大倾角大采高工作面底板破坏滑移特征分析

基于目前大倾角煤层大采高开采的研究成果和工程实践,运用理论分析和数值模拟分析对大倾角大采高工作面底板破坏滑移特征进行了分析。研究结果表明,造成大倾角煤层底板破坏滑移的因素有内因和外因,其中主要原因是应力的"二次分布"。大采高工作面底板中下部应力释放的范围大于底板中上部应力释放范围;采高对底板破坏滑移具有一定的影响,即采高越大底板位移和应力变化越大;底板的破坏区分为拉应力破坏区、压应力破坏区和塑性破坏区3个区;描述了大倾角工作面底板破坏滑移的演变规律。     

沿煤层倾斜方向底板“三区”破坏特征分析

为了研究具有一定倾角煤层底板的采动破坏特征,基于矿山压力理论,建立了考虑煤层倾角的工作面侧向底板受力力学模型,采用摩尔-库仑破坏准则,推导了工作面侧向煤柱下方底板的最大破坏深度表达式。将底板采动破坏带沿煤层倾斜方向划分为3个不同区域,其呈现为一个比工作面宽度还要宽的、下大上小的"勺形"分布形态。利用数值模拟方法研究了倾角对煤层底板破坏深度、破坏形态以及最大破坏深度位置的影响规律。结果表明:1)底板塑性破坏区深度随工作面宽度的增大呈现增大的趋势;随煤层倾角的增大,先增大后减小,在煤层30°倾角时,塑性破坏区深度最大,底板岩体更容易发生剪切滑移破坏;2)工作面底板最大塑性破坏深度位置随煤层倾角的增大逐渐偏离工作面中部向下,且工作面越宽,偏离越远。     

大倾角煤层底板岩层运动规律与采面底板分类

本文在矿压课题研究的基础上 ,总结了大倾角煤层底板运动规律并分析了影响底板活动的主要因素。按照西南中小型煤矿现有技术自然条件及简单实用原则 ,提出了大倾角煤层采面底板分类方案及广旺矿区底板类别     

倾斜煤层底板破坏深度主控因素敏感性分析

为研究倾斜煤层底板破坏深度影响因素(采深、采高、工作面斜长、煤层倾角、以及顶、底板岩性组合)对底板采动破坏深度的敏感性。以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于FLAC3D数值模拟软件对1309工作面底板采动破坏深度进行正交模拟,并运用方差分析法对模拟结果进行分析研究。研究表明:各主控因素对底板破坏深度的敏感性主次顺序为:顶板岩性组合>工作面斜长>底板岩性组合>采深>采高>煤层倾角。其中,顶板岩性组合和工作面斜长高度显著,底板岩性组合、采深及采高显著,煤层倾角不显著。     

采场损伤底板破坏深度研究

在收集中国北方典型矿区底板破坏深度实测资料的基础上，利用回归分析法，得出采场底板在未受到构造明显损伤破坏的条件下，底板破坏深度同煤层开采深度、煤层倾角、工作面斜长、底板岩层坚固性系数之间的关系．以几何损伤理论为指导，得出采场底板存在明显原始损伤时底板破坏深度的计算公式．提出用钻孔注水法，评判采场底板岩体在未受到矿山压力破坏时的原始损伤度方法．结合肥城煤田8煤层开采实例，比较理论计算结果和现场实测研究结果，说明回归分析所得的计算公式的实用性．     

大倾角煤层底板破坏滑移机理

本文列举了造成大倾角煤层底板破坏的主要因素和影响这类煤层底板破坏滑移发展过程的主要因素。着重分析了不同采煤方法的应力环境,结构体特征,“顶板—支架—底板”相互作用对底板破坏滑移的影响及作用机理。     

浅谈综采工作面煤层倾角与超前量的关系

文章从煤层底板岩性、煤层底板倾角的角度分析了采面运输机滑动的原因及煤层倾角与超前量的关系，探讨了应采取的防范措施。     

不同煤层倾角的底板采动破坏特征分析

根据山西龙矿盘道煤业有限公司2#煤层工作面地质及水文地质条件,利用FLAC3D数值仿真软件采用变化煤层倾角的方法,对工作面底板采动破坏进行流固耦合数值模拟,分析与研究不同煤层倾角地质条件下工作面推采过程中底板采动破坏深度的变化特征。研究表明:随着煤层倾角的增大,煤层底板最大采动破坏深度呈现先增大后减小的趋势,且在煤层倾角为30°的地质条件下底板塑性破坏区深度最大。同时将理论计算与数值模拟相结合,对煤层底板进行了突水性预测,为工作面的正常开采提供了理论依据。     

基于GA-SVM大采深条件下底板破坏深度回归分析

在收集大采深条件下底板破坏数据样本基础上,充分发挥遗传-支持向量机在小样本环境下具有分类强、适应度好的特点,构建大采深条件下底板破坏深度与开采深度、煤层倾角、煤层开采厚度、工作面长度、底板抗破坏能力和断层或破碎带之间的非线性模型,采用"留一下验证法"验证该模型的泛化度,经验证该模型具有很强的泛化度。     

大倾角煤层回采时顶底板活动规律分析及应用

通过对大倾角煤层走向长壁回采时顶底板活动规律的分析，发现了走向长壁回采工作面顶底板垮落的特点。针对顶底板活动规律采取了相应措施，对工作面切眼的布置方式及收作方法进行了大胆改革，防止了初放、收作期间的垮面，为大倾角走向长壁回采工作面的技术参数、开采顺序的选择提供了实际经验，解决了大倾角走向长壁工作面的初放、收作时的安全技术问题。     

