非线性硬化与软化的巷道围岩应力分布与工况研究

采用摄动法得到接近岩体实际的弹性、应变非线性硬化和软化3段光滑连接的本构模型,求得静水压力下圆形巷(隧)道围岩塑性硬化区和软化区的应力分布规律。给出围岩平衡方程、地应力–硐室位移关系和围岩特征方程。分析中可自然导出围岩自承地应力上限概念。根据围岩平衡方程写出围岩弹性区、硬化区和软化区分担地应力的表达式。计算表明,围岩硬化区承载力ph大于弹性区承载力pe,软化区也有相当的承载能力。特别是所求得的切向应力σθ/p0-r/a曲线光滑连接,没有尖峰向上的应力集中,此结果与其他学者在巷(隧)道模拟试验中测得的σθ-r曲线形状一致,从理论上证明基于理想弹塑性本构模型的Kastener解在围岩软化区半径处的σθ-r曲线有尖峰向上的应力集中与实际不符。

基于应变非线性软化的圆形硐室围岩弹塑性分析

依据塑性力学全量理论,将岩体单轴压缩的非线性软化本构关系推广,得到复杂应力状态下圆形硐室围岩塑性区的等效应力与等效应变关系;籍以求得应变非线性软化的圆形硐室围岩塑性区半径、弹塑性区应力、应变和位移;进而求得相应情况下的硐室围岩平衡方程、地应力与硐室周边位移关系以及围岩压力方程。首次给出围岩弹性区承载力、塑性区承载力的表达式。

应变非线性软化的圆形硐室围岩荷载-位移关系研究

基于峰值应力后具拐点的应变非线性软化本构模型,且同时考虑中间主应力2s,对岩体形变影响的条件下及等压荷载下圆形硐室围岩塑性区应力分布规律、围岩承载机制及围岩与支护之间作用关系进行研究,得到无支护硐室围岩自承地应力上确界{}ossupp、围岩压力下确界{}ainfp等反映实际硐室围岩工作状况的重要概念。给出了{}ossupp、{}ainfp的表达式以及它们与地应力op间的关系式。所得到的塑性区应力、塑性区半径、围岩压力和硐室周边位移等研究结果,与基于理想弹塑性体的Fenner解答相比,要更接近实际硐室围岩中的对应量值。

大采高工作面复合关键层顶板支架—围岩力学模型

以长平煤矿Ⅲ4303回采工作面为研究背景,依据实测的上覆岩层赋存条件和力学特征,用关键层理论判别得出工作面上覆岩层含3层关键层,回采时关键层之间相互影响形成复合关键层;根据回采期间矿压监测推演上覆岩层运移规律,构建关键层破断前后力学模型,采用静力学理论建立支架-围岩之间的力学平衡关系式,分析亚关键层1、亚关键层2和主关键层厚度、煤体塑性区范围、煤体支承应力、采空区矸石支承应力、断裂角度、断裂步距等各因素对支架阻力的影响。通过多因素确定大采高支架阻力范围,并提出顶板控制的基本方法。

煤矿回采巷道围岩控制理论探讨

分析了巷道围岩变形、强度特征以及支护力作用机理,提出了涵盖巷道围岩-支护相互作用全过程的波动性平衡理论;对锚杆作用力的产生机理及其对岩体作用的力学效应进行了探讨;将锚杆作用的力学本质概括为提高锚固体的内聚力、弹性模量,减小锚固体的泊松比,改善锚固体的应力状态;对锚杆受力演化机理进行了探讨,揭示了锚杆轴向力随锚固体变形而演变的3阶段特征以及第一、第二临界变形概念,以及第二临界变形与锚固长度成正变关系和确定锚固长度时应考虑巷道变形的观点;依据破碎岩体不能承受拉应力但在支护作用下仍具有较强抗压能力的特性以及不同厚宽比条件下板的力学特征,提出了厚锚固板理论。

