浅析底板岩层组合对底板破坏的影响

针对深部煤炭开采严重受底板高承压水威胁的现实问题,为进一步认识工作面底板突水机理,从底板岩层的不同组合出发,通过力学分析与数值模拟,分析底板不同岩层组合对底板的破坏深度、破坏方式的影响。为实现承压水上安全采煤提供依据。     

大倾角煤层底板破坏滑移机理

本文列举了造成大倾角煤层底板破坏的主要因素和影响这类煤层底板破坏滑移发展过程的主要因素。着重分析了不同采煤方法的应力环境,结构体特征,“顶板—支架—底板”相互作用对底板破坏滑移的影响及作用机理。     

承压水上开采底板破坏机理研究

为研究承压水上开采底板破坏机理,将开采底板简化为矩形薄板、四边固定且上部承受均布载荷作用的力学分析模型。运用弹性力学薄板理论,分析底板的变形、受力特点,推导出了计算底鼓的表达式,得到最大底鼓量以及最大应力位置,最大底鼓量与底板岩体的弹性模量、底板的厚度、底板岩体的泊松比、底板长度、底板宽度以及底板岩体的密度相关。根据底板岩层的极限应力强度,从而可以判断底板是否破坏,得到薄板将在长边中点处开始发生破坏,同时根据弹性力学薄板理论得到主弯矩的大小和方向,从而为底板破坏的治理措施提供理论依据。应用数学分析软件MATLAB绘制底板变形量、水平应力以及剪应力三维立体分布图,并得到底板破坏区域及形式。     

煤层底板破坏机理分析及最大破坏深度计算

为进一步认识底板破坏机理,运用半无限体理论计算了致使底板临界破坏的应力及位置,结合塑性力学的滑移线场理论推导出底板最大破坏深度计算公式,分析了底板最大破坏深度及其相关影响因素的关系,并通过算例分析说明了计算公式的合理性。结果表明:在煤壁塑性区范围一定的情况下,底板最大破坏深度随着底板岩石内摩擦角的增大而增大,随着底板岩石黏聚力的增大而减小。底板最大破坏深度不仅与采场端部煤体塑性区范围有关,而且随着工作面超前支承压力峰值的增大而增大。     

余吾矿松软煤巷变形破坏机理及控制技术研究

余吾煤业S2206工作面进风巷处于高地应力条件下的松软煤层中,巷道围岩极易发生变形破坏,为了能够控制巷道围岩的稳定,保证巷道掘进工作的安全顺利进行,通过利用通用离散单元法程序UDEC计算分析巷道围岩的变形破坏特征,最终研究得出适用于软岩煤巷的支护对策和支护方案,并进行了现场实施和效果监测。数值计算结果表明:巷道围岩局部"关键块体"的垮落或滑移,将导致其他部位失稳。现场监测结果表明:采用该支护方案后,巷道围岩变形量在可控范围内,能够保证巷道的长期稳定。     

大倾角软岩底板破坏滑移机理

本文在现场调研的基础上，进行了理论分析、相似实验模拟和有限元数值模拟，得出了大倾角工作面软岩底板破坏滑移的机理，并对底板产生破坏的临界力进行了计算，为大倾角工作面软岩底板的防治打下了基础。     

大倾角软岩底板破坏滑移机理

本文在现场调研的基础上，进行了理论分析、相似实验模拟和有限无数值模拟，得出了大倾角工作面软岩底板破坏滑移的机理，并对底板产生破坏的临界力进行了计算，为大倾角工作面软岩底板的防治打下了基础。     

断层影响下底板隔水层的破坏机理研究

为了研究断层对底板隔水层稳定性的影响,根据岩石剪切破坏的极限平衡条件推导出隔水层破坏的临界水压力公式,并提出突水判据.基于临界水压力公式分析了断层倾角、内聚力和断层煤柱宽度对底板隔水层破坏的影响规律.结果表明,断层倾角越小,底板隔水层能够承受的临界水压越小,底板就越容易发生突水;若断层带内聚力越小,即断层带强度越软弱,底板临界水压力也随之减小,此时底板发生突水的可能性越大;断层煤柱留设宽度越大,底板越不容易发生突水.工程应用表明预设的煤柱宽度偏小,有发生底板突水的可能,为保证安全开采,根据所推出的临界水压力公式计算得出合理的断层煤柱宽度应为34.3 m.     

松软破碎岩层斜井破坏机理与变形控制研究

针对俄霍布拉克斜井开挖,结合原支护方案对破坏机理和变形规律进行了数值分析。结果表明,斜井穿越松散破碎岩层时,肩窝及拱顶下沉位移较大、两帮收敛严重、底板破坏明显。     

松软膨胀岩层巷道破坏机理及加固技术研究

松软臌胀岩层的井下巷道支护是目前矿山建设中的一个主要难点.针对霍州煤电集团白龙煤矿的具体条件,对井下巷道的破坏形式及破坏机理进行了分析,在此基础上,提出了合理的修复加固方案.实践表明,应用效果显著.     

