高陡山体下煤层重复采动诱发岩质斜坡变形破坏过程分析

为研究高陡山体下煤层重复采动诱发岩质斜坡变形破坏过程,采用离散元数值模拟的方法,建立了高陡地形条件下煤层采动数值计算模型,从水平位移云图和纵向位移云图来分析煤层重复采动诱发岩质斜坡变形的渐进破坏过程。得出高陡山体下重复采动诱发坡体崩塌经历了3个阶段,即煤层初始变形阶段、重复采动导致坡体不均匀沉陷开裂阶段,坡体整体失稳垮塌阶段;同时得出坡体的不均匀变形引起整个坡体不同位置产生不同形式的破坏,坡表的最终失稳形式有滑坡和崩塌2种,主要由坡体的原始地形坡度和地层岩性决定。     

重复采动对顺层岩质斜坡变形破坏的数值模拟研究

煤层开采过程中顺层岩质斜坡易发生滑坡,且这类滑坡往往规模大,危害性大;以UDEC离散元法为基础,研究地下煤层重复开采对顺层岩质斜坡的影响。研究结果表明:采动影响的下沉量随埋深减少依次递减,岩层在受采动影响后的变形为非连续性变形,与单层开采相比,重复采动会导致斜坡在水平方向的移动变形显著增大;重复采动导致斜坡发育新的裂缝和裂缝群,更容易导致软弱结构层发生破坏,坡体稳定性进一步降低;单层采动时的"变形积累-裂缝产生-扩展-闭合"动态发育过程在重复采动时会演变成"变形积累-裂缝发育扩展-发育稳定"动态发育过程。     

海域重复采动条件下覆岩破坏规律分析与研究

通过现代岩土工程科学研究常用的数值模拟法对工程地质模型概化,建立合理的物理力学模型和边界条件,计算再现工程破坏过程或者对破坏趋势进行预测,选取FLAC3D有限差分程序和UDEC离散元程序,对海域重复采动条件下覆岩破坏规律进行分析与研究。     

重复采动下覆岩变形数值模拟

基于该煤矿的地质资料,采用FLAC~(3D)[1]数值模拟软件建立该煤矿的双煤层重复采动的数值模型,模拟研究覆岩的变形情况,并分析上部覆岩在重复采动过程中垂直应力的变化情况[2]。模拟结果表明:重复采动可重复扰动覆岩稳定,加剧覆岩变形破坏,并引起原覆岩裂隙的再发育,进而可能形成瓦斯和地下水的导通通道,危及煤炭安全生产;另外,重复采动使覆岩的垂直应力减小,变形更加明显,裂隙发育速度更快。     

建筑物下重复采动技术

为解决双沟煤矿资源枯竭问题 ,对工业广场及矿区宿舍建筑物下压煤进行了重复采动技术研究。根据“三带”计算结果 ,结合双沟煤矿实际情况 ,确定采用上行开采方案。通过合理布置开采顺序及采留宽度 ,进行了建筑物下重复开采 ,实现了地面建筑物破坏程度在Ⅱ级以内的目标 ,取得了显著的经济效果     

重复采动条件下地表移动变形规律实测研究

为了揭示重复采动条件下地表沉陷变形规律,凤凰山煤矿在154309工作面上方建立了地表移动观测站。通过对岩移观测资料的分析研究,给出了重复开采时地表沉降曲线,获得了该地质采矿条件下地表移动变形预计参数和岩移角值,探讨了重复采动条件下地表移动变形特征。研究认为,重复采动条件下地表沉陷变形剧烈,下沉盆地陡峭,变形分布集中,地表下沉系数大,采动影响范围大。地表动态变形剧烈,下沉速度快,最大下沉速度为143.4mm/d,地表移动持续时间较短,活跃期约占地表移动持续时间的30.7%,其下沉量占地表总沉降量的96.3%。     

