大采深条带开采地表移动和变形的预计

条带开采是进行建筑物下采煤时限制地表变形的措施之一,深部开采地表移动和变形规律与一般地质采矿条件下的地表移动规律相比发生了较大改变.以极不充分务带开采地表沉陷理论为基础,以林南仓矿实测资料为依据,对开采区域-650水平深部条带开采进行了预计,预计下沉的最大偏差为68mm,预计下沉中误差为39mm,远远小于经验公式预计下沉的最大偏差319mm和预计下沉中误差217mm.表明基于极不充分开采的地表沉陷预计理论改善了预计精度,对于研究深部条带开采地表移动和变形的规律,解放建筑物下压煤,实现煤炭资源的可持续发展具有重要意义.     

条带开采地表移动的变形预计

地表移动变形预计，对于指导“三下”开采实践具有重要作用。本文简单介绍ＦＬＡＣ程序及其作为一种先进的数值模拟方法在条带开采地表移动及变形预计中的应用。     

深部条带开采地表移动变形规律研究

以山西某矿3107、3111、3115条带开采工作面为工程实践背景,在工作面上方建立地表移动观测站,对受到采动影响的地表进行动态观测,及时掌握其移动变形情况;研究其煤层开采以后地表的移动规律,并建立地表移动变形的Flac3D数值模拟计算模型,研究开采不同个数条带工作面条件下地表的变形破坏情况。     

建筑物下大采宽条开采的地表移动特征

在峰峰矿务局九龙矿北翼建筑物下采煤，按条带开采的设计原则，结合该地区建筑物实际情况，成功地开采了２个大采宽条带开采的高产高效工作面，有效地控制地表沉陷，以保证地面建筑物正常使用。     

浅谈用上行条带开采减小地表的移动变形

在“三下”采煤中，有时需要采用上行条带开采，本文探讨了实现上行条带开采的合理煤层间距、上下煤层条带煤柱的对应留设方法，开采间歇时间等几个主要问题。     

巨厚松散层下深部宽条带开采地表移动规律

为了研究巨厚松散层下深部宽条带开采时松散层厚度变化与地表移动规律及下沉系数的关系,根据某矿具体的地质采矿条件,采用FLAC3D数值模拟软件,分别建立了巨厚松散层下深部宽条带开采数值模型,模拟给出了不同松散层厚度时的地表下沉、水平移动等值线图及其最大值,回归分析得出了相应函数关系式,并分析其原因.研究表明,1) 巨厚松散层下深部宽条带开采地表不易形成波浪型下沉盆地.2) 地表下沉系数q条随松散层厚度h 占采深H 比例的增大以线性关系增大,表达式为:q条＝0.162(h/H)+0.085.3)原因为:松散层的采动程度不同于基岩,为有流变性的松散介质.通过实例验证,结论可以满足工程要求.     

深部宽条带开采地表变形规律研究

采用压力拱理论和A.H.Wilson理论确定条带开采的开采宽度和保留宽度,通过相似模拟实验结合数值模拟计算分析深部宽条带开采地表变形规律,预计地表变形参数。实验结果表明深部条带开采在增大采出宽度和保留宽度的条件下,对地表下沉的控制仍有着显著作用,且地表不会出现波浪形下沉。在预计参数难以确定的条件下,采用相似模拟实验结合数值计算的方法预计地表变形是一种可靠的途径。     

条带开采地表移动的变形预计

地表移动变形预计，对于指导“三下”开采实践具有重要作用。本文简单介绍ＦＬＡＣ程序及其作为一种先进的数值模拟方法在条带开采地表移动变形预计中的应用。     

建筑物下大采宽条带开采的地表移动特征

在峰峰矿务局九龙矿北翼建筑物下采煤，按条带开采的设计原则，结合该地区建筑物实际情况，成功地开采了２个大采宽条带开采的高产高效工作面，有效地控制地表沉陷，以保证地面建筑物正常使用。     

深井宽条带开采煤柱稳定性及地表移动特征研究

采用现场实测、三维相似材料模拟、数值模拟和理论分析,对深井宽条带法开采煤柱稳定性及地表移动特征进行研究。研究表明:深井开采其煤柱塑性区的宽度明显增大,条带煤柱承载应力分布为明显马鞍形;煤柱横向变形主要集中在边缘9.5 m内,且呈现非连续、阶跃式、突变形态。随着煤柱留设宽度的变小,煤柱塑性区宽度显著增加,条带群开采地表下沉达到了该地质采矿条件的极值,下沉系数为0.22,下沉盆地面积大,但平缓且较均匀,移动变形连续且周期长,在下沉盆地外边缘出现了地表反弹轻微抬高的现象。针对深井宽条带法开采的特点,提出了深井宽条带法开采煤柱尺寸的计算设计方法。     

利用矸石充填置换开采条带煤柱的新技术

提出了在煤柱中掘进巷道并利用矸石回填以置换开采出部分条带煤柱的新技术.研究了条带开采后煤柱中充填巷的布置位置、数目,并分析了置换开采前后上覆围岩的稳定性.提出在条带煤柱集中布置2条宽4.0 m、高5.0 m的矸石充填巷,巷间煤柱宽4.0 m,并进行了工程实践.结果表明,提出的矸石置换开采技术可有效控制地表变形在I级的前提下,置换开采出条带开采留设煤柱的15%左右的煤量,同时实现矿井矸石井下处理,做到矸石不上井.     

