深井高瓦斯工作面“一巷多用”瓦斯治理新模式 被引量：31

1

作者 肖峻峰 陈洋洋 +5 位作者 李平 樊世星 张锤金 许峰 卢平 童碧 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2414-2421,共8页

埋深超过900 m的深井高瓦斯工作面瓦斯治理一直是世界性难题。针对千米深井1112(1)工作面(最大瓦斯涌出量为124.87 m3/min)的实际条件,通过相似材料模拟实验,确定了位于开采煤层顶板上方10倍采高、水平方向内错沿空留巷侧约20 m开始存... 埋深超过900 m的深井高瓦斯工作面瓦斯治理一直是世界性难题。针对千米深井1112(1)工作面(最大瓦斯涌出量为124.87 m3/min)的实际条件,通过相似材料模拟实验,确定了位于开采煤层顶板上方10倍采高、水平方向内错沿空留巷侧约20 m开始存在宽度为30 m的扇形环状瓦斯富集区,该高度采动影响范围沿倾向外错轨道巷最大不超过30 m。基于此,在上距顶板20 m,外错轨道巷35 m处布置一条多用巷,提出"一面三巷、一巷多用、联合治理、连续开采"瓦斯治理新模式。工程实践表明,多用巷内大直径穿层钻孔单孔抽采瓦斯纯量最大达9.84 m3/min,瓦斯浓度最高为98.5%,工作面瓦斯抽采率最高为92.4%,回风流瓦斯浓度平均0.4%,日产原煤量最高为10 324.6 t,抽采瓦斯总量为2 457.2万m3,实现了深井煤与瓦斯的安全高效共采。 展开更多

关键词 深井 高瓦斯 一巷多用 瓦斯治理模式 相似材料模拟实验

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封闭型地质构造诱发煤与瓦斯突出的力学特性模拟试验 被引量：26

2

作者 张春华 刘泽功 +2 位作者 刘健 蔡峰 张树川 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期554-559,共6页

运用自行研发的大型三维煤与瓦斯突出模拟试验装置,模拟研究了石门揭露前方封闭型地质构造破坏区过程中围岩应力和瓦斯压力的分布及变化规律.结果表明:受构造应力影响,封闭型地质构造破坏区围岩初始应力较高,为正常区域初始应力的1.5～... 运用自行研发的大型三维煤与瓦斯突出模拟试验装置,模拟研究了石门揭露前方封闭型地质构造破坏区过程中围岩应力和瓦斯压力的分布及变化规律.结果表明:受构造应力影响,封闭型地质构造破坏区围岩初始应力较高,为正常区域初始应力的1.5～1.7倍;石门巷道推进过程中,封闭型地质构造破坏区围岩应力进一步增加,可达正常区域煤岩初始应力的2倍以上;封闭型地质构造破坏区临揭露前,仍然保持着较高的围岩应力和瓦斯压力,形成异常高的应力梯度和瓦斯压力梯度,为煤与瓦斯突出的发生提供了有利条件. 展开更多

关键词 石门揭煤 煤与瓦斯突出 相似模拟试验 封闭型地质构造破坏区 力学特性

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BOTDA在岩层移动相似材料模拟试验中的应用 被引量：18

3

作者 柴敬 王正帅 +3 位作者 袁强 李毅 王帅 李廷博 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第1期1-4,共4页

为了研究岩层移动变形相似材料模拟试验过程,采用布里渊光时域分析技术(BOTDA)对相似材料模拟试验进行分布式应变测量,在3 m平面应力模型内埋设2根传感光纤,对应位置布置百分表5个,对比分析岩层移动变形过程中的布里渊频移变化。试验结... 为了研究岩层移动变形相似材料模拟试验过程,采用布里渊光时域分析技术(BOTDA)对相似材料模拟试验进行分布式应变测量,在3 m平面应力模型内埋设2根传感光纤,对应位置布置百分表5个,对比分析岩层移动变形过程中的布里渊频移变化。试验结果表明:BOTDA分布式光纤传感技术实现了相似材料模拟试验的分布式应变测量,不仅能很好地测量光纤沿线的岩层垮落情况,而且能够感知和反映某一点处岩层的移动变形特征,为相似材料模拟试验提供了一种全新的测试方法,对相似材料模拟试验测试技术的发展有积极作用。 展开更多