02号煤层蹬空区域可采性研究

为了判别屯兰煤矿02号煤层蹬空区域的开采可行性,利用比值判别法、围岩平衡法和数理统计分析法分别计算了02号煤层采动影响倍数、围岩平衡高度、蹬空开采必要层间距,理论判别了02号煤层蹬空区域的可采性;采用FLAC3D数值模拟软件,模拟2号煤层回采后上覆岩层的破坏规律,结果表明:2号煤回采后,02号煤位于2号煤回采后形成的破坏区域内,如果在02号煤被蹬空区域内布置工作面,其危险性大,不具备开采可行性。

银星一号井十八_(上1)煤采空后十三煤上行开采可行性研究

为确定银星一号井18_(上1)煤开采后13煤上行开采的可行性,选取18_(上1)煤11采区1118_(上1)04工作面为测试地点,综合运用比值法、“三带”判别法及围岩平衡法进行对比分析。比值法计算得到采动影响倍数K=27.95;理论计算“两带”最大高度为46.33 m;围岩平衡法分析得出上行开采的最小高度为27.41 m,均小于层间距92.23 m。通过现场打钻探测18_(上1)煤开采后,裂缝带发育高度为51.16 m,探测结果与理论分析相吻合,证明了13煤上行开采可行。

采空区上覆残煤复采技术的研究与应用

本文主要论述随着生产技术,生产工艺、生产装备及支护材料、支护能力的不断提高,对煤矿前期残留的煤炭资源进行复采已经成为可能,采用比值判别法、围岩平衡法、三带判别法、探巷实见以及上下煤层开采的间隔时间分析等方法综合论证,论证了采空区上部残煤复采的安全可行性,并在实践中通过合理的回采设计、回采工艺,顺利完成回采,提高了老化矿井的煤炭资源回收率。

伊吗煤矿1-2煤层上行开采可行性分析

在伊吗矿实际地质条件和岩石力学性质参数的基础上,研究1-2煤层上行开采的可行性。首先,运用理论分析的方法对1-2煤层上行开采的可行性进行论证,然后,应用数值模拟的方法再现了1-2煤层下行开采时覆岩活动的全过程。通过理论分析和数值分析表明,对1-2煤层上行开采是可行的。

杨庄煤矿7600北翼采区上行开采技术可行性判定

肥城矿业集团杨庄煤矿为确保七层煤上行开采的可靠性,以7600北翼采区为对象进行了上行开采可行性技术研究,利用"三带"判别法、比值判别法、围岩平衡法等进行了技术判定,并从采煤方法及采净程度、上下煤层回采时间间隔等方面进行了分析,确保了七层煤的安全开采,取得了良好的效果。

新庄煤矿三煤组上行开采可行性分析

针对神火集团新庄煤矿三煤组地质赋存条件,采用比值判别法、“三带”判别法、围岩平衡法等国内外六种上行开采判别法,对三煤组上行开采可行性进行理论计算分析,并列举了我国部分上行开采实例,均证明三煤组上行开采是可行的,为三煤组上行开采提供了可靠的理论依据。

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析

韩桥湾煤矿二盘区下部2-2煤层厚度大,开采条件优越,先行采用房柱式开采完毕,使其上部1-2煤层不能按正常顺序开采。根据两煤层赋存条件(煤层厚度、层间距、层间岩性等),采用垮落开采的比值法、"三带"判别法、围岩平衡法以及上、下煤层开采的时间间隔,分析论证了1-2煤层上行开采的可行性,确认二盘区上行开采1-2煤层技术上是可行的,由此可解放上方呆滞煤量,延长矿井寿命,提高经济效益,具有重要现实意义。

上行开采技术研究与实践

运用“上行开采”各种研究理论,采用围岩平衡的观点,结合新庄矿井地质情况,对永城矿区新庄矿井下部二2煤层开采后对上部三2煤层开采所造成的各种影响进行研究。通过现场观测,对二2煤开采后顶板岩层形成的三带进行了理论分析和计算,给出了三2煤层与二2煤层开采的合理时空关系,对三2煤层顶底板稳定性进行分析评价,并简要介绍了新庄矿井三2煤层首采面的基本技术参数。

