采空区上覆岩层垮落带和裂隙带发育高度分析

首先利用经验公式计算出某矿22310采空区上覆岩层垮落带和裂隙带发育高度为6.6~8.8 m和8.8~36.09 m。而后利用高位钻孔测定瓦斯浓度判定裂隙发育的机理,判定采空区上覆岩层垮落带和裂隙带发育高度分别为12.2 m和12.2~20.7 m,与计算值存在一定误差。因此,进行高位钻孔设计时,以理论计算值为依据,参照实际考察值,需将钻孔设计高度大于实际考察垮落带高度值,小于裂隙带理论计算值。在此范围内进行钻孔参数优化设计,可以提高钻孔瓦斯抽放效果。     

放顶煤采场上覆岩层运动和破坏规律研究

本文通过放顶煤现场实践和立体相似模拟分析，初步总结探讨了放顶煤采场上覆岩层运动拱结构特征及其矿压和控制规律，借鉴了拱壳结构力学分析手段，对放顶煤采场上覆岩层形成拱结构从宏观上作了初步分析。     

综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型研究

通过分析影响综采工作面上覆岩层垮落高度的主要因素,借助层次分析法确定垮落高度低、中、高3种典型情况的因素权重,结合各种因素论域的模糊划分得到T-S模糊系统,建立了一种新的综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型。利用该模型分别对镇城底矿、王庄矿、杜儿坪矿综采工作面上覆岩层垮落高度进行了计算,结果为16.463 3、18.688 7、16.463 7 m,相对误差分别为0.88%、3.42%、8.31%,表明该预测模型具有较高的精度。     

不同工作面推进速度下上覆岩层运移破坏规律研究

为了实现煤矿安全高效开采,研究了不同工作面推进速度下上覆岩层运移破坏规律。基于煤矿工程概况,采用3DEC数值模拟软件,模拟分析了不同工作面推进速度下上覆岩层垂直位移、顶板的运动矢量、推进速度和上覆岩层应力与位移关系以及不同工作面推进速度下基本顶失稳运动情况。研究为快速推进下采场矿压特征提供了理论支撑。     

综采工作面上覆岩层运动与破坏规律研究

以王楼煤矿11301综采工作面为研究对象,首先对顶板岩梁的运动步距进行理论计算,包括直接顶的初次垮落步距,老顶的初次来压步距以及岩梁的周期来压步距,然后通过对综采支架工作阻力和巷道围岩变形实测,确定了工作面顶板岩梁的运动步距,从而为综采工作面顶板管理提供了技术支持。     

金属矿山开采过程上覆岩层应力与变形特征

采用数值分析方法, 研究了动态开采过程中金属矿山采空区覆岩在拉应力、垂直应力作用下的位移及变形破坏特征。研究发现拉应力对覆岩造成的破坏较其它应力显著, 是覆岩垮落的主导因素。分析覆岩内部垂直应力发现: 开采初期覆岩内部压应力显著, 随着开采进行, 在采空区的正上方, 压应力逐渐向拉应力过渡; 垂直应力呈“凹”形分布在采空区两端部, 其形状和应力值随采空区的增大而增大。随着工作面的推进, 覆岩下沉范围和下沉量均逐渐增大; 下沉曲线的最大下沉点, 向工作面推进方向逐渐移动; 下沉曲线的光滑程度体现了监测点在覆岩所属区域是弹性区、塑性区还是垮落区。研究结果可为矿山围岩支护提供一定参考依据。     

综采工作面下分层开采覆岩变形特征

为研究综采工作面下分层开采时顶板岩层的破坏规律及工作面覆岩垮落规律,鹿洼煤矿以13下05工作面为原型,对综采工作面下分层开采时煤层顶板的垮落高度、垮落步距及压力分布进行了相似材料模拟。结果表明,在下分层开采过程中,上覆岩层基本上随采随冒,当工作面推进至68m时,上覆岩层已受到上部已采工作面跨落岩层的影响,开挖至90 cm(相当于工作面推进90m),跨落高度已与上部已采工作面岩层贯通。     

