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题名厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理
被引量：11
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作者
程桦
张亮亮
姚直书
彭世龙
郭龙辉
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机构
安徽理工大学土木建筑学院
安徽大学资源与环境工程学院
安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期102-114,共13页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51874005,52004003)。
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文摘
针对厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理问题,以山东郭屯煤矿立井井筒偏斜为研究对象,在阐释厚松散层薄基岩煤层开采覆岩移动变形机理的基础上,采用煤层开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,根据叠加原理给出了该类地层煤层开采和底含疏水共同作用覆岩移动变形计算公式,并得到实测验证;基于对该类地层开采覆岩移动变形特征分析,揭示了厚松散层薄基岩非对称开采与底含疏水共同作用下井筒偏斜机理及其影响因素。研究表明:在煤层开采与底含疏水固结共同作用下,大幅增大了地层下沉与水平移动系数、沉降和水平移动范围;反演郭屯矿井筒偏斜参数,得到其松散层主要影响角正切值为0.6,远小于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》规定的2.41~3.54;导致该矿工广内立井井筒偏斜的机理是,煤层开采引发的底含疏水固结沉降叠加作用,致使该矿主、副、风井均处于覆岩移动变形影响范围内,在非对称煤层开采(西北方向)条件下,上覆深厚松散层向该方向发生水平移动,从而导致井筒发生偏斜;井筒偏斜量与底含厚度M、松散层与基岩层厚度比k_(0)以及底含水位降深S_(w)等因素成正相关,且影响敏感度依次为S_(w),k_(0),M。
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关键词
厚松散层
薄基岩
非对称开采
底部含水层
疏水固结
井筒偏斜
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Keywords
thick loose layer
thin bedrock
asymmetric mining
bottom aquifer
drainage consolidation
shaft deflection
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分类号
TD262
[矿业工程—矿井建设]
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题名厚松散层底含直覆薄基岩开采地表沉陷预计及特征研究
被引量：7
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作者
彭世龙
程桦
姚直书
荣传新
蔡海兵
张亮亮
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机构
安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室
安徽理工大学土木建筑学院
安徽省矿山生态修复工程实验室
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期4417-4430,共14页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52004003,51874005,52174156)。
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文摘
针对厚松散层底含直覆薄基岩条件下开采地表沉陷机理与特征问题,采用开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,分析了厚松散层底含疏水固结过程中的水土耦合受力变形机制,根据叠加原理建立了厚松散层薄基岩煤层开采与底含疏降水共同作用下地表沉陷预计模型,讨论了该类条件开采地表沉陷特征及其主要影响因素。研究表明:提出的厚松散层底含直覆薄基岩开采沉陷预计模型,考虑了煤层开采与厚松散层底含疏水固结沉降共同作用,并得到工程验证;厚松散层底含疏水固结沉降作用,加大了地表沉陷盆地沉降量,减缓了盆地边缘收敛速度,大幅增加了地表下沉和水平移动范围,出现下沉系数大于1,且地表下沉10 mm边界点明显向采区外侧延伸现象,其地表沉陷曲线呈“中间小开口深盆地,两侧大开口浅盆地”复合型特征;采煤和底含疏降水共同作用地表沉陷范围与底含疏降水引起的地表沉陷范围相近,地表移动盆地边界角δ随厚松散层厚度Hls增大而减小;最大水头下降Δh_(m)与地表最大下沉量呈正相关,但对沉陷范围影响较小;底含疏水影响半径Rw主要影响地表沉陷范围;底含厚度M主要影响地表沉陷程度。研究结果可为科学留设类似条件工广立井井筒与建筑(构)物保护煤柱,以及开采沉陷区环境影响评价提供理论依据。
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关键词
厚松散层
薄基岩
疏水固结
地表沉陷
预计模型
沉陷特征
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Keywords
thick loose layer
thin bedrock
hydrophobic consolidation
surface subsidence
prediction model
subsidence characteristics
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分类号
TD262
[矿业工程—矿井建设]
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