浅析16层反程序开采的可行性

上行开采法是我国一些生产矿并在特定条件下进行回采煤炭的一种方式，主要指一个煤系地层内，台有两层以上并有一定间距及开采价值的煤层。在开采手段上是先采下部煤层，然后再开采上部煤层的一种采煤方法。

刘桥一矿上行开采可行性探讨

为保证回采工作面接续和完成矿井生产任务,结合矿井实际地质条件,充分分析了四、六煤层的间距、顶底板岩性特征,运用"三带"判别法、比值判别法、围岩平衡法论证了上行开采的可行性,并提出了实际回采过程中应该注意的问题,为方案的成功实施提供了有力保证。

西曲矿12314工作面蹬空开采可行性分析

以西曲矿2号煤层12314工作面蹬空开采为实际工程背景,综合运用比值分析法、“三带”理论分析法、围岩平衡分析法和经验公式分析法等四种分析方法,对其蹬空开采的可行性进行分析研究,并对蹬空开采区域可能遇到的情况提出建议,以保证12314工作面蹬空开采的安全可靠性,对该矿其他类似条件下的蹬空开采工作面的可行性分析具有一定的借鉴意义。

沙沟岔煤矿5201盘区上行开采可行性分析

为分析沙沟岔煤矿5201盘区上行开采的可行性,简单介绍了5201盘区上行开采背景,以及国内外对上行开采的研究情况。结合沙沟岔矿井的工程地质情况,对沙沟岔矿井5201盘区上行开采进行了探讨分析。分别运用比值判别法、三带判别法、围岩平衡法、数理统计法对上行开采进行了量化分析,提出了上行开采的安全技术措施。通过分析,得出5-2煤层采用长壁综采技术开采后,上煤层5-1煤层处于冒落带之上和导水裂缝带范围内的上部,5-1煤层会出现整体下沉,但不会发生足以影响5-1煤层正常回采的台阶下沉;采取一定的技术措施后,5-1煤层上行开采在理论上是可行的。

神达集团大桥沟煤业有限公司蹬空区开采研究与实践

大桥沟煤业公司为兼并重组整合煤矿,矿井8#煤层受原小煤矿开采影响,大部分区域形成蹬空开采区,为提升矿井效益,本文采用理数统计分析法、“三带”判别法、比值判别、围岩平衡判别等方法,针对蹬空区开采进行研究与应用,取得较好的效果。

永佛寺煤矿采用上行开采技术的研究与探讨

采用围岩平衡的观点,结合永佛寺煤矿地质情况,针对永佛寺煤矿一水平下部8号煤层开采后对上部3、4号煤层开采所造成的各种影响进行研究。通过对8号煤层开采后顶板岩层形成的三带进行了理论分析和计算,提出矿井采用上行开采是可行的,为矿井改造项目早日达产奠定了坚实的理论与实践基础。

晋圣亿欣煤业XV108工作面上行开采可行性分析

在我国矿井生产中上行开采的先例非常多,而上行开采的安全性是关系到安全生产和可持续发展的重点课题。为研究XV1201工作面上行开采的可行性,采用了四种方法对其开采的可行性进行了分析。最终分别得出:1通过比值法进行判别得出的结论为10煤层的开采不影响12煤的回采和准备,12煤的上行开采是可行的。2通过"三带"法判别可知,10煤层开采后,12煤层发生整体移动,其整体性不受破坏,12煤层的上行开采是可行的。3通过围岩平衡法判断可知,煤层实际间距大于上行开采必要的层间距,平衡围岩上覆岩(煤)层不会发生台阶错动,10煤层的上行开采是可行的。4通过时间间隔判别,12煤层开采滞后10煤层开采时间满足条件,对12煤层进行上行开采是可行的。综合比较得出其上行开采是可行的。