榆阳煤矿2301工作面覆岩活动规律的数值分析

为研究陕北地区浅埋煤层开采过程中顶板移动规律,利用 F-RFPA2D软件对榆阳煤矿2301工作面煤层顶板破坏进行数值分析,再现煤层顶板破坏过程,得出了薄基岩浅埋煤层开采过程中覆岩活动特点.研究结果还表明上覆岩层在破坏过程中通过充填离层空间可以实现对导水裂隙高度的控制.     

煤矿开采中厚硬顶板覆岩稳定性机理研究

为了研究覆岩层的厚度和煤矿开采的深度对厚硬顶板覆岩层稳定性的影响,运用理论分析,将厚硬顶板覆岩简化成一个两端固支的关键层,得出关键层的承载能力。通过数值模拟,建立煤矿开采中顶板数值分析模型,对其覆岩稳定性进行研究。     

采场底板破坏动态响应特征研究

在采矿活动中,顶板覆岩的运动是整个矿山力学问题的核心。要研究底板破坏问题,必须要跟顶板覆岩运动结合起来,根据覆岩运动的特点来研究底板破坏问题。采用三维有限差分数值模拟采场的开采过程,分析顶板覆岩运动时底板的破坏特征,最后得出采场底板采动破坏动态响应特征。     

工作面开采覆岩移动规律的数值模拟研究

为了研究工作面在回采过程中的覆岩移动规律,以麦垛山煤矿2#煤典型工作面为例,采用数值模拟的方法,对工作面覆岩破裂、主应力、顶板垂向和横向位移以及地表下沉进行了分析。根据数值模拟结果,顶板塑性破坏区呈现出波浪状,导水裂缝带发育最大高度为74.9 m,煤壁上最大压应力为7.95 MPa,采空区顶板上的最大拉应力为1.18 MPa,2#煤顶板最大下沉值为1 600 mm,地表最大下沉值为875 mm。     

店坪煤矿薄基岩顶板破坏规律研究

针对店坪煤矿煤层上覆基岩超薄、且自稳性能差、承载能力弱、工作面顶板管理难等特点,以5302首采工作面实测矿压资料为依据,并利用FLAC3D数值模拟软件,对工作面推进中不同层位的顶板进行了模拟;最终分析了工作面回采过程中上覆岩层移动、破坏演化的机理,为工作面的安全高效生产提供了依据。     

霍洛湾煤矿东南边界2~(-2)煤过水通道探查及防治措施

对霍洛湾煤矿东南边界2~(-2)煤的过水通道进行探查,在物探异常区及异常不明显区,布置了17个钻孔,探查结果表明采空区顶板尚未完全塌陷,部分呈悬空状态。1、3、4号区域上覆基岩及顶板均存在不同程度的纵向裂隙及碎裂带。2号区域为未开采区域,钻孔内窥视试验证明其内部岩体结构较完整,未出现裂缝、垮塌等现象。为消除老空水和采空对煤矿开采的影响,拟采取"膏体材料+水泥浆液充填注浆"的方案以形成有效的防隔水帷幕实现安全开采。     

顶板破坏过程的数值模拟

运用岩石破裂过程中流固耦合分析F-RFPA2D系统,对回采过程中顶板的破坏过程进行数值模拟研究,得到了顶板由变形到破坏的全过程及其破坏的规律。     

基于流固耦合的单一硬岩层对承压水下采煤压架突水的影响研究

以祁东煤矿某工作面为研究对象,建立6种不同覆岩结构顶板数值模型,基于FLAC软件内嵌FISH语言对软件进行二次开发,实现回采过程中顶板渗透性的动态变化,对流固耦合条件下不同覆岩结构顶板采动应力及渗透性进行了综合分析。     

某矿3021综采面顶板覆岩破坏特征研究

为了研究深井煤层开采顶板覆岩破坏规律,以山西某煤矿3021工作面为研究对象,对顶板覆岩破坏情况进行观测研究。研究表明,2号煤层开采过程中,顶板岩体破坏状态明显,其顶板岩体的裂隙发育成动态变化特征。采空区上方离层的顶板岩体首先发育,离层强度逐渐加大。工作面顶板垂直高度在9～22 m呈冒落状态,在25～30 m时表现为离层裂隙带特征。     