松软底板对单体支柱使用效果的影响

文章根据田坝煤矿1906工作面矿压观测资料,对单体支柱工作面松软底板的破坏形式进行了分析,得出采取支柱穿铁鞋的措施可得到较好的支护效果。     

煤巷复合底板破坏机理及防治技术研究

为掌握大安山煤矿轴10上槽煤层巷道复合底板破坏模式的内在机理与控制治理方法,分析了复合底板夹矸承受多种水平挤压力的力源与时序,采用薄板屈曲理论分析了底板夹矸发生屈曲失稳条件。同时利用土力学中滑移线场理论,分析了受巷道两侧煤体支承压力向下传递影响下,复合底板下层软弱煤层破坏对复合底板上层夹矸岩层的挤胀及其所形成的均布载荷固支梁结构。结果表明,复合底板的破坏有屈曲破坏和弯曲破坏两种模式,当复合底板中夹矸厚度小于1.3m时容易在掘进期间出现屈曲破坏,并释放能量;当复合底板厚度大于1.3m,但小于2.5m时,容易出现弯曲破坏,且弯曲破坏比屈曲破坏发生时间晚,持续时间长,有利于破坏区应力的释放。为此,提出了大直径钻孔煤壁卸压、复合底板断底形成底角阻隔槽、底锚阻滑等综合治理措施,在大安山轴10上槽西一面进行了应用和现场监测,巷道底板维护良好,确保了巷道的安全使用。     

急倾斜煤层开采底板岩层破坏机理研究

随着煤层倾角增大,切向力的作用越来越大,底板岩层不可避免地要发生变形破坏。建立了急倾斜煤层开采底板岩层力学模型,研究了开采深度、采空区倾斜长度和岩层厚度等因素对底板岩层稳定性的影响,对实际生产中分析急倾斜采空区底板稳定具有重要意义。     

采场底板应力分布及破坏机理研究

摘要：根据工作面前方支承压力分布规律,建立了底板任意一点应力计算的弹性力学模型,结合莫尔库伦准则给出了底板岩体破坏的判据;根据孙疃1028工作面实际情况,采用理论分析与FLAC3D数值模拟方法均得出底板应力分布及破坏深度;现场采用震波及电阻率实测验证了理论分析与数值计算研究方法是正确的、可行的。     

对拉工作面奥灰底板岩层破坏突水机理研究

矿井底板突水防治一直是新汶矿区煤炭生产中的重大技术理论课题。近年来煤矿经济效益持续下降,为节约开采成本,对拉工作面以其明显优势成为煤矿的合适选择。在综合考虑底板奥灰含水层的富水性、隔水层岩性组合与水压的情况下,对奥灰含水层上部对拉工作面采煤突水规律进行数学分析与FLAC3D数值模拟,分析单一因素对突水的影响关系以及与突水临界煤柱的关系,以期从应力场和渗流场不同角度对矿井的安全生产提供参考。     

松软底板巷道围岩控制研究

针对巷道底板软岩层出现强烈底鼓,运用FLAC3D模拟得出底板最大位移量;经在巷道底板切垂直卸压槽,减小顶板通过两帮传递到底板上的压力,有效减小了底鼓量.再对卸压槽灌浆加固,分解两帮的挤压应力,使其向巷道围岩深部转移,进而将底板和两帮的位移量控制在合理范围内,并经现场应用证明了该方法的合理性.     

松软煤帮巷道破坏机理及高强预应力支护技术

根据五一煤矿采区巷道两帮强度低,围岩变形量大的问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对松软煤帮巷道的破坏机理及高强预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关控制技术。工业性试验表明,采用高强预应力支护技术后,顶板下沉量为59 mm,两帮移近量为230 mm,离层量控制在25 mm以内,可以较好控制松软巷帮的变形及顶板的离层变形,提高巷道的整体稳定性。     

沿空掘巷底板渐次破坏机理数值模拟研究

围绕采动影响时沿空掘巷底板破坏剧烈的问题,采用理论分析和数值模拟等方法,研究了不同阶段沿空掘巷底板的应力分布特征及渐次破坏机理。结果表明:巷道掘进后,采空区边缘煤体中给定载荷和给定变形共同作用使得底板位移及应力分布偏向实体侧;本工作面回采时,巷道两帮应力的非对称分布情况加剧,底板形成层状分布的双滑移场,位移及应力分布逐渐趋于偏向煤柱侧,滑移场的变化加剧了底鼓发生。