长平矿保护层开采时上覆岩层移动规律研究

开采保护层是突出矿井防治煤与瓦斯突出的主要有效方法之一。长平矿3#煤层属于较难抽采煤层,为了安全开采3#煤层,应首先开采其下部邻近8#煤层,以对3#煤层起到卸压保护作用。本文以8#煤层所属84301工作面为试验对象,利用通用离散元程序(UDEC)数值模拟方法,模拟分析了84301工作面矿压显现规律,确定了工作面直接顶及老顶初次垮落步距和周期垮落步距,研究了84301工作面围岩应力分布规律及围岩位移量规律,可为被保护层3#煤层开采时顶板管理等提供技术参考。     

回采工作面上覆岩层矿压作用特征研究

为深入研究回采工作面上覆岩层矿压作用特征,本文通过内部岩层移动监测、工作面支架阻力监测、钻孔窥视等手段以山西新景矿煤业综采工作面为工程背景,对其工作面上覆各岩层进行了实测研究,通过监测结果得出了工作面上覆岩层破坏运移规律,以及各岩层破断时对工作面矿压作用特征,为类似情况矿井回采提供了参考。     

基于变形场时空演化的煤冲击劈裂试验研究

采用霍普金森杆冲击加载装置,通过高速摄影机搭建实验的数据采集系统,以数字散斑相关方法作为实验的观测手段,对巴西圆盘煤试件在冲击载荷作用下的冲击劈裂变形场演化规律及裂隙扩展特征进行实验研究。试验结果表明:1从变形场演化特征分析,加载初期变形场相对均匀,随荷载增加变形局部化特征明显。变形场时空演化总体表现为两个阶段特征:峰前水平方向变形量值变化较快,垂直方向变形量值变化较慢;峰后由于裂隙演化,水平方向变形量值变化缓慢,垂直方向变形量值变化较快;2霍普金森杆加载过程中,在试件两端加载处出现了局部压碎区,加载过程中主裂纹从压碎区域萌生并沿径向加载方向扩展至另一端贯通破坏;3实验测得煤样在冲击载荷作用下峰前应力随应变呈线性增长,弹性模量与静荷载相比有较大提高,由于压碎区域存在,冲击加载实验得到的煤试件拉伸强度与实际相比偏小。     

综放面顶板覆岩走向长钻孔卸压抽放瓦斯研究

通过理论分析和现场实际考察分析了煤炭开采顶板覆岩垮落变形动态变化规律，分析了覆岩关键层的层位及岩体特性对煤层回来后顶板岩层的垮落区、裂隙区的扩展影响特征；结合现场工程实际，提出了针对低渗透性煤层提高煤层瓦斯抽放率的一种新的顶板覆岩卸压抽放技术，分析影响瓦斯抽放量的因素，给出了顶板卸压钻孔的合理布置区域。     

红砂岩变形演化及声发射主频特征实验研究

以声发射系统和数字散斑相关方法作为实验观测手段,开展红砂岩试件变形场演化及声发射主频特征实验研究。通过单轴加载方式,对一种红砂岩试件加载全过程中的变形场演化、声发射主频信息进行分析,研究红砂岩试件变形场演化与声发射主频分布范围、事件率对应关系以及声发射主频的能量特征。研究结果表明:低主频声发射事件在变形局部化启动时刻开始出现且数量不断增加,随着变形局部化带错动速率增大,声发射主频分布范围显著增加;在红砂岩试件变形局部化阶段,低主频声发射事件率与高主频声发射事件率的量值接近,但量值较小;在应力峰值点处,低主频声发射事件率远大于高主频声发射事件率;在界面滑动阶段,高、低主频声发射事件率量值均较大;红砂岩试件变形破坏过程中,高能量声发射事件主要分布在低主频范围内,低能量声发射事件在高、低主频范围内均有分布。     

