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承载关键层、隔水关键层和渗流关键层关系初探 被引量:19
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作者 孔海陵 陈占清 +2 位作者 卜万奎 王波 王路珍 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期485-488,共4页
在分析岩层变形-渗流耦合系统的复杂性特征的基础上,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想.研究表明:在承载关键层破断前,承载关键层同时也是隔水关键层,但一般不是渗流关键层;在承载关键层破断后,承载关键层不再具有隔水... 在分析岩层变形-渗流耦合系统的复杂性特征的基础上,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想.研究表明:在承载关键层破断前,承载关键层同时也是隔水关键层,但一般不是渗流关键层;在承载关键层破断后,承载关键层不再具有隔水作用,隔水作用最强的某一软弱岩层成为隔水关键层和渗流关键层;当渗流参量满足一定的条件,渗流发生Lyapunov意义下的失稳,引发突水;岩层变形-渗流耦合动力学系统是具有非连续性、非均匀性、非线性、控制参量时变和边界时变等特征的复杂系统.只有将承载关键层理论、隔水关键层理论和渗流关键层理论相互融合,并且将复杂系统动力学的思想和方法引入突水防治理论研究,才能从本质上描述突水的过程. 展开更多
关键词 承载关键层 隔水关键层 渗流关键层
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关键层理论在保水开采中的应用
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作者 莘海德 孔海陵 王路珍 《盐城工学院学报(自然科学版)》 CAS 2012年第4期63-66,共4页
在绿色开采思想的指导下,对关键层理论在保水开采中的应用进行了分析。通过算例讨论了三者的关系并分析了岩层变形-渗流耦合系统的复杂性特征,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想。研究表明,在承载关键层破断前,承载关... 在绿色开采思想的指导下,对关键层理论在保水开采中的应用进行了分析。通过算例讨论了三者的关系并分析了岩层变形-渗流耦合系统的复杂性特征,提出应用复杂系统动力学理论解释突水机制的初步设想。研究表明,在承载关键层破断前,承载关键层同时也是保水关键层;在承载关键层破断后,不再具有隔水作用,而保水关键层此时由渗流关键层充当;如果承载关键层破断,并且渗流关键层不存在,则会发生突水现象。岩层变形-渗流耦合动力学系统是具有时变边界、非线性、非均匀性和非连续性等特征的复杂系统。将复杂系统动力学引入突水防治理论研究,可以从本质上描述突水的过程。 展开更多
关键词 承载关键层 保水关键层 渗流关键层
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厚煤层小煤矿采空区充填综放复采关键技术 被引量:10
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作者 吴吉南 徐金海 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第4期30-33,36,共5页
为了使综放工作面遇小煤矿采空区不搬家倒面,提高煤炭采出率,对工作面前方小煤矿采空区实施有限充填加固,使综放工作面能直接回采通过该采空区,为此,提出了人工顶板承载关键层理论,并设计计算出其厚度不小于5 m;试验选用了抗压强度为5.5... 为了使综放工作面遇小煤矿采空区不搬家倒面,提高煤炭采出率,对工作面前方小煤矿采空区实施有限充填加固,使综放工作面能直接回采通过该采空区,为此,提出了人工顶板承载关键层理论,并设计计算出其厚度不小于5 m;试验选用了抗压强度为5.59~7.43 MPa发泡水泥和抗压强度1.93~3.95 MPa的瑞米充填材料作为人工顶板材料,其力学性能可满足要求;采用分层注浆充填方法,使充填材料与实体煤得以充分胶结,形成整体。试验结果表明:采用该技术,回采工作面用25 d复采完126 m长的小煤矿采空区,多采出煤炭近100万t,成功地实现了工作面在厚煤层小煤矿采空区直接推过的安全高效复采。 展开更多
关键词 小煤矿采空区 承载关键层 分层灌浆设计 充填加固 复采
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厚松散层承压水下采煤覆岩载荷层结构分析 被引量:7
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作者 许文松 王帆 高瞻 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2012年第8期85-87,共3页
在分析厚松散层承压水地质资料的基础上,判断承载关键层的位置,建立承载关键层模型。采用数值模拟手段,建立含承压水和不含承压水模型,分析厚松散层承压水对工作面支撑压力的影响,对预防工作面压架事故的发生具有重要的理论意义和实践... 在分析厚松散层承压水地质资料的基础上,判断承载关键层的位置,建立承载关键层模型。采用数值模拟手段,建立含承压水和不含承压水模型,分析厚松散层承压水对工作面支撑压力的影响,对预防工作面压架事故的发生具有重要的理论意义和实践价值。 展开更多
关键词 厚松散层 承压水 承载关键层 数值模拟
