厚松散层薄基岩开采覆岩离层裂隙演变与下沉分形特征研究

为研究厚松散层薄基岩开采下覆岩离层裂隙的演变和下沉规律,结合山东郭屯煤矿1302首采工作面地质条件,采用相似材料模拟试验和分形相结合的方法,对开采过程中覆岩裂隙网络和下沉的分形特征进行研究。研究结果表明:覆岩裂隙的演变特征具有较好的自相似性和分形特征;随着工作面的推进,覆岩裂隙网络的分形维数呈开采前期和中期跳跃式剧增,后期缓慢平稳增加的走势;开采全过程出现四处离层,其出现位置和大小均呈现出一定的规律性;在厚松散层荷载作用下,薄基岩层仍能形成稳定的强承载结构;采空区覆岩的沉降量与裂隙网络的分形维数呈现出近似双折线的非线性关系。     

厚松散层薄基岩煤层矿压显现规律

以大柳塔矿首采用矿压实测为基础，对厚松散层薄基岩近水平煤层长壁面顶板的来压机理、形式和上覆基岩垮落规律进行了深入分析，提出了顶板“全厚切落式”来压的概念，同时给出了该条件下的来压预计和支架支护阻力的计算方法及公式。     

厚松散层薄基岩下重复采动覆岩破坏高度综合研究

以鲍店煤矿83上01工作面3煤层分层开采为研究背景,采用经验公式和数值模拟的方法,对厚松散层薄基岩重复采动下的覆岩破坏高度进行了研究。根据开采技术条件和岩石力学参数,应用FLAC3D数值模拟软件,建立了数值计算模型,对上覆岩层随工作面开采引起的塑性区及应力分布特征进行了分析,确定了3上和3下煤层的"两带"高度,并与经验公式进行了对比验证。     

薄基岩突水威胁煤层开采覆岩变形破坏演化规律研究

针对赵固一矿11011工作面大埋深薄基岩厚覆盖层下煤层开采难度大,存在涌水涌砂威胁的现状,采用现场调研与统计分析方法,论述了薄基岩突水威胁煤层涌水涌砂的条件.其基本顶关键层周期性破断后形成“砌体梁”结构.此文利用“短砌体梁”及失稳后呈“台阶岩梁”的理论解析验算后认为,该面顶板结构极易产生回转及滑落失稳,进而形成突水通道.在此基础上还采用相似模拟试验的方法,分析了采场上覆岩层破坏、运移演化规律,确定了该面项板垮落带高约17m,导水垮裂带高约48 m,故若在此范围内存在含水层或流砂层,应及时采取措施.课题组还用实测法验证了工作面采后覆岩破坏高度,并制订了预防顶板突水开采方案,为类似条件下煤矿防治顶板突水安全开采提供参考.     

厚松散层薄基岩综放开采覆岩破断机理研究

采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对厚松散层超薄基岩厚煤层综放开采覆岩的破断机理以及对采动裂隙发育的影响进行了深入研究。研究结果表明：超薄基岩在风化作用下,力学性质大幅度降低,煤层顶板中无基本顶关键层,工作面推进过程中形成动态平衡的应力拱,拱脚分别位于采空区稳定矸石上和工作面前方煤壁内,在应力拱的作用下,工作面矿压显现不明显;应力拱阻止了采动裂隙的发育,应力拱最终发育高度决定了采动裂隙的发育高度,采动裂隙在风化基岩中发育速度快,也极易闭合,虽然采厚较大,但最终有效导水裂隙带发育不高。研究结果合理解释了厚松散层超薄基岩综放开采静压大、动压小,动载系数小、采动裂隙发育不充分等现象,实现了超薄基岩下厚煤层综放开采安全高效生产。     

