特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析

以新集二矿特殊推覆体下开采的实践,通过对开采覆岩组合特征、工程地质特征分析,覆岩破坏理论研究及地表沉降观测验证,初步归纳总结出特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征,为以后开采准确评价防水煤岩柱安全质量,合理留设防水煤岩柱高度,覆岩破坏预测、观测及地表沉降防治提供了可靠的理论和实践依据。     

特殊推覆体下开采覆岩破坏特性浅析

通过对开采覆岩工程地质特征、组合特征分析和覆岩破坏理论研究以及实际观测验证 ,初步总结出特殊推覆体下开采覆岩破坏特征。     

煤层开采覆岩破坏与地表变形规律的数值模拟

基于研究矿区煤层覆岩的地质条件,结合数值模拟方法,研究了厚松散层薄基岩条件下不同采宽采厚开采的覆岩破坏与地表移动变形规律,得到了覆岩导水裂隙带高度随放采比及采厚增大而增大的结论,提出了该采区防水防砂技术,控制采高,加强顶板管理,为煤层的安全开采提供依据,为提高煤炭资源的开采率做出科学的分析和建议。     

覆岩离层注浆开采地表下沉预计

本文应用矿山开采沉陷与弹性薄板理论，提出了覆岩离层注浆开采地表下沉预测模型，并对模型参数给出了具体的估计方法。为预测覆岩离层注浆开采地表下沉提供了理论依据。     

王庄煤矿综放开采地表移动与覆岩破坏规律研究

通过对王庄煤矿6206工作面地表岩移规律和覆岩破坏规律的研究,揭示了该矿综采放顶煤条件下地表沉陷变形规律和覆岩破坏规律,为今后指导"三下"采煤及土地征迁赔偿等工作打下了良好的基础.     

王坡煤矿综放开采地表移动与覆岩破坏规律研究

以王坡煤矿为实验矿井,通过地表移动观测、钻探和钻孔电视探测等手段,对王坡煤矿3202综放工作面地表移动规律和覆岩破坏规律进行研究,揭示了该矿综放条件下地表移动变形规律和覆岩破坏规律。研究成果为今后指导该矿及其他类似条件矿区三下采煤提供了依据和经验。     

厚黄土下综放高强度开采地表沉陷与覆岩破坏实测

为研究厚黄土下厚煤层综放开采地表沉陷和覆岩破坏规律,通过在工作面地表建立岩移观测站和地面钻孔水文勘探,进行了地表沉陷变形实测和覆岩破坏高度钻探测定。总结研究地表岩移观测站实测资料和覆岩破坏探测钻孔水文观测资料,得出厚黄土综放高强度条件下地表沉陷剧烈,曲线较陡,在下沉盆地边缘沉陷变形曲线收敛较慢,最大下沉速度偏大,采动影响范围偏远;覆岩破坏探测结果显示综放覆岩破坏异常发育,导水裂缝带高度与综放采厚近似成正比,裂高采厚比例系数平均为19.75。研究成果为黄土区综放地表开采损害防治和水体下采煤及顶板水害防治提供技术支撑。     

推进速度影响下的上湾煤矿高强度开采覆岩-地表移动特征

为了获得上湾矿特大采高(8.8 m)工作面高强度开采的覆岩-地表移动特征,对基岩破断移动、地表下沉开裂以及矿压显现进行了系统观测。观测结果表明：与传统厚硬岩层为主导的高强度覆岩移动特征不同,上湾矿12401工作面采动覆岩移动主要受三层控制层的影响,分别为基本顶、关键层以及顶部厚软岩层(缓冲层),且由于推进速度的影响形成了“两带”和“三带”基岩的破坏模式。下位基本顶和关键层共同决定工作面的矿压显现程度;关键层的破断导致基岩整体剧烈沉降,同时由于缓冲层为厚而软的砂质泥岩,具有较强的膨胀性,对开采覆岩移动传导具有一定的缓冲作用,是基岩形成“三带”的关键因素。通过对覆岩-地表移动规律的分析,提出了基于覆岩控制层的地表裂缝主控机理,获得了推进速度影响下的覆岩-地表移动特征,为预防采动地表破坏和实现减损开采提供了科学依据。     

