上位直接顶“散体拱”结构的形成及失稳演化

通过相似模拟实验和理论分析,研究了综放条件下上位直接顶"散体拱"结构的形成机理和移动演化过程.认为在综放条件下,以散体状态出现的直接顶岩块在渐进流动过程中的某一时刻,由流动孔口周边作用的垂直剪切力与上方垮落岩体重力之间形成的应力平衡是上位直接顶"散体拱"结构形成的力学条件;工作面的不断推进及"散体拱"结构的不对称性而导致的承载能力不均,造成后拱脚和前拱脚先后失稳是"散体拱"结构不断失稳、重组和前移的原因.

综放采场直接顶垮落成拱机理相似模拟研究

在综放条件下由于上覆岩层直接顶岩性的不同,在直接顶的垮落过程中可能会形成不同的顶板结构。结合某一矿井的地质条件,对直接顶垮落形成散体拱结构的现象进行了物理相似模拟研究,研究认为直接顶垮落流动的过程中,在某一瞬间产生了散体拱结构形成的合适的力学平衡条件,从而在上位直接顶形成了散体拱结构。

临界散体柱主要影响因素研究

地下矿山采用空场法或崩落法开采时,空区顶板岩层冒落至地表后,引起的岩移对地表工业设施及环境构成了严重威胁,临界散体柱理论的提出为地表岩移控制提供了新思路。以锡林浩特萤石矿急倾斜中厚矿体浅孔留矿法开采现状作为工程背景,通过现场监测调研与相似物理试验,研究了临界散体柱的主要影响因素。结果表明:①临界散体柱高度随着矿体倾角增加而减小,随着井下放矿的进行,松动散体柱高度仅为散体总高度的39.4%~45.7%,其上方密实散体柱对于限制岩移起主要作用;②针对不同的矿体厚度,通过增加散体充填高度降低厚跨比,可控制地表塌陷范围;③围岩适当变形可以增加散体的被动侧压力,降低塌陷坑边壁岩体稳定所需的临界散体柱高度;④塌陷坑散体结拱特性受散体粒径分布与塌陷坑宽度的共同影响,控制着临界散体柱的有效作用高度,锡林浩特萤石矿散体临界结拱粒径范围为0.5~0.7 m,临界结拱宽度为3.5~4.0 m,远小于塌陷坑的实际分布宽度,即散体能够保持连续流动,表明临界散体柱理论能够较好地应用于锡林浩特萤石矿。

综放条件下垮落直接顶“两带”分布高度研究

通过相似模拟实验和理论分析,对直接顶不规则垮落和规则垮落两带分布形成的原因及其分布高度进行了深入的分析研究。研究认为,在综放条件下,散体状态的直接顶在渐进流动过程中的某一时刻形成的"散体拱"结构构成了不规则垮落带和规则垮落带的分界线,是垮落直接顶呈"两带"分布的原因。不规则垮落带分布的研究是"两带"分布研究的关键,其分布的高度取决于拱的高度和煤层厚度,其中拱的高度又是重要影响因素。文章对垮落直接顶"两带"分布高度的研究,对于深化综放采场煤岩流动规律的研究具有重要意义。

综放采场上下位岩层结构相互作用对垮落带分布影响的研究

本文以综放采场上覆岩层的下位岩层形成散体拱结构为前提,通过对采场围岩分区及其力学模型的建立,深入分析了采场上位岩层结构与下位岩层结构相互作用对不规则垮落带和规则垮落带分布的影响,丰富了人们对综放采场上覆岩层活动规律的认识。

东峰煤矿大断面全煤巷道围岩控制研究

依托东峰矿大断面全煤巷道的支护实际,利用理论分析的方法,对巷道跨度对巷道失稳高度以及巷道围岩强度对巷道围岩稳定性的影响进行了详细分析;采用工程类比的方法,设计了该矿大断面全煤巷道的支护参数,并进行了现场应用,通过钻孔窥视与巷道位移监测验证了其合理性。