关键词 相似材料模拟试验 布里渊光时域分析技术 光纤传感 岩层移动

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深部采动覆岩移动变形致灾的试验分析 被引量：13

4

作者 刘书贤 魏晓刚 +2 位作者 麻凤海 王伟 王泓懿 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期88-92,105,共6页

针对深部开采条件下覆岩移动变形引起的安全问题,采用理论分析、相似材料模拟试验结合的方法,通过监测相似材料模拟深部煤炭开采过程中覆岩位移、应力变化情况及覆岩的断裂破坏、弯曲和移动变形的过程,对比分析了采场覆岩体的移动变形... 针对深部开采条件下覆岩移动变形引起的安全问题,采用理论分析、相似材料模拟试验结合的方法,通过监测相似材料模拟深部煤炭开采过程中覆岩位移、应力变化情况及覆岩的断裂破坏、弯曲和移动变形的过程,对比分析了采场覆岩体的移动变形、应力场演化过程和采动应力的影响区域。试验结果表明:在深部倾斜煤层开采过程中,沿着采煤工作面形成了应力升高区、应力降低区和原岩应力区;对孤岛工作面进行开采时,新旧采空区容易因上覆岩层的垮落塌陷连通成整体,极易发生矿井动力灾害;布置孤岛工作面的巷道位置时建议考虑布置在采空区的应力降低区内,并且煤柱宽度不应大于10～12m,最佳选择为6～8m。 展开更多

关键词 深部开采 采动应力 相似材料模拟试验 覆岩移动

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浅埋深长壁采场顶板切落破坏的时序特征试验 被引量：12

5

作者 任艳芳 李正杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期399-409,共11页

针对浅埋深长壁采场切顶压架灾害发生过程中的时间序列问题,采用实验室基础参数测试对典型浅埋深煤岩体破坏的时间效应进行三向围压加载实验,利用相似材料模拟手段对浅埋采场顶板切落破坏过程中多个参量的时间序列特征进行研究。研究得... 针对浅埋深长壁采场切顶压架灾害发生过程中的时间序列问题,采用实验室基础参数测试对典型浅埋深煤岩体破坏的时间效应进行三向围压加载实验,利用相似材料模拟手段对浅埋采场顶板切落破坏过程中多个参量的时间序列特征进行研究。研究得出:三向围压状态下,浅埋煤层顶板岩石易由“X”型破裂、强度屈服破坏转化为单一剪切破坏,且具有明显的时间效应;浅埋深工作面推进速度慢导致垂直采动应力与水平应力之差增大是顶板发生剪切破坏的主因;浅埋煤层基岩发生整体切落下沉前,覆岩采动裂隙存在“形成—发育—扩展到地表(岩层整体切落下沉)”的时间过程;切落位置与工作面推进速度相关,加快推进速度后,来压步距加大,支架受力下降,基岩整体切落位置基本发生在支架后方;切顶时煤层超前支承压力达到极值,随后应力降低;顶板应变在时间序列上依次经历“三区”:“初始应变稳定区—应变剧烈演化区—采空区应变稳定区”,工作面推进速度慢时,顶板岩层应变启动点超前,顶板切顶线前移,顶板应变幅值增大,超前支承压力启动点和峰值均比覆岩应变滞后,而支架压力与采动应力时间序列变化曲线规律类似,可相互表征。研究结果表明,通过对支架压力、采动应力、覆岩应变等指标的联合监测与预警值设计,可实现对浅埋采场切顶压架灾害的预测和防治。 展开更多