大采高工作面顶板破断特征和来压规律研究

以斜沟煤矿18114工作面为研究对象,通过理论分析、数值模拟和现场实测等方法,研究大采高工作面回采过程中不稳定层间距顶板的破裂断开以及来压规律.在回采大采高工作面过程中顶板的破断满足散体破坏结构,覆岩块段会形成散体失稳滑落现象.模拟结果证明,当顶板结构强度较低时,就会失去支撑作用,伴随工作面的回采,顶板不断垮落,发生微...     

浅埋薄基岩厚煤层覆岩移动演化规律数值模拟研究

 本文应用RFPA2D岩石破断过程分析系统对神府煤田柠条塔煤矿浅埋薄基岩厚煤层N1201首采工作面开采过程中覆岩移动演化规律进行数值模拟分析。模拟研究了煤层采动后其上覆岩层破断发展过程,揭示了工作面推进过程中采场岩层的破断机理和来压特点以及煤层顶板支承压力的变化规律,并与井下现场实测来压步距进行对比分析,为今后开采神府矿区相似工作面的顶板管理及矿压控制提供了重要的参考价值。     

“三软”大采高综采工作面覆岩结构及运动规律分析

以潘一煤矿"三软"煤层2141(3)综采工作面开采条件为背景,运用相似材料模拟实验和计算机FLAC3D数值模拟软件,对采高为6m的工作面的覆岩结构及顶底板破坏特征进行观测分析,研究表明:覆岩一般是分层或分组运动,垮落相互叠加;顶板距煤层越远,位移量越小,且具有滞后性;离层出现在应力降低区;垂直应力的峰值位置随着岩层高度的增加向煤壁后方移动,顶板和煤层中的最大垂直应力大于底板中的最大垂直应力;底板的破坏范围最大,并在工作面后方存在拉破坏。     

覆岩含水层采动破坏机理流固耦合分析及保护措施研究

为了研究煤层开采对覆岩含水层的破坏机理,采用岩石破裂过程流固耦合分析系统UDECFlow,根据老三沟井田6煤工作面地质条件,对覆岩含水层(砂砾岩、细砾岩和粗砂岩含水层)的破坏过程进行数值模拟。模拟结果显示,随着工作面的推进,裂隙不断向上发育,直接顶、基本顶的相继破断和垮落导致了导水裂隙的形成;同时随着工作面的推进,先前生成的一些裂隙出现了闭合,而工作面附近又产生新的裂隙。以6煤为例,对上覆含水层的保水开采难度进行分级,并提出了相应的保水开采技术,如加快工作面推进速度、注浆加固、降低采高、充填开采及部分开采等,将指导6煤开采时覆岩含水层保护,对同类开采地质条件下的矿井有较好的指导借鉴意义。     

海下软覆岩煤层顶板离层水发育规律数值模拟研究

运用离散元软件对某矿海下软弱覆岩2煤顶板离层水空间发育规律进行了数值模拟研究,结果证明:顶板软弱覆岩条件下会发生离层现象,在4.36 m采高和开挖步距为10 m情况下,开挖距离为200 m时会发生3次离层现象,且离层发展一直处于"产生—发展—闭合稳定—产生"的循环过程;根据工作面突水特征、突水水源和突水通道等因素分析,并与数值模拟结果进行对比,得出该矿工作面突水并不是导水断裂带直接导通互层含水层所致,而是由于离层突水所致。     

坚硬顶板综放工作面超前弱化模拟研究

利用相似材料模拟和RFPA2D数值模拟方法研究了坚硬顶板超前预爆破顶板弱化技术,分析了不同顶板特性条件下综放开采引起覆岩结构变化过程,得出覆岩冒落特征并总结了综采工作面矿压显现规律、工作面超前支撑压力的分布形态及其发展变化趋势.在此基础上,得到超前预爆破顶板弱化技术能有效地解决坚硬顶板冲击矿压危害,有助于综放安全、高效开采和提高煤炭资源的回收率.     

