开采引起的覆岩冒落及地表沉陷的机理与防护

本文根据覆岩的实际受力情况,对开采引起的覆岩冒落和地表沉陷机理进行了研究。即首先是岩层离层与弯曲,接着岩体移动,从而导至上覆岩层冒落,出现地表沉陷,并给出了相应的预防和维护措施。

综采放顶煤条件下覆岩冒落带、裂缝带高度的探讨

本文以实际观测资料为基础，对放顶煤开采后覆岩破坏情况进行了分析。特别是对有断层构造下的覆岩破坏进行了分析探讨。得出冒落带、裂缝带高度计算公式。

充填法转崩落法开采中覆岩冒落影响因素的数值模拟分析

针对下向进路式充填法转无底柱分段崩落法开采的矿山上部覆岩冒落的情况,采用FLAC3D数值模拟技术,对覆岩冒落的影响因素进行分析。所选取的因素有顶板暴露面积、埋深、顶板形状、侧压系数等4个方面。研究结果显示采空区上部塑性区的体积随着埋深和采空区顶板暴露面积的增加而增大,当采空区顶板为正方形时,采空区上部所产生的塑性区的体积最大,最容易冒落。随着测压系数的增加采空区上部所产生的塑性区体积出现先增加后降低最终趋于稳定的趋势。

采空区覆岩冒落及孔隙率演化规律研究

利用CDEM软件建立枣矿集团某开采工作面三维物理模型,模拟采空区内覆岩冒落过程,得到各个岩层交界面的竖直位移量,并计算得出采空区三维孔隙率分布表达式。对比不同高度的孔隙率分布图可以得出:靠近工作面及煤壁两端的孔隙率较大,峰值达0.4,而采空区深部孔隙率比较小。该工作面孔隙率应用到采空区流场模拟中,验证了其合理性。

深井覆岩采动冒落及孔隙率分布特征研究

为准确研究深井采空区覆岩冒落特征及孔隙率分布规律,利用FLAC3D模拟软件建立了深部煤矿工作面的采空区物理模型,模拟了覆岩在采动过程中的破坏变形和冒落规律,确定“两带”的最大高度,定量分析覆岩应力、位移分布规律,建立了采空区孔隙率的三维分布模型,并将孔隙率函数模型导入FLUENT软件,模拟深井采空区的氧气浓度场和瓦斯运移规律,验证其孔隙率模型的适用性。研究表明:冒落带的范围距离煤层上方17 m,裂隙带的范围在煤层上方17~64 m。走向方向上,支撑压力峰值随着工作面的推进而不断增大,下沉量由工作面向采空区深处逐渐变大;在倾向方向上,以采空区中心为原点垂直应力呈对称分布,下沉量呈中间大,两边小分布;垂直方向上,支撑压力峰值距离煤层越远越小。采空区孔隙率呈“簸箕”状,在煤壁处较大,中部低。采空区氧气浓度和瓦斯运移的变化趋势与实际井下情况相符合,验证了孔隙率函数模型的适用性。