厚松散层薄基岩上分层开采覆岩移动规律

结合赵固一矿11011工作面的具体地质条件,综合运用数值模拟和地表钻孔冲洗液漏失量观测方法,对采空区上覆岩层冒落带和裂隙带的高度进行了分析。工业性实验表明通过数值模拟确定的"两带"高度是合理的,进而确定了上分层开采防水安全煤岩柱尺寸及合理安全开采厚度。     

薄基岩厚松散层条件覆岩破坏规律研究

为了实现薄基岩厚松散层地质条件下水体压覆煤层的安全开采，采用相似材料模拟实验、理论分析，探讨了薄基岩厚松散层的采动破坏发育规律，提出了覆岩自稳结构的判据。研究结果表明：厚松散层薄基岩很难在基岩内形成有效的自稳结构，工作面推进一定距离后，基岩将全厚度断裂，松散层将作为一个整体跟随基岩弯曲下沉|解析了厚松散层的采动隔水能力，认为松散层底部岩层岩性、厚度及所受采动变形将是决定导水裂缝带继续向上发育的关键|结合三元矿薄基岩厚松散层水体下采煤，通过地面钻探实测，论证了粘土层具有较好的隔水能力，薄基岩厚松散层导水裂缝带发育高度止于松散层底部。     

厚松散层薄基岩煤层矿压显现规律

以大柳塔矿首采面矿压实测为基础，对厚松散层薄基岩近水平煤层长壁面顶板的来压机理、形式和上覆基岩垮落规律进行了深入分析，提出了顶板“全厚切落式”来压的概念，同时给出了该条件下的来压预计和支架支护阻力的计算方法及公式。     

厚松散层薄基岩埋藏条件煤层的防砂岩柱安全尺寸论证

杨村煤矿T301工作面的基岩柱厚度仅有11．74-20．17m，其上冲积层为弱含水层。在这样的地质条件下进行开采、防砂岩柱高度是否安全，须经过科学论证，并要有相应的安全技术措施保证，才能实现高效、安全生产。     

厚表土层薄基岩浅埋煤层覆岩移动规律研究

结合凉水井煤矿42109工作面开采的4-2煤浅埋深、薄基岩、厚表土层的特点,采用UDEC模拟及现场矿压观测分析表明,42109综采工作面上覆岩层中存在的2个关键层断裂不同步是导致工作面出现非均匀性大小周期来压的根本原因,同时得出了该地质条件下工作面覆岩移动规律及工作面矿压显现规律,并据此确定了合理的停采线,保障了工作面的安全生产。     

薄基岩浅埋煤层开采覆岩移动演化规律分析

针对薄基岩浅埋煤层过沟谷地形开采时工作面易引发动压灾害的问题,通过理论分析并结合数值模拟,对神东矿区哈拉沟煤矿22206工作面过沟谷开采过程中覆岩移动演化规律及引发的突水溃沙现象进行了研究,结果表明:22206工作面初次来压步距为60 m,初次来压时动压现象明显;工作面至沟谷地形上坡段矿压显现最为剧烈。分析了采动过程中节理的发育特征及塑性区分布情况,提出工作面开采突水溃沙治理应以切眼处呈75°破断角位置对应的切落垮落带范围为重点治理区域。     

浅埋煤层覆岩变形损伤演化规律研究

根据石圪台煤矿的地质资料,制作物理模型模拟2-2煤层的开挖过程,利用声发射仪器检测开采中的声发射信号,对声发射信号参数及其与之对应的微结构演化过程进行研究。从而揭示声发射信号参数(事件数、能率)与围岩损伤状况之间的内在联系。     

厚砂层薄基岩浅埋煤层矿压显现规律研究

为解决厚砂层薄基岩浅埋煤层矿压控制问题,对宝山煤矿6101综采工作面(首采)进行现场实测。通过对顶板活动规律和来压机理的分析,揭示了宝山煤矿6101综采工作面的矿压显现规律,得出了该工作面的初次来压、周期来压步距。在此基础上,利用UDEC软件对采场覆岩的顶板破断、应力分布情况进行了模拟,模拟结果与实测结果基本相符。     