条带开采覆岩破坏高度发育规律研究

综合运用理论计算、FLAC2D数值模拟等方法,对虎龙沟煤矿8#煤层条带开采覆岩破坏高度发育规律进行了研究。分析了开挖条带数和采留比对条带开采覆岩破坏高度的影响,在此基础上对5#煤层上行开采可行性进行判定。     

近地表倾斜矿体开采地表及覆岩变形破坏模拟

为了揭示近地表倾斜矿体开采过程中地表及覆岩变形破坏机制,以某铜矿一典型地质剖面为原型,运用物理概化模型试验,联合UDEC数值模拟,分析了地表及覆岩变形破坏随不同开采步的变化规律。物理模拟与数值模拟均表明:开采-45 m以上的矿体,覆岩局部扰动,位移小。当开采-75~-45 m之间的矿体,覆岩位移加大,陷落区范围逐渐扩大,岩体出现离层,破坏波及地表。如果对预留矿柱进行开采,覆岩整体崩塌,离层显著,覆岩块体出现错动与转动,破坏直达地表。合理采用概化物理模型试验技术,联合数值模拟,可以既直观又准确地模拟地表及覆岩变形破坏的动态演化过程。     

覆岩注浆开采地表减沉过程分析

本文把覆岩注浆开采地表下沉划分成初始、注水、注浆三个阶段，其中初始下沉是不可控制量，而注水与注浆下沉是可控制下沉，并进一步指出采用超前高压注水是提高减沉效果的有效技术措施。     

推覆体下孤岛综采工作面开采的实践

孤岛采煤一直是煤矿管理工作中的难点。文章介绍了新集二矿推覆体下孤岛工作面开采采用高强度锚杆、沿空送巷、化学注浆加固和边刷边安装等新技术、新工艺的成功经验。旨在为类似条件下的孤岛工作面开采提供参考。     

近距离煤层开采覆岩运移规律诱发地表沉降分析

为对近距离煤层开采顶板覆岩运移规律及覆岩破坏诱发地表沉降进行分析,采用物理及数值模拟实验,以某煤矿近距离煤层开采为例进行论证。研究结果表明：开采过程中煤层上方原岩应力发生扰动,使能量得到释放,从而诱发覆岩发生持续变形现象,变形破坏的覆岩区域呈下沉抛物线状;近距离煤层开采过程中,因上方垮落覆岩作用,导致上下煤层之间的岩层发生断裂,从而引发上下采空区发生贯通现象,能量释放区形成泄压叠加区,此时对地表沉降的诱发效应最为明显和直观;上煤层开采覆岩变形破坏形态比下煤层更为直观,下煤层因上下煤层双重复合效应覆岩沉降现象比上煤层开采更为剧烈且对地表沉降诱发效应更大,数值模拟地表沉降值为3.7 m,相似模拟地表沉降值为5.6 m,理论计算地表沉降值为5.279 m,整体差值较小,可以相互验证。     

覆岩离层充填减缓地表沉降实验模拟研究

以岩石力学，流体力学为基础，采用相似材料模拟手段，对覆岩离层充填减缓地表沉降机理进行了系统的实验室研究，揭示了覆岩内部离层产生和发展的时间与空间规律。探讨了浆液在离层空间的流动规律和存在状态，阐明了充填材料脱水与注冰压力的关系及其对减沉效果的影响作用；提出了浆液以钻孔为中心呈二向点源式流动特征，为解决实际工程问题提供了科学依据。     

大柳塔煤矿多煤层开采覆岩变形破坏模拟研究

针对大柳塔煤矿远距离多煤层开采冒裂带发育及采动影响问题,通过相似模拟和数值模拟计算,系统研究了2个主采煤层开采过程中覆岩垮落、裂隙发育及地表沉陷规律。研究结果表明：浅部2-2煤覆岩主关键层破断后,顶板基岩会发生直达地表的整体切落现象,5-2煤一次采全高长壁开采冒裂带连通上部采空区,形成工作面涌水的导水通道;重复采动岩层与地表移动和变形值增大,非连续性破坏增加;采空区上覆岩体依据主应力分布可划分为双向拉应力区、拉压应力区和压应力区3个区,主应力状态对采动裂隙的形成、发育起着控制作用;采动影响与工作面几何参数密切相关,地表沉陷随着工作面斜长或采厚的降低而减小。研究成果对大柳塔及类似条件下的煤矿安全开采与设计有指导意义。     

