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为了计算采空区垮落岩体空隙储水量,引入分形理论对陕北榆神府煤田采空区垮落岩体储水空隙相关参数展开研究。基于采空区垮落岩体空隙分形维数测定数据,选用Menger海绵分形模型建立采空区垮落岩体空隙结构模型,推导采空区垮落岩体空隙率和残余碎胀系数公式,计算采空区垮落岩体空隙储水量,并以神南矿区某矿32301面为工程背景进行现场应用研究。研究结果表明：采空区垮落岩体空隙分形维数为2.93,储水性能良好。分形计算最大储水量为3848231.93m3,与采空区垮落岩体空隙实际储水量较为一致。利用分形方法计算采空区垮落岩体空隙储水量是可行的,对于干旱-半干旱矿区有效利用有限水资源具有重要的现实意义。 相似文献
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为研究矸石充填体充入井下采空区后与围岩及煤柱的相互作用力学机理,基于矸石三向压实试验对矸石充填体与围岩协同承载效应开展研究工作,并对矸石充填开采条件下的充填效果进行评价研究.研究分析了矸石体积压缩率与各试验参数存在的定量函数关系;构建"充填体-围岩-煤柱"协同承载模型,阐明了充填体、围岩、煤柱三者共同对上覆岩层的承载控... 相似文献
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针对厚煤层下分层回采巷道面临压力大、维护难的问题,选取海鸿煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,对该煤矿5~#煤层下分层52102工作面回采巷道布置方式进行研究。对比分析了厚煤层下分层回采巷道3种常见的布置方式(垂直式、内错式、外错式),结合这3种巷道布置方式下围岩力学响应的数值模拟结果,确定52102工作面回采巷道最优布置方式为内错式,并基于此构建顶板力学简化模型,推导出巷道受力、弯矩数学表达式。分析了巷道围岩稳定性,并开展现场实测试验,结果表明:52102工作面回采巷道采用内错式布置效果良好,巷道围岩不均匀应力是影响其稳定性的主要因素,在内错距为9 m时巷道围岩变形能够得到有效控制。研究结果对于厚煤层下分层回采巷道合理布置具有一定的指导意义。 相似文献
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煤矿地下水库煤岩变形不仅直接影响水库的储水能力,而且还严重威胁水库的稳定性.论文以神东矿区大柳塔煤矿地下水库为工程背景,选取拟建水库工作面采空区砂岩、泥岩和煤开展不同粒径煤岩碎胀与压实变形试验,揭示煤岩粒径对变形特性的影响规律.研究表明:自然或饱水条件下松散砂岩、泥岩和煤块试样的碎胀系数分别为1.587～1.828,1.591～1.787和1.435～1.753,且碎胀系数均随粒径增加呈对数曲线形式增大;混合粒径煤岩块试样碎胀系数介于各单一粒径之间,相同粒径煤块试样碎胀系数最小,泥岩块试样居中,砂岩块试样最大.加载煤岩块试样的应变和碎胀系数也均与粒径满足对数函数关系变化,相比自然煤岩块试样,饱水煤岩块试样碎胀系数变化幅度更为显著,饱水砂岩块碎胀系数变化为0.382～0.530,平均增幅9.45％,饱水泥岩块碎胀系数变化为0.410～0.627,平均增幅16.67％,饱水煤块碎胀系数变化为0.506～0.807,平均增幅13.34％.通过X射线衍射和扫描电子显微镜观测煤岩块试样矿物成分及细观结构,分析煤岩块内部组构特征与宏观力学性质关系,阐释应力-水岩作用下煤岩变形的尺寸效应,为煤矿地下水库储水量预测和稳定性控制提供理论依据. 相似文献
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针对晋华宫煤矿多煤层开采围岩受开采扰动影响较大的问题,确定开采过程中围岩运动变形规律是研究受采动影响围岩破坏机理的前提。采用相似材料模拟方法,分析了多煤层开采覆岩变形、破坏及垮落状况和围岩应力分布规律;通过数值模拟对多煤层开采产生的复杂应力场、位移场和煤层间相互影响规律进行了系统研究。研究结果表明:晋华宫煤矿多煤层开采过程中11~#煤层8714工作面前方5 m处支承压力最大达到14.2 MPa,应力集中系数1.6;其邻近的2714巷道支承压力最大为12.8 MPa,应力集中系数1.5,影响范围15 m。分析得出,11~#煤层8716工作面两巷受到上煤层8714工作面采动、本煤层侧向支承压力与超前支承压力的共同影响,最终使5716巷道处于动态高应力状态,围岩发生持续失稳破坏。 相似文献
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针对南阳坡煤矿8800综放工作面沿空掘进巷道临空小煤柱合理尺寸进行了深入、系统研究。基于关键层理论,构建临空煤柱顶板关键岩块铰接结构力学模型,数学推导煤柱承载应力,结合Bieniawski提出的煤柱强度线性计算方法,确定沿空掘巷临空小煤柱宽度为7m。采用相似实验模拟沿空掘巷临空7m小煤柱围岩的稳定性,并开展巷道表面位移现场观测试验,结果均较为理想,验证了8800综放工作面沿空掘巷留设7m临空小煤柱的可行性。为类似开采条件沿空掘巷临空小煤柱尺寸确定提供了参考和借鉴。 相似文献
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