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特厚煤层重复开采覆岩与地表移动变形规律研究 被引量:19
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作者 胡青峰 崔希民 +2 位作者 刘文锴 马唐敬 耿浩然 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2020年第2期27-35,共9页
为研究大同矿区特厚煤层重复开采覆岩与地表沉陷问题,以塔山煤矿8103和8104工作面的地质采矿条件为工程背景,沿倾向主断面建立了二维相似材料模型。反演分析了仅开采上覆侏罗系煤层时覆岩沉陷规律、两煤层重复开采时覆岩沉陷规律、离层... 为研究大同矿区特厚煤层重复开采覆岩与地表沉陷问题,以塔山煤矿8103和8104工作面的地质采矿条件为工程背景,沿倾向主断面建立了二维相似材料模型。反演分析了仅开采上覆侏罗系煤层时覆岩沉陷规律、两煤层重复开采时覆岩沉陷规律、离层发育规律、煤柱群垮塌规律以及地表塌陷规律,揭示了该地质采矿条件下覆岩与地表沉陷机理。研究结果表明:采用刀柱式采煤法开采侏罗系煤层,上覆岩层未发生显著的破坏和变形;在特厚煤层重复采动影响下,覆岩以一定的角度向上垮落和裂隙发育,当侏罗系煤层采空区受到下组煤开采扰动时,采空区中煤柱群受扰损伤,支撑能力降低,导致其上覆岩层沉陷加剧,在弯曲下沉带上方形成新的导水裂缝带,覆岩沉陷呈现“四带”发育特征。结合实测数据,分析了工作面沿倾向方向地表移动变形规律,基于Origin 8.0平台和概率积分法进行了二次开发,对倾向观测线上山方向实测下沉数据进行了拟合求参,获取了部分概率积分预测参数。研究结果可对大同矿区开采沉陷治理工程提供参考。 展开更多
关键词 特厚煤层 重复开采 移动变形 关键层
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煤矿胶结充填开采覆岩移动变形规律数值分析 被引量:11
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作者 郎博 陈磊 邱亚辉 《煤炭工程》 北大核心 2018年第4期92-96,共5页
为分析煤矿胶结充填开采上覆岩层移动变形规律,以新阳矿十采区为工程背景,应用FLAC3D数值软件进行了模拟研究,分析了在不同充填率条件下,在一个回采空间内形成的"煤壁-顶板-充填体"的小结构和多个平行工作面形成的"煤柱... 为分析煤矿胶结充填开采上覆岩层移动变形规律,以新阳矿十采区为工程背景,应用FLAC3D数值软件进行了模拟研究,分析了在不同充填率条件下,在一个回采空间内形成的"煤壁-顶板-充填体"的小结构和多个平行工作面形成的"煤柱-顶板岩层-充填体"的大结构上覆岩层的受力和变形情况。研究结果表明:在单工作面区域内,工作面前方出现增压区,在充填体侧出现减压区,随着充填率的增加,覆岩的移动变形量减小,充填体和工作面前方煤体的支承压力变小;在多个平行工作面区域内,基本顶在煤层倾斜方向上发生了连续弯曲下沉,基本顶的最大下沉量发生在各工作面中点位置;基本顶最大下沉量随充填率的增加而明显减小。 展开更多
关键词 胶结充填 充填开采 移动变形 支承压力 充填率
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耿村煤矿综放开采覆岩移动和矿压显现规律研究 被引量:17
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作者 翟新献 孙乐乾 +2 位作者 涂兴子 李如波 卢德芳 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第4期1-8,共8页
厚煤层综放开采矿山压力和围岩控制一直是综放开采研究的重点问题。基于义马矿区耿村煤矿特厚煤层综放工作面的地质采矿条件,采用数值模拟和现场矿压观测的方法,对综放工作面覆岩移动和矿压显现规律进行研究。结果表明:(1)综放工作面上... 厚煤层综放开采矿山压力和围岩控制一直是综放开采研究的重点问题。基于义马矿区耿村煤矿特厚煤层综放工作面的地质采矿条件,采用数值模拟和现场矿压观测的方法,对综放工作面覆岩移动和矿压显现规律进行研究。结果表明:(1)综放工作面上方老顶形成"三铰拱"形砌体结构,该结构初次失稳和周期性失稳造成工作面初次来压和周期来压。老顶来压后,工作面前方支承压力趋于稳定,主要表现在最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。(2)综放工作面顶板周期来压步距14.4~17.5 m,平均16.2 m,顶板来压动载系数1.81~2.04,平均1.92,顶板来压明显但较缓和。顶板来压期间支架时间加权平均工作阻力为其额定工作阻力的72.2%,选用ZF8600/18/35D型放顶煤液压支架合理。研究结果可为义马矿区综放开采围岩控制提供技术支撑。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 矿压显现 覆岩变形移动
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采高变化对覆岩移动变形的影响分析