条带煤柱膏体充填开采覆岩结构模型及运动规律

以岱庄煤矿2351膏体充填工作面为例,研究了条带煤柱膏体充填开采覆岩时空结构模型及运动规律。结果表明：随着工作面的推进,覆岩由“C”型空间结构逐渐转化成不等高支撑的铰接岩梁;工作面的直接顶板即为基本顶,初次来压步距33.6 m,前4次周期来压步距分别为18.3、8.8、13.7、9.0 m;覆岩重力主要作用在工作面前方煤壁和充填膏体上,顶板超前应力和影响范围较小,主要影响范围小于15 m;2351工作面在现行工艺技术条件下,最大合理控顶距为8.8 m,充填支架合理工作阻力为27 MPa、合理初撑力为21 MPa。     

条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法

煤柱在地下水、风化作用等多种因素的作用下会发生剥离和尺寸缩减,使煤柱发生渐进性失稳破坏。基于煤柱的渐进性剥离行为和剥离体的堆积特性,建立了煤柱的非均匀剥离模型;分析了煤柱剥离的影响因素、煤柱安全系数与煤柱剥离的关系,建立了条带煤柱长期稳定性评价方法;讨论了采出率、地表沉陷控制和煤柱长期安全系数的协同关系。分析表明:煤柱的剥离与煤的碎胀系数、休止角和采宽采厚比有关,可利用剥离角确定煤柱的极限破坏程度。煤柱的宽高比越大,剥离对其稳定性的影响程度越小。该模型适用于条带煤柱长期稳定性评价。     

我国条带开采的研究现状与主要问题

条带开采作为“三下”采煤的主要技术措施之一,在我国煤矿区被广泛采用。在综合分析大量文献的基础上,从条带开采岩层与地表移动机理、地表移动和变形预计、条带煤柱稳定性、条带开采设计研究等方面对我国条带开采的研究现状进行了论述,并指出了目前我国条带开采研究和应用中存在的若干问题。     

多煤层条带开采地表移动规律

采用FLAC数值模拟软件,系统地研究了多煤层条带开采中不同采深、不同采宽、不同层间距和上下煤柱的空间位置关系对地表下沉和水平移动的影响规律,给出了地表最大下沉、最大水平移动与采深、采宽、层间距及上下煤柱位置的函数关系式,建立了地表最大下沉和最大水平移动的综合影响关系式.     

中国煤矿充填开采技术的成效与发展方向

分析了煤矿充填开采的重要意义。从应用范围、工艺技术、装备材料系统配套、产学研用、经济社会效益的角度,客观评价了充填开采的初步成效。提出:强化规划引导,扩大应用充填开采技术;依靠科技进步,推进充填开采理论研究和先进技术攻关;坚持因地制宜,积极推广应用充填开采技术;加强行业管理,引导和规范充填开采健康发展是煤矿充填开采的发展方向。认为加强政策扶持、完善推进机制、营造浓厚氛围、借助社会力量,能为充填开采推广应用创造良好的发展环境。     

条带式Wongawilli开采煤柱失稳覆岩破坏分析

为研究条带式Wongawilli开采煤柱失稳覆岩破坏机理及岩层移动特征,结合赵屋煤矿15号煤连采一区地质采矿条件,采用理论分析、现场实测、公式计算及相似模拟相结合的方法,建立了条带式Wongawilli开采煤柱系统模型,分析了煤柱失稳机理及其对覆岩的影响。研究表明:条带式Wongawilli煤柱系统中,个别损害或者不规则(有尖角)煤柱在矿山压力及地下水侵泡等不良因素的共同作用下可能发生破坏失稳,进而引发相邻煤柱失稳,产生"多米诺"效应,从而导致整个煤柱系统失效;煤柱一旦发生失稳,开采工作面由非充分采动转化为充分采动,加剧覆岩破坏,导致地表塌陷。     

Study on dynamic numerical simulation of overburden movement mining under railways

Focused upon the dynamic changing regularity and tendency of overburden movement and bed separation developing during the strip mining and stoping under railways were simulated by ANSYS model. The results show that movement and rheology developing of key strata is one of the main reasons to cause surface subsidence and to further induce deformation of surface railways. It provids a basis for taking efficient measures to control the deformation of surface railways. Supported by the National Natural Science Funds Committee (50174035)