综采分层及重复采动影响条件下覆岩离层注浆减沉试验

以现场试验资料为基础，分析了覆岩离层注浆的工艺措施及实际效果，并对重复采动影响进行了研究，取得的结论对推广应用该项技术有一定的指导意义。     

采动影响下工作面巷道变形破坏机理研究

研究了采动影响下巷道变形破坏的特征,并分析了采动影响下巷道变形破坏的机理。结果表明:采动影响下巷道变形破坏以底鼓和片帮为主要破坏形式,其破坏机理为采场支承压力通过煤柱向底板施加的附加力引起底板挠曲断裂和两帮煤体的剪切破坏,两帮的变形破坏加剧了底板的破坏程度和范围,最后两者不断发展直到平衡。     

重复采动条件下覆岩下沉特性的研究

现场观测及实验室试验结果表明采动岩体碎胀量与深厚比成正比，据此得出了初次采动时地表及岩体现人部下沉系数计算式，同时，根据受初次采动影响的岩体在重复采动时碎胀量减小，假定减小量与初次采动碎胀量成正比，推出了预测重复采动条件下地表及岩体内部下沉系数的计算式，并可由现场实测得出有关参数，经与３６个初采观测站资料和１０个重采观测站资料的实测资料对比，证明了所给公式的正确性。     

近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

以阳煤一矿近距离煤层群为研究对象,通过二维物理相似材料模拟试验的方法,对近距离煤层群重复采动情况下覆岩破坏及裂隙发展规律进行分析.结果表明:12#煤层周期来压步距平均为18 cm,15#煤层周期来压步距平均为14.5 cm,下行开采条件下,下煤层回采周期来压步距小于上煤层回采周期来压步距.12#煤层模拟回采垮落带高度为...     

采动变形模拟试验台

介绍了采动变形模拟试验台的组成，功能及其稳定性。     

浅埋近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

以陕北韩家湾煤矿浅埋近距离煤层群开采为研究背景,通过物理相似模拟试验和现场实测,对浅埋近距离煤层群重复采动条件下覆岩破坏规律进行研究。结果表明：2^-2煤层周期来压步距平均为14.53 m, 3^-1煤层周期来压步距平均为15.61 m, 4^-2煤层周期来压步距平均为16.50 m;采用下行方式开采煤层,下煤层回采周期来压步距大于上煤层回采周期来压步距。2^-2煤层模拟跨落带高度为18 m,裂隙带最大高度为44 m(发育至载荷层下部),3^-1煤层模拟跨落带高度为11.5 m,裂隙带最大高度为80.5 m, 4^-2煤层模拟跨落带高度为8 m,裂隙带最大高度为115.93 m, 3^-1煤和4^-2煤的覆岩裂隙均与上煤层采空区贯通。实测表明,物理相似模拟试验所得数据与现场实测数据相符,验证了相似模拟试验用于类似问题研究的可行性。     

重复采动对地表移动变形的影响

本文通过对翟镇煤矿一采西翼2^＃、4^＃煤层采出后地表移动变形情况的对比，分析了重复采动对地表移动变形影响的规律，提出了对策和建议，对今后矿井多煤层开采活动具有一定的借鉴和指导作用。     

重复采动下覆岩裂隙发育规律模拟研究

基于内蒙古布尔台矿已有的工程地质资料,采用数值模拟软件RFPA~(2D),建立了双煤层重复采动的数值模型,模拟研究了覆岩破断、裂隙发育和再发育规律,分析了上覆岩层在采动前后垂直应力的变化情况.结果表明:重复采动可引起原有煤层覆岩裂隙的再发育,使得顶板裂隙波及的含水层范围扩大,从而增大采空区的涌水量,甚至会引发突水;采动使得覆岩的垂直应力减小,而重复采动更加剧了这一趋势,这是覆岩裂隙继续发育的重要因素.     