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作者 张得青 《现代矿业》 CAS 2013年第10期10-13,共4页
以河南新登煤矿31071综采工作面为工程背景,建立覆岩移动变形的Flac3D数值模拟计算模型,研究开采不同采高条件下覆岩位移及应力的变形破坏情况。结果表明:上覆岩层的塌落带、裂隙带范围相应增大,且变化明显,同时,煤层顶板上方应力得以... 以河南新登煤矿31071综采工作面为工程背景,建立覆岩移动变形的Flac3D数值模拟计算模型,研究开采不同采高条件下覆岩位移及应力的变形破坏情况。结果表明:上覆岩层的塌落带、裂隙带范围相应增大,且变化明显,同时,煤层顶板上方应力得以重新分布的距离随着采高增大也逐渐增加。 展开更多
关键词 煤层采高 移动变形 影响分析
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采场覆岩变形分布式光纤测量研究 被引量:6
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作者 王正帅 柴敬 +1 位作者 黄旭超 袁强 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第10期196-202,共7页
为了研究分布式光纤传感技术在采场相似材料模拟试验检测中的适用性,将BOTDA和PPP-BOTDA两种分布式光纤传感技术应用于采场相似材料模拟试验覆岩移动变形的测量。在模型内水平埋设2根传感光纤用于检测岩层变形,试验分2个阶段进行,分别... 为了研究分布式光纤传感技术在采场相似材料模拟试验检测中的适用性,将BOTDA和PPP-BOTDA两种分布式光纤传感技术应用于采场相似材料模拟试验覆岩移动变形的测量。在模型内水平埋设2根传感光纤用于检测岩层变形,试验分2个阶段进行,分别采用不同的分布式光纤传感技术测量岩层移动变形,并将二者的测量结果与岩层移动状态、百分表、全站仪、岩层垮落宽度进行了对比分析。试验表明,分布式光纤传感技术能够实现采场相似材料模拟试验的分布式测量,其结果能和岩层移动状态、百分表、全站仪良好对应,岩层垮落宽度测量准确;仪器空间分辨率直接影响模型试验测量结果准确性,具备高空间分辨率的PPP-BOTDA分布式光纤传感技术更适用于相似材料模拟试验的分布式测量。 展开更多
关键词 相似材料模拟试验 分布式光纤传感技术 移动变形 空间分辨率
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工作面长度对上覆岩层的影响分析
6
作者 王创业 张琪 +1 位作者 刘伟 李俊鹏 《煤炭技术》 CAS 2018年第4期11-13,共3页
采用FLAC^(3D)进行数值模拟分析,研究开采过程中覆岩的应力分布和位移移动规律。结果表明:上覆岩层达到极限平衡后开始垮落且地表沉陷量随之增大,在工作面四周区域应力集中现象强烈且应力集中系数增大,在开采长度相同的条件下,随着工作... 采用FLAC^(3D)进行数值模拟分析,研究开采过程中覆岩的应力分布和位移移动规律。结果表明:上覆岩层达到极限平衡后开始垮落且地表沉陷量随之增大,在工作面四周区域应力集中现象强烈且应力集中系数增大,在开采长度相同的条件下,随着工作面长度的增加,地表下沉量也随之增加,但是增加的幅度在降低,这为工作面的合理布置和地表沉陷控制提供了理论基础。 展开更多
关键词 移动变形 工作面长度 应力
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上行开采煤层减损的工作面合理布设位置研究
7
作者 侯树宏 马永生 +3 位作者 朱明鎏 王思雨 柴敬 韩志成 《煤炭技术》 CAS 2024年第8期104-109,共6页
以枣泉煤矿五分区1煤的上行开采问题为背景,为了达到1煤的减损目的,借鉴协调减损开采的思想,采用相似模拟、数值计算的研究方法,确定了沿煤层倾向先期开采煤层工作面之间的相对布设位置和范围。采用下沉、水平移动、倾斜、曲率、水平变... 以枣泉煤矿五分区1煤的上行开采问题为背景,为了达到1煤的减损目的,借鉴协调减损开采的思想,采用相似模拟、数值计算的研究方法,确定了沿煤层倾向先期开采煤层工作面之间的相对布设位置和范围。采用下沉、水平移动、倾斜、曲率、水平变形5个指标,对1煤的移动变形程度和均匀性进行了评价。结果表明:当工作面在合理布设范围之内时,可以促使遗留煤柱位置处1煤进一步充分下沉,移动变形指标均达到该地质采矿条件的最均匀程度,可以有效抵消由于遗留煤柱影响而引起的待上行开采煤层的变形不均问题,使多次采动成为上行开采的有利条件,达到1煤的减损目的。 展开更多
关键词 上行开采 协调开采 相似模拟 移动变形控制 VORONOI离散法
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超高水材料开放式充填FLAC^(3D)数值模拟应用研究 被引量:5
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作者 连小林 冯光明 +2 位作者 韩晓东 王成真 周振 《煤矿开采》 北大核心 2011年第1期4-6,16,共4页