薄煤层上覆岩层移动破坏规律探讨

以薄煤层工作面为研究对象,对其上覆岩层移动规律的探讨采用深基点观测、钻孔窥视、相似模拟及数值模拟等研究方法,研究结果表明:上覆岩层部分区域发生整体沉降,但未出现明显的层间离层现象。     

浅埋深薄基岩中厚煤层矿压显现规律

针对浅埋深薄基岩中厚煤层矿压显现规律问题,采用UDEC数值模拟软件和现场实测2种方法对李家壕煤矿3-1煤层的矿压规律显现进行研究。研究表明,工作面初次来压步距20m,周期来压步距10 m;周期来压期间,来压猛烈,历时短,工作面中部相对于两端部来压大,来压早,持续时间长;工作面前方支承压力集中不明显,影响范围较小;工作面发生台阶下沉,顶板破断运动波及地表,工作面上覆岩层中只存在垮落带和裂隙带"两带",不存在弯曲下沉带;顶板岩梁在工作面推进方向上传递载荷的能力大大下降。数值模拟结果和现场实测数据基本吻合。     

近距离煤层同采覆岩破坏规律研究

刘东煤层西三采区的37102与37202工作面为近距离煤层同采工作面,针对此地质赋存条件,采用岩层钻孔探测仪,实测了近距离煤层同采过程中,不同开采阶段时,覆岩的破坏分布规律,得出首先第一阶段开采上层71煤层时,上覆岩层形成的跨落带高度为5.5m,裂隙带高度为23.8 m;第二阶段71、72煤层全部开采时,上覆岩层形成的...     

极近距离薄煤层同采工作面覆岩移动规律研究

应用FLAC3D建立数值力学模型,通过研究极近距离薄煤层同采时,在上、下层工作面不同错距时,工作面覆岩位移场、塑性区及应力场的变化,并揭示其应力传递规律,并结合现场工业试验,得出合理的同采工作面错距公式.利用这一规律进行现场工程实践,取得了较好的技术经济效果.结果表明:运用建立数值力学模型及现场工业试验相结合的方法来解决极近距离薄煤层同采问题,较传统方法更可靠、更有效.数值模拟分析及工业试验相结合的方法在处理极近距离煤层开采时,值得进一步探讨和应用.     

特厚煤层近断层开采覆岩破坏移动特征

以辽宁抚顺矿区某煤矿实际地层开采为研究背景,进行巨型逆断层下盘向斜一翼区域特厚煤层近断层开采覆岩破坏变化特征的分析。基于覆岩空间结构思想,通过覆岩空间状态结构失稳分析断层受开挖采动影响,运用相似实验分析宏观变化,验证了理论分析的合理性。结果表明:覆岩在开采过程中不只有竖直方向破损下沉,水平方向更容易沿倾向产生滑移,拉张区易形成空腔结构,压缩区易形成屋脊状支撑产生二次跨落。在煤层开采距离断层由远及近的过程中,断层滑移呈现"稳态-动态-稳态"三阶段的变化规律,当断层活化以后断层开裂程度随地层深度增加呈现"宽-窄"两层位的变化规律。     

Fracture Characteristics of Overlying Bedrock and Clay Aquiclude Subjected to Shallow Coal Seam Mining

Mine Water and the Environment - Some of the coal deposits in the northwest region of China are at relatively shallow depths, covered by a thin layer of bedrock and a thick layer of wind-blown...     

薄基岩浅埋煤层综采工作面矿压规律及围岩控制研究

通过对大柳塔22614薄基岩浅埋深综采工作面的矿压实测研究,对其矿压显现特征及来压规律进行了详细的分析,并对支架对工作面的适应性做了评价。得出如下结论:周期来压步距随基岩厚度增大而增大,来压强度随基岩厚度增大而减小,基岩变厚区比基岩变薄区来压步距大、来压强度大,9000kN支架基本符合该工作面开采要求等。