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非均布载荷下充填开采岩层连续弯曲移动力学模型 被引量:3
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作者 孙运江 徐丞谊 +3 位作者 左建平 李蒙蒙 史月 周钰博 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期139-145,共7页
为了通过采空区充填控制顶板岩层连续弯曲移动,实现保护矿区生态,提出了充填开采覆岩移动"四带"划分:充填体压缩带、连续弯曲下沉带、关键层承载带和生态保护稳定带。试验研究了不同配比(2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1)矸石... 为了通过采空区充填控制顶板岩层连续弯曲移动,实现保护矿区生态,提出了充填开采覆岩移动"四带"划分:充填体压缩带、连续弯曲下沉带、关键层承载带和生态保护稳定带。试验研究了不同配比(2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1)矸石和粉煤灰的压缩力学特性,得出充填体的"应力-应变"关系近似呈抛物线关系。充填体压缩初期(0~2 MPa)快速变形,压缩后期(>6 MPa),变形量增长较缓慢,可知充填体初期捣实对岩层变形控制起重要作用。当矸石和粉煤灰配比为4∶1时,充填体抗压变形性能最好。分析了工作面后方应力降低和近似线性恢复的关键层承载保护机制。基于充填体压缩特性和工作面后方应力非均匀分布,建立了非均布载荷作用下充填顶板岩层连续弯曲力学模型,得出了充填开采顶板岩层连续弯曲变形的力学条件,实现对充填开采顶板连续弯曲移动的准确判定。数值模拟分析了不同充填率时上覆岩层移动规律,得知当充填率大于90%时,顶板岩层近似发生连续变形移动,且直接顶和地表最大下沉量的模拟结果与理论预测非常接近。 展开更多
关键词 岩层连续移动 充填体压缩带 连续弯曲下沉带 关键层承载 生态保护稳定带 非均布载荷 关键层 充填体压缩特性
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浅埋煤层开采矿压显现影响因素的敏感性分析 被引量:2
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作者 李建伟 刘长友 赵杰 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期853-859,共7页
针对浅埋煤层工作面矿压显现影响因素多样的情况,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合,分析了浅埋煤层埋深、承载关键层厚度及其层位等因素对工作面矿压显现的影响。研究表明:承载关键层厚度对浅埋煤层工作面来压步距影响最大,煤层... 针对浅埋煤层工作面矿压显现影响因素多样的情况,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合,分析了浅埋煤层埋深、承载关键层厚度及其层位等因素对工作面矿压显现的影响。研究表明:承载关键层厚度对浅埋煤层工作面来压步距影响最大,煤层埋深次之,承载关键层距煤层距离的影响较小;承载关键层的层位决定了工作面矿压显现的剧烈程度,承载关键层距煤层的距离L与煤层埋深H比值η<0.35时,工作面来压强烈,当η>0.35时,工作面来压强度较小。结合工作面地质生产条件,分析了浅埋煤层工作面开采时承载关键层的破断形式及工作面矿压显现特征。 展开更多
关键词 浅埋煤层 承载关键层 矿山压力显现 影响因素 敏感性分析
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浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝时空演化规律 被引量:16
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作者 李建伟 刘长友 卜庆为 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期238-246,共9页
为了分析浅埋厚煤层采场覆岩失稳运动对采动裂缝形成的影响以及覆岩采动裂缝的动态发展变化特征,基于串草圪旦煤矿浅埋厚煤层开采为背景,采用相似模拟、理论分析、数值计算相结合,研究了浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝形成机理及其时空演... 为了分析浅埋厚煤层采场覆岩失稳运动对采动裂缝形成的影响以及覆岩采动裂缝的动态发展变化特征,基于串草圪旦煤矿浅埋厚煤层开采为背景,采用相似模拟、理论分析、数值计算相结合,研究了浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝形成机理及其时空演化规律。结果表明:浅埋厚煤层采场覆岩移动变形随承载关键层的失稳运动呈现动态性变化特征,承载关键层的失稳运动导致覆岩产生直通地表的采动裂缝,裂缝的尺度特征亦随承载关键层的失稳运动发生动态性变化;覆岩采动裂缝具有明显的纵向和横向分区特征,纵向分区以承载关键层为界分为两个区域,横向分区将采空区覆岩分为裂缝产生区、裂缝贯通发展区以及裂缝闭合区;6104工作面采空区内裂缝贯通发展区在滞后工作面0~100 m范围内,当在采空区下开采时裂缝贯通发展区减小为0~80 m范围内,该区域内裂缝随滞后工作面距离的增大而趋于闭合。 展开更多
关键词 浅埋厚煤层 承载关键层 采动裂缝 时空演化规律
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