关键词 浅埋煤层 顶板切落 相似材料模拟 时间序列特征

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高应力环境下深部巷道布置位置的优化研究 被引量：6

6

作者 韩斌 吴爱祥 +3 位作者 刘同有 马文顶 邹龙 李宏业 《矿业研究与开发》 CAS 2004年第2期15-18,共4页

随着开采深度的增加 ,地应力增大、深部巷道的支护成本也显著增加 ,因此 ,研究高应力环境下深部巷道的最优布置位置具有重要意义。结合金川二矿区分段道的现场实际 ,采用数值模拟与相似材料模拟相结合的手段 ,对深部高应力环境下金川二... 随着开采深度的增加 ,地应力增大、深部巷道的支护成本也显著增加 ,因此 ,研究高应力环境下深部巷道的最优布置位置具有重要意义。结合金川二矿区分段道的现场实际 ,采用数值模拟与相似材料模拟相结合的手段 ,对深部高应力环境下金川二矿区分段道的最优布置位置进行了研究 ,结果表明 ,分段道布置在溜井位置上盘 ,分段道受采动的影响明显减小 ,分段道围岩的应力环境得到改善 。 展开更多

关键词 深部 高应力 巷道布置 数值模拟 相似材料模拟

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采动诱发断层活化规律的试验研究 被引量：7

7

作者 朱砚秋 杨力 《煤矿安全》 北大核心 2017年第4期29-31,35,共4页

根据某煤矿F_2断层实际地质资料,通过相似材料模拟试验的方法对两盘工作面依次回采对断层活化的影响、断层带的应力变化规律及突水路径的形成进行研究,研究结果表明:随工作面的推进,断层界面的垂直向应力呈现先减小后增大的趋势,且同一... 根据某煤矿F_2断层实际地质资料,通过相似材料模拟试验的方法对两盘工作面依次回采对断层活化的影响、断层带的应力变化规律及突水路径的形成进行研究,研究结果表明:随工作面的推进,断层界面的垂直向应力呈现先减小后增大的趋势,且同一推进步距时,上盘界面的应力变化量大于断层带的应力变化量,大于下盘界面的应力变化量;两盘煤层中间地带在两盘依次开采过程中均受到影响,其产生活化突水的可能性较大。 展开更多

关键词 断层活化 采动诱发 相似材料模拟试验 应力 突水

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水文地质复杂矿井首采面矿压规律及围岩裂隙发育研究

8

作者 臧德梁 《山东煤炭科技》 2024年第9期147-151,共5页

针对红一煤矿矿井水文地质复杂、断层多、采掘工作面涌水量大、导水断裂带发育等问题,以首采面1150401工作面为例,通过相似材料模拟试验的方法,从煤岩物理力学参数测试、两顺槽围岩松动圈探测及支架工作阻力分析,研究得出首采面初次来... 针对红一煤矿矿井水文地质复杂、断层多、采掘工作面涌水量大、导水断裂带发育等问题,以首采面1150401工作面为例,通过相似材料模拟试验的方法,从煤岩物理力学参数测试、两顺槽围岩松动圈探测及支架工作阻力分析,研究得出首采面初次来压、周期来压步距、超前采动影响范围及超前采动裂隙发育情况。研究结果为红一煤矿乃至红墩子矿区安全生产、防治水工作提供了重要的技术支撑。 展开更多

关键词 相似材料模拟试验 围岩松动圈 围岩裂隙 支护承载工况

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基于相似材料模拟实验的留矿法开采围岩稳定性分析 被引量：4

9

作者 刘辉 宋卫东 +2 位作者 付建新 南世卿 韩瑞亮 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2012年第6期75-78,88,共5页

结合石人沟铁矿-60 m水平的具体地质条件、采矿技术条件、岩体力学性质,采用相似材料模拟实验和现场监测数据结合印证的方法,对浅孔留矿法开采岩体应力扰动、位移及破坏规律进行研究。得出如下结论:留矿法开采过程中,矿柱经历了应力释... 结合石人沟铁矿-60 m水平的具体地质条件、采矿技术条件、岩体力学性质,采用相似材料模拟实验和现场监测数据结合印证的方法,对浅孔留矿法开采岩体应力扰动、位移及破坏规律进行研究。得出如下结论:留矿法开采过程中,矿柱经历了应力释放继而逐步承受上部压力最终达到平衡的受力过程;应力集中和变形主要集中在矿柱的下部,在回采靠近底板分层时变化最明显,随着回采高度的增加,矿柱和顶板的变形量逐渐增大,表明在施工过程中,应该加强对穿脉巷道的支护和监测,以维护巷道及间柱的稳定。通过对两种矿柱回采方案的比较,建议应采用上向水平分层法进行矿柱的回收。 展开更多

