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薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究 被引量：14
1
作者 贾凯军 冯光明 +1 位作者 李华健 李杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期267-271,共5页
以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比C l=1/150、时间比C t=1/150、强度比C R=1.43×10-3进行了薄煤层(厚度1.2 m)超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超高水... 以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比C l=1/150、时间比C t=1/150、强度比C R=1.43×10-3进行了薄煤层(厚度1.2 m)超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超高水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明:与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。 展开更多
关键词 超高水材料 充填开采 相似模拟试验 薄煤层 覆岩 地表
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复采工作面横跨煤柱上覆岩层运移规律研究 被引量：12
2
作者 闫建兵 张东峰 +1 位作者 张小强 张佳飞 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第5期37-41,46,共6页
针对复采工作面横跨煤柱时极易出现煤壁片帮、顶板压力过大等问题,以白沟煤业首个复采工作面为研究背景,采用相似模拟与数值模拟相结合的方法,研究复采工作面横跨煤柱"前—中—后"整个动态过程中顶板变形破坏情况及运动演化... 针对复采工作面横跨煤柱时极易出现煤壁片帮、顶板压力过大等问题,以白沟煤业首个复采工作面为研究背景,采用相似模拟与数值模拟相结合的方法,研究复采工作面横跨煤柱"前—中—后"整个动态过程中顶板变形破坏情况及运动演化规律。研究结果表明:随着工作面的推进,煤柱左右侧最大垮落高度不断增加,煤柱稳定性由弱变强,煤柱上方由最初的"倒梯形"结构最后变为"倒三角形"结构;顶板支撑结构演变形式为"煤柱"型→"液压支架—残留煤柱"型→"液压支架—旧采区煤矸"型。 展开更多
关键词 复采工作面 横跨煤柱 上覆岩层 运动演化 相似模拟 数值模拟
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基于岩层移动计算的工作面覆岩体渗透率变化研究 被引量：11
3
作者 陆卫东 程健维 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期118-124,145,共8页
为了揭示在采动影响下工作面上覆岩层在垮落、变形过程中导致的渗透率变化,对广泛应用于地表开采沉陷预测的影响函数法进行函数的修正与优化,设计了计算步骤并将其应用到地表下岩层内部的变形移动计算,建立了基于影响函数法的采动岩层... 为了揭示在采动影响下工作面上覆岩层在垮落、变形过程中导致的渗透率变化,对广泛应用于地表开采沉陷预测的影响函数法进行函数的修正与优化,设计了计算步骤并将其应用到地表下岩层内部的变形移动计算,建立了基于影响函数法的采动岩层移动预计模型,获得了岩层水平及垂直方向的应变描述。结合煤岩体渗透率的计算模型,建立了"面应变-孔隙率-渗透率"的描述煤岩体渗透率变化的表征模型。以某浅埋深工作面开采时期地表及覆岩层移动的现场观测数据为依据,对建立的岩层移动预测模型的可靠性进行了检验。结果表明:该模型的计算结果可靠性高,可以进一步应用其来计算展示该工作面在开采过后覆岩层的渗透率变化情况。 展开更多
关键词 煤矿开采沉陷 预测模型 影响函数法 上覆岩层
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水体下综放开采技术的研究 被引量：9
4
作者 王兵 题正义 《矿业工程》 CAS 2007年第1期22-24,共3页
根据水体下开采的研究现状,在水体下适当地使用综合放顶煤开采工艺,确定合理的开采上限,可更好地提高效率,实现煤矿高产高效的目的。依据水体下开采的特殊性,确定安全开采的合理性。
关键词 综放开采 水体下开采 采煤技术 上覆岩层
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采动影响下煤层覆岩电性变化规律研究 被引量：10
5
作者 王莹 梁德贤 翟培合 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第5期122-125 105,105,共5页