超高水材料是一种新型的采空区充填材料,以该材料为基础的采空区开放式充填技术具有充填工艺简单,初期投资低,机械化程度高,充填与开采互不影响等显著优点。结合超高水材料充填工艺的特点,采用FLAC3D数值模拟软件,模拟不同开采方式下采... 超高水材料是一种新型的采空区充填材料,以该材料为基础的采空区开放式充填技术具有充填工艺简单,初期投资低,机械化程度高,充填与开采互不影响等显著优点。结合超高水材料充填工艺的特点,采用FLAC3D数值模拟软件,模拟不同开采方式下采空区上覆岩层的移动情况,分析了超高水材料控制顶板下沉,抑制地表沉陷的机理。陶一煤矿充填试验面应用实践证明,该种充填方式的正确可行性。为类似条件下,充填开采提供了技术参考。 展开更多
关键词 超高水材料 开放式充填 移动变形 数值模拟
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开采沉陷动态预计流变模型及应用 被引量:9
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作者 刘文涛 贾喜荣 《太原理工大学学报》 CAS 2004年第4期491-494,共4页
通过对采场覆岩移动变形规律进行研究,从流变力学角度,给出地表下沉时间位移函数,并结合实测资料对有关参数进行回归分析,运用推导公式与实测资料进行了结果对比,总结出符合大同矿区地表动态下沉经验公式。提出地表下沉推迟时间tr的概念... 通过对采场覆岩移动变形规律进行研究,从流变力学角度,给出地表下沉时间位移函数,并结合实测资料对有关参数进行回归分析,运用推导公式与实测资料进行了结果对比,总结出符合大同矿区地表动态下沉经验公式。提出地表下沉推迟时间tr的概念,可作为划分开采沉陷剧烈程度的量化指标。 展开更多
关键词 开采沉陷 动态预计 移动变形 流变模型
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榆神府矿区隔水层采动裂缝发育规律研究
10
作者 赵兵朝 《技术与创新管理》 2021年第6期F0002-F0002,共1页
针对陕北侏罗纪煤田开发过程中,萨拉乌苏组地下水的渗漏与生态环境恶化问题,土双明院士和黄庆享教授指出愉神府矿区覆岩隔水层采动稳定性是保水采煤可行性的决定性冈索.受覆岩移动变形产生的隔水层采动裂缝发育规律则是隔水层采动稳定... 针对陕北侏罗纪煤田开发过程中,萨拉乌苏组地下水的渗漏与生态环境恶化问题,土双明院士和黄庆享教授指出愉神府矿区覆岩隔水层采动稳定性是保水采煤可行性的决定性冈索.受覆岩移动变形产生的隔水层采动裂缝发育规律则是隔水层采动稳定性的主要影响因素。钱鸣高院士提出主关键层的位置是覆岩及地衣移动变形的关键因素。主关键层的位置对于研究榆神府矿区采动隔水层裂缝发育规律及稳定性具有重要意义。 展开更多
关键词 采动裂缝 隔水层 移动变形 保水采煤 神府矿区 钱鸣高 主关键层 动稳定性
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建新煤矿顶板巷道布置及参数优化研究
11
作者 吕贵明 《中国高新技术企业》 2011年第1期111-113,共3页
文章在分析采场覆岩移动变形规律的基础上,利用"O"形圈卸压瓦斯抽放理论,采用正交设计的原理,对矿井开采覆岩移动变形进行数值模拟,得到采场上覆岩层的"三带"分布规律,并对顶板巷道进行优化设计。通过合理化布置顶... 文章在分析采场覆岩移动变形规律的基础上,利用"O"形圈卸压瓦斯抽放理论,采用正交设计的原理,对矿井开采覆岩移动变形进行数值模拟,得到采场上覆岩层的"三带"分布规律,并对顶板巷道进行优化设计。通过合理化布置顶板巷道的方式,为经济、合理地综合治理单一突出煤层瓦斯问题提供了重要的参考和借鉴作用。 展开更多
关键词 煤矿矿井 顶板巷道 瓦斯治理 移动变形 “O”形圈理论
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Numerical simulation of overburden and surface movements for Wongawilli strip pillar mining 被引量:18
12
作者 Guo Wenbing Xu Feiya 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2016年第1期71-76,共6页
The Wongawilli strip pillar mining technique,which combines the strip pillar mining layout and Wongawilli mining technology,is a new high efficient mining technology for mining under surface structures. The Wongawilli... The Wongawilli strip pillar mining technique,which combines the strip pillar mining layout and Wongawilli mining technology,is a new high efficient mining technology for mining under surface structures. The