关键词 浅孔留矿法 围岩破坏 相似模拟实验 矿柱回收

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基于近景摄影测量的相似材料模拟实验自动监测方法研究 被引量：4

10

作者 吴作启 赵立钦 李健 《煤矿开采》 北大核心 2018年第4期105-109,104,共6页

为了准确获取相似材料模型的变形数据,便捷地绘制良好的变形曲线,编写了一套相似材料模拟实验变形监测数据处理软件。主要功能包括监测点的自动识别与匹配、监测点坐标的获取与消除影像几何畸变平差、变形指标的计算与表达。使用该软件... 为了准确获取相似材料模型的变形数据,便捷地绘制良好的变形曲线,编写了一套相似材料模拟实验变形监测数据处理软件。主要功能包括监测点的自动识别与匹配、监测点坐标的获取与消除影像几何畸变平差、变形指标的计算与表达。使用该软件对中国辽宁南票矿区大窑沟煤矿某采煤工作面开采条件下煤层上覆岩层及地表变形与破坏相似材料模拟实验的变形数据进行获取与处理,根据监测数据分析了采空区影响下地表变形与破坏规律,取得了良好的应用效果。 展开更多

关键词 近景摄影测量 相似材料模拟实验 开采沉陷 变形监测

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基于模糊渗流理论的采场上隅角瓦斯治理 被引量：4

11

作者 朱敏 陈长华 李建林 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第A01期11-13,共3页

为了防止由于煤层开采深度、强度及瓦斯涌出量的增大而造成的上隅角瓦斯积聚。通过建立模糊微分方程对采空区风流移动进行描绘,并利用相似材料模拟实验对上隅角瓦斯进行研究,针对性的提出了防止工作面上价值。

关键词 采空区自然发火 模糊微分方程 相似材料模拟实验 上隅角

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大采高综放覆岩运动形式与矿压显现规律研究 被引量：3

12

作者 肖江 杨浩 +2 位作者 梅玉剑 聂尧 丁自伟 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第12期7-9,共3页

通过对鄂尔多斯龙王沟煤矿6煤进行大采高大放高(采5 m放15 m)开采相似材料模拟对比实验得到,在6_上煤未采情况下6煤工作面支架额定阻力为15 000 k N时可以保证工作面的安全生产,在6_上煤已采情况下,6煤工作面矿压显现十分剧烈,液压支架... 通过对鄂尔多斯龙王沟煤矿6煤进行大采高大放高(采5 m放15 m)开采相似材料模拟对比实验得到,在6_上煤未采情况下6煤工作面支架额定阻力为15 000 k N时可以保证工作面的安全生产,在6_上煤已采情况下,6煤工作面矿压显现十分剧烈,液压支架频繁压死并出现"天量"工作阻力,频繁出现拱结构超前于工作面的情况,工作面煤壁出现贯穿竖向断裂裂隙,严重片帮。证明了在6_上煤采空区下进行6煤大采高综放开采不可行。 展开更多

关键词 相似材料模拟实验 梯形拱结构 矿压显现 综放工作面

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梯形破断顶板综放面高抽巷层位确定试验 被引量：2

13

作者 马巍 梁冰 +1 位作者 石占山 孙维吉 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第10期1015-1019,共5页

为得到某矿综放工作面在梯形剪切破断顶板情况下的高抽巷的合理布置层位.采用相似材料模拟试验方法对综放工作面回采过程中顶板破断规律进行模拟,得到了随着工作面推进岩层破断的力学结构及覆岩的下沉量.研究结果表明:综放工作面推进过... 为得到某矿综放工作面在梯形剪切破断顶板情况下的高抽巷的合理布置层位.采用相似材料模拟试验方法对综放工作面回采过程中顶板破断规律进行模拟,得到了随着工作面推进岩层破断的力学结构及覆岩的下沉量.研究结果表明:综放工作面推进过程中竖向贯通裂隙主要由顶板岩层拉剪破坏产生,拉破坏受到岩层碎胀特性的制约,剪破坏形成纵向贯通范围较大的裂隙,剪切裂隙是沟通煤层与高抽巷的主要通道,最大破坏高度受到岩层碎胀性制约,且呈周期性分布特征.高抽巷应布置在剪切裂隙纵向贯通最高位置处,且在开切眼附近高抽巷应向下施工. 展开更多