软岩近距离煤层采动覆岩破坏特征模拟研究

为了研究软岩煤层组开采过程中围岩及地表的破坏移动规律,基于采动覆岩移动、裂隙分布规律及破坏机理,采用相似模拟研究方法,以依兰煤矿首采区工作面为工程原型,建立了地质力学模拟模型,分析研究了软岩煤层组的采动力学演化特性、顶板裂隙破断发展轨迹、地表移动变形规律和围岩塑性区分布范围.研究得出:依兰煤矿首采区上煤层采后覆岩破坏最...     

双煤柱工作面开采覆岩运动及地表沉降规律研究

针对葫芦素煤矿回采期间因缩面而产生的双煤柱结构问题,以葫芦素煤矿21102和21201工作面为工程背景,对双煤柱工作面煤层开采覆岩运动及地表沉降规律进行研究.结果表明:2-1煤层上覆第2岩层为主关键层并形成砌体梁结构,对采场矿压显现及覆岩运动起到最主要的控制作用;地表监测数据表明21102工作面已完全进入开采沉陷稳定期,回采21201工作面时,地表下沉速度及时、稳定,覆岩随采随动,危险性较小.相似模拟试验结果表明,随着模型开挖,横向裂隙逐渐向上覆岩层扩展,离层间距亦逐步扩大,并产生失稳垮落,21102工作面左侧方覆岩破断角为58°,右侧方覆岩破断角为62°,21201工作面左侧方覆岩破断角为56°,右侧方覆岩破断角为59°.工作面开挖后,覆岩依次垮落或下沉移动,与地表监测结果基本一致.研究成果可为深埋双煤柱工作面的安全回采提供借鉴.     

浅埋煤层过沟开采覆岩破坏特征及裂隙演化规律研究

浅埋煤层覆岩破坏规律及裂隙发育特征是影响矿井涌水有关系,尤其在地表沟谷区,由于剥蚀作用使煤层埋深减小,为了研究清楚浅埋煤层过沟开采时,上覆岩层的扰动破坏规律与裂隙发育特征,以榆神矿区张家峁煤矿14213工作面的过沟段为研究对象,通过相似材料物理模拟与数值模拟的方法,对覆岩的破坏规律及裂隙发育特征进行了研究。结果表明,煤层开采过程中,顶板覆岩会伴随产生层间离层与切穿岩层的垂向裂隙,回采至60 m时,煤层顶板悬露面积达到极限发生垮落,原有层间离层伴随垮落消失,新出现的层间离层继续向上发展,离层空间与垂向裂隙交替发育,回采至105m时,垂向裂隙导通至地表,离层结构完全破坏,岩层发生整体下沉。裂缝的动态发育规律是:斜坡裂缝的宽度随着开挖的进行由小变大并趋于稳定,坡脚裂缝的宽度则是由小变大、再变小至闭合,沟底裂缝的宽度由小变大再变小的趋势。地表裂缝的这种演化规律主要与地形和地表应力状态有关。坡肩和斜坡上部,采动裂缝形成后受斜坡拉应力的影响而宽度增大;坡脚采动裂缝形成后受坡脚压应力的影响而宽度变小甚至闭合;沟底采动裂缝形成后受压应力和坡段岩块压实调整宽度变小。     

下保护层开采采空区覆岩破坏特征研究

下保护层的开采必然引起采空区上覆岩层的移动和破坏,覆岩的运动为被保护层的卸压提供了空间,也为被保护层的瓦斯解吸和运移提供了通道。采用UDEC软件,模拟保护层开采,得出了采空区上覆岩层的运动规律和破坏特征,对于指导工程实践具有重要意义。