多因素影响下煤层底板变形破坏规律研究

利用快速拉格朗日分析方法，单因素分析了工作面斜长和构造应力对煤层底板应力应变的影响，提出水平构造应力是煤层底板变形破坏不可忽视的重要因素之一。综合分析了煤层倾角，煤层埋藏深度，工作面斜长和构造应力影响下煤层底板的变形破坏规律，得到了煤层底板最大破坏深度计算公式。     

煤层倾角对综采工作面底板卸压规律的影响

为了研究煤层倾角对综采工作面底板卸压规律影响,通过力学理论分析得出随着煤层工作面倾角的增大,其底板泄压深度呈减少趋势;运用FlAC3D数值模拟软件模拟了0°、15°、30°、45°时的工作面底板应力分布特征,以卸压系数达35%为界,得出了不同底板卸压深度,并根据不同倾角工作面底板煤岩体垂直应力及位移分布曲线,分析了底板应力释放与变形规律。以瓦斯突出煤层矿井为实际工程背景,验证了理论及数值模拟分析的正确性。     

含断层底板采动效应数值分析——断层倾角对采动效应的影响

根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,并运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明:在相同的地质和采矿条件下,断层倾角对底板采动效应有较大影响,当工作面推进至断层时,断层倾角越小,底板采动破坏深度越大,且底板卸荷范围较大;当工作面推过断层,底板卸荷深度随断层倾角增大而增加,底板变形破坏深度也加大;断层存在活化现象。揭示了采场底板断层突水的机制。     

急倾斜煤层底板巷道破坏因素探讨

通过对急倾斜煤层底板巷道变形、破坏的数值计算发现，急倾斜煤层与水平煤层相比，受底板附加支承压力的影响较小，底板巷道变形、破坏主要是由于煤层开采后底板卸载，形成悬空面造成岩层移动引起的。分析结果表明，受采动影响岩层在底板中形成岩层移动活跃区，其大小取决于煤层倾角、岩石力学特性以及开采深度等，而与采区长高比大小关系不大。     

急倾斜煤层开采底板岩层破坏机理研究

随着煤层倾角增大,切向力的作用越来越大,底板岩层不可避免地要发生变形破坏。建立了急倾斜煤层开采底板岩层力学模型,研究了开采深度、采空区倾斜长度和岩层厚度等因素对底板岩层稳定性的影响,对实际生产中分析急倾斜采空区底板稳定具有重要意义。     

煤层倾角对底板破坏带深度的影响

煤层倾角是底板破坏带深度的一个重要影响因素。为研究煤层倾角对底板破坏带深度的影响,建立底板破坏带数值模拟模型,应用线性拟合数学方法,得出破坏带深度与煤层倾角的函数关系,并应用相似函数理论建立的Im-FM破坏带深度计算模型检验计算精度。对底板水害的预测预报具有一定的指导意义。     

超千米采深煤层底板应力分布物理模拟研究

深部岩体构造应力显著,超千米采深煤层在开采时矿压显现剧烈,底鼓及底板破坏严重,底板应力影响深远,存在扰动承压水导升带,从而导通含水层造成突水的危险。本文根据华北型煤田邢东矿超千米采深工作面实际开采情况,建立室内物理模拟模型,在煤层底板布置应力盒,研究大采深工作面推进过程中底板应力分布特征。试验结果表明,底板近煤层水平向,超前支承压力影响范围为100 m;采动对底板的应力影响范围到达伏青灰岩含水层附近,应力影响深度为底板以下90 m。反映底板破坏带之下还存在一定区域,随回采产生了应力扰动。研究成果对于大采深煤层的安全回采具有理论指导意义。     

受开采方式影响下的采场底板破坏特征试验分析

承压水上煤层开采底板稳定性受多种因素影响,其中开采方式是影响底板稳定性主要因素之一,不同开采方式对煤层底板隔水层裂隙发生、发育、扩展及其分布均会产生不同程度影响。通过相似材料模拟试验,研究了近距离厚煤层大采高全厚开采与下行分层开采两种方式下,底板隔水层裂隙发育及分布规律,结果表明:2种开采方式均会使煤层底板自上而下依次形成:竖向张裂隙带、斜向穿层裂隙带及顺层裂隙带,不同的是,2个煤层大采高一次同采时,承压水及采动应力双重作用使煤层底板破坏更加充分,3种裂隙沟通趋势更为明显,而分层开采时,顶板充分垮落岩石会促使已产生的裂隙部分闭合,有助于底板水害的防治;研究结果可为承压水上开采底板失稳机理研究提供参考。     

采场底板破坏特征数值模拟

在总结我国煤矿底板破坏深度经验公式的基础上,运用综合考虑煤层埋深、倾角、煤层厚度、工作面长度、底板的损伤破坏程度及地质构造等多因素的修正经验公式,以某矿井工作面开采实际情况为背景,采用UDEC数值模拟对煤层底板采动特征进行分析,揭示煤层开采过程中底板的破坏特征及破坏深度,对比验证底板破坏深度经验公式的准确性。     

大倾角煤层回采时顶底板活动规律分析及应用

通过对大倾角煤层走向长壁回采时顶底板活动规律的分析,发现了走向长壁回采工作面顶底板垮落的特点。针对顶底板活动规律采取了相应措施,对工作面切眼的布置方式及收作方法进行了大胆改革,防止了初放、收作期间的垮面,为大倾角走向长壁回采工作面的技术参数、开采顺序的选择提供了实际经验,解决了大倾角走向长壁工作面的初放、收作时的安全技术问题。