关键词 剪切破断 岩层结构 相似材料模拟试验 顶板破断 高抽巷

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大采高综放面强矿压显现机理 被引量：2

14

作者 肖江 杨浩 +1 位作者 梅玉剑 丁自伟 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第1期14-20,共7页

为分析综放工作面强矿压显现的机理,对龙王沟6煤在6上煤已采和未采两种情况下,进行大采高综放开采(5 m放15 m单次采高达20 m)物理相似材料模拟对比实验.研究结果表明:在6上煤采空区下进行6煤开采,工作面前方出现超前裂隙,工作面矿压显... 为分析综放工作面强矿压显现的机理,对龙王沟6煤在6上煤已采和未采两种情况下,进行大采高综放开采(5 m放15 m单次采高达20 m)物理相似材料模拟对比实验.研究结果表明:在6上煤采空区下进行6煤开采,工作面前方出现超前裂隙,工作面矿压显现异常强烈,支架工作阻力巨大,顶煤被压碎,工作面煤壁片帮严重.综合分析实验现象及实测数据发现,超前裂隙的影响是工作面强矿压显现的主要原因,强矿压出现的机理是超前裂隙造就了"超前"岩柱,超前岩柱的回转给支架施加了附加应力,并由此建立了超前裂隙对工作面液压支架受力影响的力学模型,得到了超前裂隙影响下的支架工作阻力计算公式,通过验证与实测数据基本吻合. 展开更多

关键词 相似材料模拟实验 强矿压显现机理 超前裂隙 支架工作阻力 力学解析

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采空区覆岩稳定性模拟试验 被引量：2

15

作者 张维正 郝哲 +1 位作者 王来贵 李喜林 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第6期40-42,共3页

为了研究铁路下伏采空区分布特征和覆岩稳定性规律,为采空区全面有效治理提供依据,实现确保运输安全的目的。通过建立相似材料、压力测试装置和位移场光测装置,利用相似原理进行材料配比,采用相似模型架建立物理试验模型,通过测点相对... 为了研究铁路下伏采空区分布特征和覆岩稳定性规律,为采空区全面有效治理提供依据,实现确保运输安全的目的。通过建立相似材料、压力测试装置和位移场光测装置,利用相似原理进行材料配比,采用相似模型架建立物理试验模型,通过测点相对位移模拟观测地表移动及上覆岩层的变形情况,开展不同采厚、采深和预留煤柱下的采空区覆岩稳定性模拟试验。总结出铁路下伏煤层采空区的分布位置和特征,得到采空区围岩的破坏过程、机理和冒落规律,指出包神铁路下伏采空区治理的必要性并提出治理措施。 展开更多

关键词 采空区 覆岩 稳定性 相似材料 模拟试验

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相似材料模型内部竖向应变的BOTDA监测方法 被引量：1

16

作者 高连城 查剑锋 王东 《矿山测量》 2019年第4期28-32,共5页

文中研究布里渊光时域分析技术测量相似材料模型采动过程中的覆岩应变。研究结果表明:分布式光纤传感技术能够高精度感知和反映沿光纤某一点处岩层在受到煤层开采影响时的应变变化,为相似材料模拟试验中岩层应变监测提供了一种新途径。

关键词 相似材料模拟试验 布里渊光时域分析技术 分布式 岩层应变监测

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相似材料模拟实验恒阻支架仿真控制系统 被引量：1

17

作者 吴文湘 侯忠杰 肖民 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2006年第1期119-122,共4页

