倾斜煤层覆岩运移规律及“上三带”高度计算

为分析常村煤矿倾斜煤层覆岩运移规律及“上三带”高度,基于1501综采工作面地质条件,采用理论经验公式对垮落带和导水裂隙带进行计算,利用UDEC数值模拟对采空区煤层顶板覆岩最大主应力分布、覆岩位移和垂向应力分布进行模拟计算,并在工作面设置11条测线,分析不同位置、不同高度覆岩下沉值,通过对比分析,得出“上三带”高度。结果表明:经验公式计算1501综采工作面垮落带范围11.5~26.0 m,导水裂隙带范围42.4~77.0 m;随着工作面宽度的增加,应力集中程度也增加,覆岩位移呈不对称形态。最后在工作面合适位置设计探查钻孔对“上三带”进行探查,结果证实经验公式计算、数值模拟结论与钻探探查成果基本吻合,可以作为工作面安全回采的论证依据。

腾达煤矿倾斜煤层覆岩运移规律及“上三带”高度的确定

为研究综放开采条件下覆岩移动规律及“上三带”分布范围,以菏泽腾达煤矿1501工作面为研究背景,采用UDEC数值模拟和理论分析等方法分析了倾斜煤层工作面开采后上覆岩层移动变形规律。结果表明:理论计算得到1501工作面的垮落带高度范围为11.6~26.1 m,裂隙带高度范围为42.5~77.1 m。数值模拟结果表明,工作面回采完毕后采场上覆岩层经历了“平衡—破坏—再平衡”3个阶段,最终形成了稳定的垮落结构;工作面长度从75 m增加至155 m,应力集中程度和应力峰值逐渐增大,而覆岩位移逐渐呈现非对称分布形态,位移量也逐渐增加,依据模拟结果宏观描述了工作面覆岩“上三带”分布范围;通过对工作面上覆岩层设置11条覆岩下沉量监测线,确定了1501工作面“上三带”临界高度的位置,并在现场进行钻孔监测,验证了理论分析结果的合理性。

煤矿隐蔽致灾因素可视化在矿井灾害治理中的应用

煤矿隐蔽致灾因素是煤矿生产过程中的重要安全隐患,隐蔽地质灾害的预防和治理是矿井安全工作的重点和难点。从隐蔽地质灾害的表达、分析工具开发及煤矿隐蔽致灾因素可视化应用研究3个层面进行探讨,以三道沟地质保障系统所构建的全矿井三维地质建模作为载体,将普查报告所认定的隐蔽致灾因素进行准确定位、三维建模和分类管理,实现隐蔽地质灾害的可视化表达;分析工具开发方面,基于三道沟矿区地质环境和地层特点,通过研究矿井工作面开采形成的“上三带”的发育规律,开发专用建模工具,快速构建(模拟)回采工作面“上三带”模型;在应用方面,基于三维地质模型和专用工具,快速分析、模拟和预测隐蔽致灾因素对生产可能造成的影响,提高矿井安全管理水平。

导水裂隙带高度预测方法的研究

以矿压理论、"上三带"理论为基础,从岩层碎胀特性及岩层组合运动出发分析,分别推导出了垮落带高度为(2.17~1.67)倍的采高、裂隙带高度为(6.67~10)倍的采高,从而推导出了导水裂隙带的初步预计高度为(8.34~12.17)倍的采高,依据煤矿地质条件和开采条件进行具体分析,得到导水裂隙带最终预计高度,并得到了现场实测验证。

大浞河铁矿矿体上覆岩层移动破坏分析

金属矿山崩落法地下开采导致顶板岩层移动破坏甚至地表塌陷等,进行上覆岩层分析对指导地表塌陷预防及治理有着实际意义。建立上覆岩层移动模型和关键层受力破坏模型,应用"上三带"理论和关键层强度理论对其分析,发现在1#勘探线以南具有较好的稳固性,以北稳固性差,从而划分出地表塌陷区域危险等级。

新元矿综采工作面覆岩破坏特征研究

为研究新元煤矿31006综采工作面覆岩破坏特征,采用理论计算、数值模拟研究方法,对工作面开采过程中覆岩“上三带”发育高度以及顶板应力演化规律进行了深入研究。不同研究方法得出“两带”发育高度结果为:冒落带高度为19.2 m,裂隙带高度为42.55±5.6 m,数值模拟结果得出“两带”高度结果为:冒落带高度为18 m,裂隙带发育高度为48.6 m,两种研究方法所得的结果基本一致,计算结果可靠性较高;研究结果表明:工作面推进过程中,受煤层开挖扰动影响,在距离工作面前后端煤壁处会出现应力升高、集中现象,且超前工作面10~15 m的范围,研究结果可为新元矿高抽巷合理层位布置提供理论指导。