放顶煤工作面顶板岩层结构及顶板来压计算

基于“弹性板与铰接板结构”力学模型，把中厚煤层开采中采场矿压计算的分析方法推广到放顶煤工作面顶板来压计算中；针对顶板岩层的结构特征和开采技术条件，提出了完全承载层、过渡层和非承载层的基本判据；通过对典型实例的解算证实，“弹性板与铰接板结构”力学模型在放顶煤工作面顶板来压计算中仍然是一种实用的计算方法．

综采放顶煤工作面岩层结构分析

在大量现场实测、相似模拟试验和理论分析的基础上，提出了“砌体梁”与“半拱”式结构结合而构成的综放工作面覆岩结构的基本形式。指出覆岩结构的特殊性及顶煤的松软破碎是造成综采放顶煤工作面矿压显现复杂化的主要原因，并由此分析了矿压显现特点及其控制．

新型煤巷顶板岩层结构探测仪的研究

通过分析锚杆钻机的钻进信息与岩石物理力学性质的内在关系,选取相关钻进信息为识别岩层结构的特征参数,研制出新型顶板岩层结构探测仪。并利用小波分析和BP神经网络处理探测数据,识别所钻进的煤巷顶板岩层结构。通过神东矿区石圪台矿的工程实践,结果表明,新型煤巷顶板岩层结构探测仪能够连续实时采集探测数据,动态地对锚杆支护的岩层结构进行识别,能够满足现场支护设计需要,有效减少生产实践中的支护浪费和预防因支护不足引起的冒顶事故。

煤巷顶板岩层结构变化的可靠性锚杆支护设计

针对神东矿区锚杆支护煤巷顶板事故频发的现场实际,采用新型顶板岩层结构探测仪对矿区保德煤矿88302综采面回风巷顶板岩层结构进行探测并进行顶板岩层结构划分。运用UDEC3.0平面分析软件对不同岩层结构类型顶板稳定性进行了模拟分析,在此基础上根据顶板岩层结构变化情况对神东矿区保德煤矿88302综采面回风巷顶板进行了补强支护设计,达到了有效遏制锚杆支护煤巷冒顶事故发生的目的。

煤巷顶板岩层结构的探测与确定

通过对1996年以来162起锚杆支护煤巷冒顶事故的分析,得出岩层组合劣化是影响岩层结构失稳破坏的主要因素;利用中国矿业大学开发的冒顶隐患探测仪,可以推断钻孔所在点巷道顶板不同位置的煤层顶板岩性及岩层结构,并及时发现顶板岩层结构劣化点,从而采取针对性措施,避免发生冒顶事故,为煤矿安全生产创造条件。

煤巷顶板岩层结构的探测与确定

通过对煤巷顶板的岩层结构失稳的理论分析,得出岩层的力学性质、位置、厚度以及厚跨比是影响岩层结构失稳破坏的主要因素;利用中国矿业大学开发的冒顶隐患探测仪,对钻速、转速、推力进行同步、连续、密集监测、记录,来推断钻孔所在点巷道顶板不同位置的煤层顶板岩性及岩层结构。工程实践表明:利用冒顶隐患探测仪识别的岩层岩性及其结构与岩芯实测值具有较好的吻合性,符合率达到了95.14%,识别效果相当好。

需控岩层结构及其运动规律的模糊推理

文章用模糊数学基本思想总结了工程实践成果和专家知识,并用于岩层质量的评价和采场顶板结构及其运动规律推断,该方法在ROOF控制设计咨询系统中的实际应用结果表明,推断结果与专家判断或实测结果相比,具有良好的一致性。

赵固一矿巷道复合顶板岩层结构类型与稳定性数值模拟分析

巷道复合顶板稳定性与软硬岩在巷道顶板的位置、薄厚和组合情况密切相关,本文采用现场实测、理论分析和数值模拟方法,分析了赵固一矿巷道复合顶板岩层结构类型,研究了不同岩层组合巷道顶板破坏特征与破断规律。研究表明:巷道复合顶板按岩层层位和组合情况可划分为单一软岩、下硬上软、下软上硬和软硬互层4种总结构类型,按岩层厚度继续划分为单一厚软、厚软厚硬、薄软厚硬、薄硬厚软、厚硬薄软和软硬薄多层相间6种亚结构类型。对于单一软岩和厚软厚硬顶板,垮落后冒顶形态呈圆锥形,紧邻其上部软岩形成外形如梁,实质是"铰接拱形"的平衡结构,最终趋于稳定;对于薄软厚硬和软硬薄多层相间顶板,垮落后冒顶形态呈平顶形,紧邻其上部硬岩由于自身承载能力强,最终趋于稳定;对于薄硬厚软和厚硬薄软顶板,无垮落现象,若硬岩继续变薄、巷道跨度加大或埋深增加,应注意监测和及时补强。基于赵固一矿已掘和未掘巷道顶板岩层结构类型,能够对现有的支护形式与支护参数进行评价和修正,保证掘采期间巷道顶板稳定。

重力坝沿岩层结构面的抗滑稳定分析研究

一般情况下重力坝的抗滑稳定分析在前期阶段已经进行了详细计算,但是当拦河坝基础开挖完成后,根据实际揭露的地质条件,虽然大坝建基面整体性和完整性较好,基岩岩层虽倾向上游,但倾角较缓,层面较为明显,对坝基岩体表层抗滑稳定不利,需对坝体沿岩层结构面的抗滑稳定进行进一步计算分析。并根据计算分析结果,采取必要的处理措施,以保证坝体稳定和安全。