覆岩破坏充分采动程度定义及判别

随着煤层开采深度的逐年增加,非充分采动工作面越来越多。导水裂缝带高度是实现保水开采的关键参数,但非充分采动工作面开采条件下导水裂缝带高度小于充分采动工作面。为进一步研究其原因,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等方法研究了导水裂缝带高度影响因素的敏感性及其与工作面尺寸的关系,提出了覆岩破坏充分采动程度的定义及判别方法。结果表明:工作面尺寸对导水裂缝带高度的影响仅次于开采厚度。当工作面尺寸较小时,覆岩破坏不发育;当工作面尺寸增加到一定值时,覆岩破坏仅形成垮落带;当工作面尺寸继续增加时,覆岩破坏形成裂缝带且导水裂缝带高度随着工作面尺寸的增加而增加;当导水裂缝带高度发育至最大值后,导水裂缝带高度不再随工作面尺寸的增加而增加。覆岩破坏过程中仅形成垮落带的阶段定义为覆岩破坏的极不充分采动(即覆岩极不充分破坏);覆岩破坏过程中形成裂缝带且导水裂缝带高度随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的非充分采动(即覆岩非充分破坏);导水裂缝带高度达到最大值且不再随工作面尺寸增加而增加的阶段定义为覆岩破坏的充分采动(即覆岩充分破坏)。导水裂缝带高度刚达到最大值时的工作面尺寸为工作面临界尺寸。当工作面尺寸小于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为非充分采动;当工作面尺寸大于工作面临界尺寸时,覆岩破坏为充分采动。覆岩破坏充分采动程度的主要影响因素有工作面尺寸、开采厚度、开采深度、覆岩力学性质、覆岩结构特征和覆岩破断角。     

S矿区采动覆岩破坏的实例研究

煤矿地下开采造成水资源的破坏和污染,为了保护S矿区地表水资源和保证安全开采,在分析了该矿区覆岩工程地质特征的基础上,根据该矿区岩层柱状图,建立了煤层覆岩的力学模型,利用FLAC软件计算了煤层开采工作面推进到不同距离时覆岩的应力场,绘出了覆岩塑性区分布图,分析了薄基岩厚松散层下开采煤层时覆岩的应力特征和破坏高度,得出在煤壁和开切眼处覆岩以剪切破坏为主,而采空区上部以拉伸破坏为主;随着工作面的推进,覆岩破坏波及到第四系底部;进一步分析第四系底部粘土层的物理力学性质,得出该粘土层有良好的隔水性,指出工作面可以安全开采,并得到工程验证。     

S矿区采动覆岩破坏的实例研究

煤矿地下开采造成水资源的破坏和污染,为了保护S矿区地表水资源和保证安全开采,在分析了该矿区覆岩工程地质特征的基础上,根据该矿区岩层柱状图,建立了煤层覆岩的力学模型,利用FLAC软件计算了煤层开采工作面推进到不同距离时覆岩的应力场,绘出了覆岩塑性区分布图,分析了薄基岩厚松散层下开采煤层时覆岩的应力特征和破坏高度,得出在煤壁和开切眼处覆岩以剪切破坏为主,而采空区上部以拉伸破坏为主;随着工作面的推进,覆岩破坏波及到第四系底部;进一步分析第四系底部粘土层的物理力学性质,得出该粘土层有良好的隔水性,指出工作面可以安全开采,并得到工程验证。     

复合采动条件下采动边坡变形破坏研究

随着矿山开采逐步发展,井工开采会对边坡原有平衡状态造成破坏,从而使边坡稳定性降低,在此基础上采用相似模拟试验对复合采动下采动边坡变形破坏进行研究。研究结果表明:在井工开采掘进情况下,4~#矿层的初步来压步距、垮落高度、垮落角,还有9~#矿层的初步来压步距、垮落高度、垮落角,符合实际工程状况;随着4~#矿层采掘长度的加大,坡体内部覆岩在不同作用力下沉降也在不断加大;随着9~#矿层采掘长度的不断加大,坡体沉降和塌陷也在不断加大。     

重复采动对地表移动变形的影响

本文通过对翟镇煤矿一采西翼2#、4#煤层采出后地表移动变形情况的对比,分析了重复采动对地表移动变形影响的规律,提出了对策和建议,对今后矿井多煤层开采活动具有一定的借鉴和指导作用.