千米深井大采高工作面覆岩破坏过程数值模拟分析

我国近年来千米深井不断增多,覆岩破坏形式和破坏范围也越来越严重。从千米深井大采高覆岩运动和顶板破坏的形式及应力分布特征出发,利用RFPA数值模拟的方法进行了大采高工作面的覆岩破坏过程的研究,得出了在千米深井工作面推采时主应力向两侧转移,且大致沿岩层移动角出现扇形应力降低区的结论。随着工作面的继续推进,采空区上方覆岩破坏和位移具有明显的分带性,各带特征明显不同,但其界面逐渐过渡,空间形态大致呈对称的“马鞍”形分布。     

2-126工作面覆岩移动及超前支承压力分布规律

为掌握2-126工作面回采时覆岩移动规律和超前支承压力分布,通过具体分析工作面的地质条件,采用理论分析与数值模拟的方式进行上覆岩层运移规律的分析,确定基本顶的初次和周期来压步距,以及上覆岩层三带的分布;另外在回采期间通过现场监测的方式对工作面超前支承压力进行分析。结果表明:2-126工作面基本顶的初次和周期来压步距分别约为38.9 m和15 m,工作面垮落带和裂隙带的高度分别约为25 m和75 m,超前支承压力影响范围约为50 m,应力峰值约出现在超前工作面16.7 m的位置.     

深部奥灰水对L矿7~#煤层顶底板破坏的研究

为了评估逆断层条件下煤矿深部奥陶系高压岩溶水对煤层的危害,运用数值模拟对所选取的L矿13-9号钻孔进行了分析。根据柱状图,建立了一种计算模型,采用RFPA2D模拟了采场推进时煤层顶板和底板的破坏情况,估算了顶板的破坏高度和底板破坏深度。结果表明:开采7#煤层时,随着回采工作面的推进,矿压造成的覆岩破坏没有发展到关键层;顶板的破坏高度逐渐增加,当工作面推进到200 m时,破坏高度大约85 m,小于导水断裂带高度,奥陶系高压岩溶水未能沿F16逆断层面渗流突变溃入采场;随着回采工作面的推进,底板的破坏深度逐渐增大,但没有穿越隔水关键层;当工作面推进到100 m以后,底板的破坏深度不再发生明显的变化,此时底板破坏深度大约14 m。     

综放开采下厚表土层移动规律研究

为研究厚表土层在综放开采条件下的移动规律,在长治矿区高河矿W1303工作面建立了地表岩移测站。通过对实测数据的分析得出了最大下沉点位于采空区上部Z29,Z30,Z32测点,并得出了一系列上覆岩层的移动角参数。通过理论分析,得出在综放开采条件下上覆岩层的移动变形表现形式分为前期和后期两种。同时得出影响上覆岩层移动的主要因素有上覆岩层岩性、关键层的位置及作用、开采尺寸、工作面推进速度及顶板管理情况等。并结合FLAC3D数值模拟软件分别模拟了表土层厚度为140、190、240 m在回采过程中的地表移动规律,得出了表土层厚度为190 m与实际地表层厚度为189.43 m的移动规律相符。因此针对厚表土层在综放开采条件下的岩层移动规律的研究可为长治矿区矿井建设提供一定的参考价值。     

上行开采上覆岩层运动规律及可行性研究

地下煤层开采,采场顶板垮落、覆岩沉降和破坏乃至地表沉陷变形是一个整体全过程,是一个统一系统,在此思想的指导下,对地表沉陷规律与上行开采过程中覆岩沉降规律进行了分析和比较,得知垮落带与断裂带高度是否进入到上层煤是煤层能否进行上行开采的关键,同时对影响上行开采的几大因素进行了分析。通过比值法、"三带"判别法、围岩平衡法、数理统计法对七五煤矿下组煤上行开采的可行性进行了研究论证,得知上行开采是可行的;为上行开采的上覆岩层运动规律理论分析与可行性研究论证提供了重要经验和借鉴。