型为主,地面塌陷以小型和中型为主,地裂缝以中型和大型为主。煤矿山、铝土矿山、铁矿山地质灾害均主要以地裂缝和地面塌陷为主,铜矿山地质灾害主要以崩塌为主。矿山地质灾害以小型和中型地质灾害为主,大型地质灾害以地裂缝为主,小型地质灾害以地面塌陷为主,中型地质灾害以地裂缝和地面塌陷为主。煤矿山和铝土矿山地质灾害均以小型地面塌陷和大型地裂缝为主,铁矿山地质灾害以小型地面塌陷为主,铜矿山地质灾害以小型崩塌为主。地裂缝和地面塌陷主要分布在晋城和阳泉矿区,滑坡灾害主要分布在离柳、西山、乡宁、汾西矿区,崩塌主要在大同、离柳矿区。     

某地裂缝特征、成因及防治措施

地裂缝按其成因类型分构造裂缝和非构造裂缝，地裂缝是某地最大的地表地质灾害，迄今为止，已发现了5条地裂缝，它们均为活动裂缝，而且给当地人民造成很大的灾害，通过某地裂缝的现场多次调研，对裂缝的特征有了一定了解，在此基础上对其成因进行了初步研究，并提出了相应的处理措施，该裂缝的发展及其危害已引起了当地的高度重视。     

浅埋煤层高强度开采区地裂缝发育特征——以陕西榆神府矿区为例

通过遥感解译结合实地调查,对榆神府矿区采煤损害进行了分析研究,结果表明：自1993年以来,榆神府矿区塌陷区面积共94.47 km2,地面沉陷区95处,地裂缝1 802条（组）;地裂缝在地表的展布具有明显的分带性,黄土沟壑区高强度开采区,地裂缝密集,地表破坏严重;风积沙地区,高强度采煤地裂缝密集,部分地裂缝自然弥合,地表表象不明显;开采强度对本区地裂缝的发育起决定性作用。本区地裂缝主要分布在石圪台-大柳塔、大昌汗-老高川、榆家梁、锦界、柠条塔煤矿北翼以及大砭窑、麻黄梁一带,均为煤炭高强度开采区。     

风积沙区采煤沉陷地裂缝分布特征与发生发育规律

煤炭开发可能加剧对生态脆弱区环境的损伤,风积沙区地下煤炭开采对地表环境的影响主要是沉陷地裂缝,且目前的研究缺乏对地裂缝从发育到湮灭全过程的研究,笔者通过井上下相结合的空间坐标控制体系和自主研发的动态地裂缝监测方法,对补连塔12406综采工作面地裂缝进行持续动态监测,提出了边缘裂缝的分布规律和动态裂缝的发生发育规律及其与地质采矿条件之间的关系。研究表明:①动态裂缝超前于当前工作面向前发展,裂缝超前距与工作面日进尺量呈现明显的线性正相关,平均的裂缝超前距为10.359 m,超前裂缝角为近似垂直角;②高强度开采动态地裂缝的两侧无明显落差,裂缝的宽度值在采动过程中有显著的周期性变化,呈"M"型双峰波形,且第1个峰值明显大于第2个峰值,峰值比为1.4~3.8;裂缝发育周期T包含两个时长近似相等的"开裂—闭合"过程,约为18 d,在此基础上,结合地质采矿条件,建立了T的通用函数模型,表明动态地裂缝具有快速闭合的自修复特征,不需要人工修复;③边缘裂缝以"带状"、"O"形圈的形态分布在工作面开采边界的内侧,裂缝带宽为46~50 m,裂缝带整体向内收缩,临近工作面采动会减轻原有地裂缝的影响,减轻约40%,开采结束后边缘裂缝仍然存在,是主要地表环境损伤区和重点人工修复区域。     

矿区采空塌陷与地裂缝灾害探析

采空塌陷与地裂缝灾害是由采煤所引发的地质灾害之一,对矿区的生态环境和经济发展产生了重大影响。分析了矿区采空塌陷与地裂缝地质灾害的形成原因与影响因素,探讨了采空塌陷与地裂缝的危害,并对采空塌陷与地裂缝进行了分级评价。从建立地质灾害信息系统和管理两个角度,提出了采空塌陷与地裂缝灾害防治建议。