煤巷锚网巷道顶板岩性及岩层结构的确定

通过对显德汪矿煤层顶板岩性及岩层结构特征的分析 。

高速公路采空区钻探注浆孔钻机与岩层结构及全填充式注浆施工工艺研究

本文结合具体施工案例,论述了高速公路采空区钻探注浆孔钻机特点、钻孔岩层结构和全填充式注浆施工工艺。研究表明,单层采空区采用全填充式注浆施工工艺,治理效果良好。

非煤保护层工作面能量应力演化规律及顶底板结构对强矿震的影响

保护层开采作为一种有效的冲击地压区域防治手段被广泛应用,而保护层本身也存在强矿震和冲击地压风险。以海石湾煤矿油页岩工作面保护层开采过程中发生的强矿震事件为工程背景,通过数值模拟、理论分析等方法,对强矿震的震源机制和主控因素进行了分析。结果表明:油页岩工作面强矿震多以应力集中下的压缩剪切破坏为主;被保护层工作面回采对保护层工作面底板区域的应力和能量分布影响更为显著;工作面坚硬顶板岩层、底板薄岩层、保护层与被保护层间岩层厚度变化等对强矿震事件发生存在显著影响。

岩层结构运动演化数控机械模拟试验系统研制及应用

针对以往物理相似材料模拟中不能满足部分试验及工程需要的缺陷,研制新型的岩层结构运动演化数控机械模拟试验系统。详细介绍该试验系统研制的原理、主要结构和功能特点。通过室内试验验证,该系统具有操作方便、自动化程度高、试验过程稳定、数据精度较高、材料拆卸安装方便及重复性好等特点。数控机械模拟试验系统克服相似材料模拟试验存在的铺设麻烦、成型技术与成型质量难以控制、试验周期较长、材料不能重复使用、模型容易受外界因素影响等缺点。该试验系统可以直观展现采动覆岩结构形变演化特征、上覆岩层破裂突变与应力场之间的对应关系以及煤柱上方弹性变形能聚集与释放规律。

大倾角煤层上覆岩层力学结构分析

建立了大倾角煤层开采上覆岩层的倾斜薄板模型，基于换算刚度和工程算法，用板和梁的理论分析了在初次来压前后，老顶岩层的平衡与稳定，提出了与这相关的矿压显现特征与岩层控制方法。

煤层巷道顶板复合岩层组合特征与支护设计研究

煤层巷道顶板岩层组合结构复杂多变,顶板支护设计若缺乏有效指导,会导致冒顶事故发生。本文以羊场湾煤矿为工程背景,综合采用现场实测和理论分析方法,探测巷道顶板岩层结构组合特征,研究巷道顶板横向裂隙带和煤薄弱离层区域分布规律,提出支护设计方案。研究结果表明,巷道顶板岩层主要由顶煤、细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩和中粒砂岩复合组成,浅部顶板0~2.5 m范围存在较多的横向裂隙破碎带和煤线发育区,中部顶板3~4 m范围岩层稳定,深部顶板5.0~6.5 m范围存在薄弱易离层五花肉“煤层+砂质泥岩+煤层”的组合结构,该结构整体厚度为1.0~1.5 m,此区域易发生离层膨胀和剪切错动,提出的支护设计方案能够满足现场安全生产要求,此设计方法能够为煤矿巷道顶板事故的防治提供科学合理的支护措施。

超长“孤岛”综放面上覆岩层宏观结构及其稳定性

超长“孤岛”综放工作面老顶岩层板结构破断成块体后,除了沿走向方向在工作面中部以砌体梁结构承载外,因面长大造成在工作面面长方向的充分采动和工作面两侧采空支承压力的影响,上覆岩层在工作面的面长方向也会形成砌体梁结构,使得在工作面面长方向的两端出现了两个以关键块的稳定性为标志的平衡结构。

岱庄煤矿11605工作面底板岩层微结构及水稳性

开展受承压水威胁煤层底板岩层成份、微结构和水稳性研究,获取其阻水性能,是煤矿防治水的重要工作.基于岱庄煤矿受高承压水威胁的下组16煤层首采11605工作面煤层底板岩性阻水性实验数据,得到了岱庄煤矿下组16煤层底板不同岩层的组成成份、微结构和水稳性特征,为岱庄煤矿承压水防治提供了科学的计算参数.

极近距离煤层下层煤采场顶板结构与控制

为进一步发展顶板岩层控制技术,针对极近距离煤层开采时下层煤的顶板岩层结构特点,构建了"散体-块体"顶板结构模型。运用散体和块体理论,对极近距离煤层下层煤工作面下位直接顶岩层结构的稳定性进行了力学分析,揭示了下层煤开采时端面顶板冒落的机理。以下层煤顶板岩层结构和工作面支架载荷为研究对象,通过力学分析研究了工作面的支架载荷,得出了支架载荷的确定方法,在此基础上以大同矿区极近距离煤层为研究对象,通过现场实测进一步论证了该方法的客观性与实用性。

高强度重复开采覆岩与地表移动机理

为了给神东等大型煤炭生产基地生态修复和“三下”开采提供理论和技术支持,以实测方式为基础,深入研究了高强度重复开采地表移动特征和机理。分别对老采空区下开采、工作面隔离煤柱下开采、跨老采空区和隔离煤柱下开采这3种工况布设地表移动观测线,开展快速密集监测,采集了丰富的地表移动数据。结合井下推进过程,通过数据分析,获得了不同时期下沉和水平移动值,绘制了地表移动曲线时序图。研究表明:隔离煤柱对地表下沉的发展过程具有阻碍性、带动性和活化性等特征,水平移动方向对井下推进方向具有追随性等现象。据此建立了高强度重复采动条件下形成的块体岩层结构模型,分析了块状岩体在井下推进过程中平衡—旋转平移—再平衡的运动过程,揭示了地表移动实测曲线形态背后的岩层移动机理。研究成果可为该矿区或类似矿区开采沉陷预计模型建立和生态环境修复治理提供参考。