相似材料模拟实验是煤矿开采实验研究不可替代的实验手段,实验中模拟支架的力学特性相似性是影响模拟实验是否准确的重要因素.目前模拟支架力学特性都是急增阻式,其模拟结论与实际存在较大的误差.为了使实验模拟支架与原型支架力学特性... 相似材料模拟实验是煤矿开采实验研究不可替代的实验手段,实验中模拟支架的力学特性相似性是影响模拟实验是否准确的重要因素.目前模拟支架力学特性都是急增阻式,其模拟结论与实际存在较大的误差.为了使实验模拟支架与原型支架力学特性相似,在力学特性上到达恒阻的目的,开发了恒阻支架仿真控制系统.通过南梁煤矿综采“支架-围岩”关系模拟实验的应用,体现了该系统的优越性,该系统的完善将促进相似材料模拟实验水平的提高. 展开更多

关键词 相似材料模拟实验 长壁工作面 “支架-围岩”关系 恒阻式模拟支架 仿真控制系统

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煤矿相似材料模拟实验中自移液压支架式应力采集装置的设计及应用 被引量：1

18

作者 张俊文 钟帅 刘鹏 《煤矿机械》 2016年第6期150-152,共3页

针对相似材料模拟实验时缺失对模拟煤层的支护及应力采集,而造成应力传导不连贯、模拟效果差,不利于提高模拟实验仿真度的缺点,提出一种自移液压支架式应力采集装置的设计。该装置具有外观仿真度高,可自行移、降架,并可做到应力数据的... 针对相似材料模拟实验时缺失对模拟煤层的支护及应力采集,而造成应力传导不连贯、模拟效果差,不利于提高模拟实验仿真度的缺点,提出一种自移液压支架式应力采集装置的设计。该装置具有外观仿真度高,可自行移、降架,并可做到应力数据的直观读取等特点。设计的装置通过新疆屯宝煤矿1154工作面相似材料模拟实验应用,性能可靠、操作简便,对数据采集的精度及准确性有一定促进作用。 展开更多

关键词 相似材料模拟实验 模拟液压支架 应力采集

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矿山压力无线数据采集系统在相似材料模拟实验中的开发与应用

19

作者 肖江 梅玉剑 +1 位作者 杨浩 李亮 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第4期155-157,共3页

基于MC9S08AW32高性能单片机,开发了矿山压力无线数据采集系统;而且系统软件应用了最小二乘法、递推平均滤波算法进一步提高设备精度。该系统具有采集速度快、精度高、抗干扰能力强、高集成度、稳定性好等优点,提高了相似模拟实验水平... 基于MC9S08AW32高性能单片机,开发了矿山压力无线数据采集系统;而且系统软件应用了最小二乘法、递推平均滤波算法进一步提高设备精度。该系统具有采集速度快、精度高、抗干扰能力强、高集成度、稳定性好等优点,提高了相似模拟实验水平。系统在龙王沟煤矿6#煤层工作面矿压规律及支架参数相似模拟实验中得到成功应用。 展开更多

关键词 相似材料模拟实验 高精度 单片机 高集成度

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老采空区充水影响下覆岩移动规律研究

20

作者 祝琨 白国良 《矿山测量》 2021年第4期1-4,共4页

伴随着煤炭行业化解淘汰过剩落后产能,大量生产矿井将逐渐关闭,井下采空区将会被地下水充填,采空区充水后覆岩移动变形规律是绿色矿山建设关注的焦点问题。文中通过相似材料模拟试验对采空区充水后覆岩移动规律及力学特征进行了研究,研... 伴随着煤炭行业化解淘汰过剩落后产能,大量生产矿井将逐渐关闭,井下采空区将会被地下水充填,采空区充水后覆岩移动变形规律是绿色矿山建设关注的焦点问题。文中通过相似材料模拟试验对采空区充水后覆岩移动规律及力学特征进行了研究,研究结果表明,在采空区充水后水分向上运移,导水裂缝带的岩体遇水软化,孔裂隙进一步压实,岩体压力不断增加,下沉量增大;在开采区域外岩层出现了显现的上升现象;采空区充水后地表下沉值不会出现大幅增加或突然塌陷等地质灾害现象。 展开更多

关键词 老采空区 充水 相似材料模拟 覆岩移动 岩体压力

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