远近场关键层破断对采场矿压显现研究

通过理论计算对黄玉川煤矿226上01工作面顶板性质划分和关键层判断。按照薄板理论揭示了覆岩关键层“竖O-X”破断和“横O-X”破断两种形式,并对不同关键层的垮落步距进行了计算。运用数值模拟软件对回采期间覆岩运动规律进行了模拟计算,研究结果表明近场及远场关键层分别以悬臂梁和铰接岩梁形式垮落,研究结果与理论计算基本一致。结合现场观测分析,总结了初次来压和周期来压的规律,来压呈现大小周期来压现象,小周期来压为10m左右,大周期来压在30~40m,并进一步分析了大、小周期来压的原因,主要是由远近场关键层破断的耦合作用引起的。

大同矿区坚硬顶板破断步距及变形规律研究

以大同矿区某工作面坚硬顶板为研究对象,针对其难以垮落并伴有大小来压的现象,采用岩层控制关键层理论、Vlasov厚板理论及薄板理论,求得了近距离厚度差异较大坚硬岩层的破断步距,解释该工作面岩层垮落大小来压现象;通过3DEC数值模拟软件验证了理论计算结果,并得到煤壁支承压力峰值、覆岩裂隙随坚硬直接顶变形挠度的变化规律。结果表明:该工作面上层较厚坚硬顶板断裂步距大致为下层较薄坚硬顶板断裂步距的2倍,易形成大小来压;且坚硬直接顶变形所对应的支承压力峰值变化与裂隙分形维数变化具有阶段性,前者呈现出"前快,中慢,后稳"趋势,后者呈现出"前慢,后快"趋势,并且在坚硬直接顶每次破断时,裂隙分形维数的增加具有突变性。

深埋薄基岩煤层采场顶板破断机制研究

为了分析深埋薄基岩煤层采场压架致灾机理,采用物理实验、数字图像处理技术、现场实测等综合研究方法,对淮南矿区深埋薄基岩煤层采场顶板破断特征及机制进行了探讨。得出了在松散承压含水层载荷传递作用下,深埋薄基岩采场顶板破断存在大、小周期来压现象;薄基岩煤层采场上方存在着一倾斜块体承载区,在承担上覆岩层载荷的同时向低位岩层传递压力;低位关键层破断时形成采场小周期来压,之后由于力的传递作用,导致上覆岩层内部原生裂隙扩展、次生裂隙发育,倾斜块体承载能力弱化,其范围向着更高更宽方向发展,当高位关键层破断时倾斜块体承载区达到最大,形成采场大周期来压;大周期来压时易发生采场压架致灾事故。