综放工作面采空区自然发火的数值模拟研究

采用有限元数值模拟方法求解了综采放顶煤工作面采空区风流运动规律的三维非定常气体渗流方程, 用该数值计算模型（ 软件程序） 能够较为有效地反映出采空区内的风流压力和速度分布情况, 结合实例, 给出了采空区内自然发火影响带与漏风风量的关系．     

综放面放顶煤方式的试验研究

用相似材料模拟试验法 ,对顶煤岩的移动规律进行研究 ,获得了较有价值的研究结果 ;单轮顺序放煤优于单轮间隔放煤方式 ;同时对煤岩混合过程进行观察 ,指出了影响混矸的主要因素     

基于散体相似材料模拟的综放开采初始放煤特性研究

综放开采过程中,由于顶煤移动边界的影响,初始与周期放煤特性不尽相同,准确描述初始放煤特性对提高顶煤回收率,优化放煤工艺参数有着重要意义.以王家岭煤矿12309工作面为背景,运用理论分析、现场实测及相似模拟试验相结合的方法,对综放工作面顶煤的初始放出特征及规律进行了研究.结果表明:将顶煤等效直径分为0～9cm、9～18c...     

综放开采覆岩离层形成机理

以济宁二号煤矿采空区疏放水异常为例,基于组合梁原理得到离层发育层位判别公式对工作面离层发育位置进行预计,利用离散元软件UDEC对工作面离层动态发育过程及分布规律进行模拟,通过三维地震对离层发育层位及分布范围进行探测。结果表明,工作面达到充分采动后,最大离层约发育于顶板60 m的泥岩与上部厚层中细砂岩之间。依据薄板弹性理论,通过计算离层上下位岩层板的挠度差来预计离层体积,可作为采场顶板可发育离层最大总体积。     

充填协同垮落式综采技术及覆岩移动规律研究

概述了协同综采技术原理,总结了协同综采的技术特征。从协同综采生产系统、协同综采关键设备和系统综采工艺等方面,阐述了协同综采的关键技术,对比传统的垮落法开采、充填开采的工作面覆岩移动规律,指出协同综采面覆岩存在一个“过渡区域”。     

综采工作面覆岩裂隙动态演化特征研究

鉴于采动影响下采场覆岩裂隙空间分布特征对矿井突水灾害防控和瓦斯抽采具有重要意义,以潘二矿18111工作面为具体工程背景,采用相似物理模拟、数值模拟以及理论分析,对综采工作面覆岩裂隙的分布演化规律以及导水裂隙发育高度进行研究。研究表明：随工作面的不断推进,工作面两端存在裂隙聚集带,裂隙发育高度高且多以大角度为主|通过数值模拟对裂隙发育角度进行统计分析,结合相似模拟试验结果,得出覆岩裂隙发育角度呈现区域性分布的特点|采用多种方法来研究裂隙发育高度,通过对所得结果进行综合分析,得出导水裂隙的发育高度为54～60.8m。研究结果对类似工程条件下裂隙演化特征的研究具有一定的借鉴意义。     

综采工作面覆岩裂隙动态演化特征研究

鉴于采动影响下采场覆岩裂隙空间分布特征对矿井突水灾害防控和瓦斯抽采具有重要意义,以潘二矿18111工作面为具体工程背景,采用相似物理模拟、数值模拟以及理论分析,对综采工作面覆岩裂隙的分布演化规律以及导水裂隙发育高度进行研究。研究表明：随工作面的不断推进,工作面两端存在裂隙聚集带,裂隙发育高度高且多以大角度为主|通过数值模拟对裂隙发育角度进行统计分析,结合相似模拟试验结果,得出覆岩裂隙发育角度呈现区域性分布的特点|采用多种方法来研究裂隙发育高度,通过对所得结果进行综合分析,得出导水裂隙的发育高度为54～60.8m。研究结果对类似工程条件下裂隙演化特征的研究具有一定的借鉴意义。