Wongawilli strip pillar mining technique was studied in this paper using theoretical analysis and numerical simulation. As an example,the geological and mining conditions of a coal mine were used to design the Wongawilli strip pillar plans,including the support parameters of the entries and the mining technology. In order to control the surrounding rocks and manage the roof effectively during coal mining,the stress fields,displacement fields and plastic zones were studied by numerical simulation. The stress fields,displacement fields,and plastic zones generated by Wongawilli strip pillar mining were obtained. And the surface movement and deformation were also determined after mining was completed and its effects on surface structures were analyzed and evaluated. The results demonstrate that it is feasible to mine under surface structures with the Wongawilli strip pillar mining technique. This mining method can protect the surface structures from damages. 展开更多
关键词 Strip pillar miningWongawilliSurrounding rockMining under structuresNumerical simulation
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浅谈如何开展矿山地质灾害成因分析论证工作
13
作者 杨继红 张朝兵 《企业技术开发》 2015年第3期105-106,122,共3页
贵州矿产资源丰富,开采历史悠久,近年来日益强烈的矿山开采活动使得矿区地质环境不断地改变和恶化。采矿过程中引发的地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌等地质灾害已严重威胁影响区内人民群众的生命财产安全,并带来重大经济损失,由此导致矿... 贵州矿产资源丰富,开采历史悠久,近年来日益强烈的矿山开采活动使得矿区地质环境不断地改变和恶化。采矿过程中引发的地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌等地质灾害已严重威胁影响区内人民群众的生命财产安全,并带来重大经济损失,由此导致矿群矛盾日趋加剧。地质灾害成因分析论证报告作为政府部门处理地质灾害纠纷的科学依据,能否客观、公正、科学地开展此项论证工作至关重要。文章以地下矿井为例,就如何开展矿山地质灾害成因分析论证工作进行简要阐述,以供同行工作者参考。 展开更多
关键词 程序 调查 采空区移动变形 爆破振动 疏排地下水
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固体充填采煤充实率控制导水裂隙带高度发育研究 被引量:5
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作者 张宏忠 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第1期9-12,共4页
为了研究固体充填采煤充实率对控制导水裂隙带高度发育的影响,分析了固体充填采煤覆岩移动变形特征,借助等价采高理论套用经验公式对固体充填采煤不同充实率导水裂隙带高度进行预计。运用数值模拟软件,通过对不同充实率导水裂隙带高度... 为了研究固体充填采煤充实率对控制导水裂隙带高度发育的影响,分析了固体充填采煤覆岩移动变形特征,借助等价采高理论套用经验公式对固体充填采煤不同充实率导水裂隙带高度进行预计。运用数值模拟软件,通过对不同充实率导水裂隙带高度的模拟,建立了固体充填采煤导水裂隙带高度新的预计方法,其结果与套用经验公式预计的结果相吻合。工业性实验表明:固体充填采煤可以有效控制覆岩移动变形,顶板岩层整体保持其完整性,在煤层采高为3.5 m,采空区充实率为85%时,导水裂隙带高度在10 m左右的范围内,实测与预计结果基本一致。 展开更多
关键词 固体充填 充实率 导水裂隙带 等价采高 移动变形
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