为正确确定煤层覆岩受采动变形与破坏范围,更好地了解煤层采动影响下覆岩视电阻率的变化及破坏发育特征,结合围岩的力学性质、岩性与采煤方法等因素进行综合分析,将覆岩分成塑性破坏区、弹塑性过渡区、弹性区3个不同的导电性区段,分别... 为正确确定煤层覆岩受采动变形与破坏范围,更好地了解煤层采动影响下覆岩视电阻率的变化及破坏发育特征,结合围岩的力学性质、岩性与采煤方法等因素进行综合分析,将覆岩分成塑性破坏区、弹塑性过渡区、弹性区3个不同的导电性区段,分别建立了煤层受采动影响下覆岩电性动态变化的正常与存在导水裂隙带的地电模型,并对模型进行正演模拟研究。结果表明:覆岩受采动引起其视电阻率显著变化,视电阻率异常区随回采工作面的推进而移动,且其范围随之加大,致使导水裂隙能与塑性破坏高阻区相连,反映在塑性破坏高阻异常范围和幅度的减小,预示着顶板可能出水;利用覆岩受采动电性变化规律,有利于更为准确的探测顶板水的赋存状态可保障工作面的安全开采。 展开更多
关键词 采动影响 导电性 地电模型 视电阻率响应 电性变化
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基于时移高密度电法的覆岩精细探测方法研究 被引量：9
6
作者 李飞 程久龙 +3 位作者 陈绍杰 康庆涛 李改革 刘德民 《矿业科学学报》 2019年第1期1-7,共7页
地下煤层开采引起上覆岩层变形破坏,对变形破坏范围进行精细探测,可以为煤矿安全高效绿色开采提供技术保障。本论文分析了基于时移高密度电法的覆岩精细探测原理,建立了采前和采后三维地质地球物理模型并进行了数值仿真计算。结果表明:... 地下煤层开采引起上覆岩层变形破坏,对变形破坏范围进行精细探测,可以为煤矿安全高效绿色开采提供技术保障。本论文分析了基于时移高密度电法的覆岩精细探测原理,建立了采前和采后三维地质地球物理模型并进行了数值仿真计算。结果表明:覆岩变形破坏在电阻率变化率断面图中呈沙漏形异常,孔口位置约为裂隙带和弯曲下沉带的分界线,裂隙区相对压实区为电阻率变化率高正异常区。同时,进行了现场试验,发现电阻率变化率断面图中浅部异常主要受沉陷裂隙和降水影响,沉陷裂隙形成电阻率变化率正异常,降水形成电阻率变化率负异常;结合沙漏形异常形态和关键层层位,确定了裂隙带发育高度为98 m,探测结果得到了钻探结果验证。 展开更多
关键词 时移 高密度电法 覆岩 变形破坏 精细探测
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采动影响下覆岩破坏动态发展过程的数值模拟 被引量：8
7
作者 李文增 李岐 马群 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第9期37-39,42,共4页
利用岩层破裂过程分析(RFPA2D)系统,模拟了采动影响下覆岩破坏的动态发展过程,从几何、岩性、变形、破断机理及支撑特征等多方面较真实地模拟开采过程中上覆岩层变形、离层、断裂规律。模拟结果表明,开挖卸荷作用对老顶的直接影响比较小... 利用岩层破裂过程分析(RFPA2D)系统,模拟了采动影响下覆岩破坏的动态发展过程,从几何、岩性、变形、破断机理及支撑特征等多方面较真实地模拟开采过程中上覆岩层变形、离层、断裂规律。模拟结果表明,开挖卸荷作用对老顶的直接影响比较小,老顶的破坏主要受随分步开挖而增大的拉应力及其损伤的积累作用,老顶初次破断机理是拉破坏失稳。老顶岩梁中段下部的拉应力损伤积累峰值位置滞后于岩梁最大拉应力区,这是造成老顶非对称破断的根本原因。 展开更多
关键词 煤矿 覆岩 岩层移动 非均匀性 数值模拟
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不同覆岩地层正断层下盘煤层开采地表下沉规律 被引量：3
8
作者 陈绍杰 刘瑞 +3 位作者 徐贞社 哈列少科·阿列克谢·阿列克谢耶维奇 邵海波 冯帆 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期38-48,共11页
断层破坏覆岩地层的整体性,影响岩土体的强度特性和变形性质,导致开采沉陷规律更为复杂。为研究不同覆岩地层与正断层共同影响下煤层开采地表沉陷规律,构建不同覆岩地层正断层下盘煤层开采覆岩运动与地表变形的理论模型,数值模拟分析不... 断层破坏覆岩地层的整体性,影响岩土体的强度特性和变形性质,导致开采沉陷规律更为复杂。为研究不同覆岩地层与正断层共同影响下煤层开采地表沉陷规律,构建不同覆岩地层正断层下盘煤层开采覆岩运动与地表变形的理论模型,数值模拟分析不同覆岩地层正断层下盘煤层开采地表下沉规律与特征,结合实例进行了对比分析。结果表明:地表移动变形范围与松散层厚度密切相关,随松散层厚度的增加,相较于无断层一侧,地表下沉盆地在断层一侧的移动变形范围先减小后扩大再减小,最终与无断层一侧相同;厚基岩地质条件下,随松散层厚度增加,地表产生裂缝的位置由断层露头先向采空区偏移后向断层上盘偏移;厚松散层地质条件下,松散层吸收了断层诱发的非连续变形,随松散层厚度增加,地表由偏态下沉盆地逐渐变为对称的下沉盆地。 展开更多
关键词 开采沉陷 覆岩地层 正断层 下盘煤层 覆岩破坏 地表移动变形
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基于FLAC的导水断裂带分布规律模拟研究 被引量：7
9
作者 李培现 谭志祥 +1 位作者 顾伟 王磊 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第4期31-34,共4页
为了掌握煤层开采后上覆岩体导水断裂带的分布规律,采用FLAC有限差分程序分析不同开采宽度采空区上方应力变化。根据摩尔-库仑准则,以开采上边界起到模型单元应力状态屈服区的最高点处的距离作为导水断裂带的高度。对某矿首采工作面建立... 为了掌握煤层开采后上覆岩体导水断裂带的分布规律,采用FLAC有限差分程序分析不同开采宽度采空区上方应力变化。根据摩尔-库仑准则,以开采上边界起到模型单元应力状态屈服区的最高点处的距离作为导水断裂带的高度。对某矿首采工作面建立FLAC模型,模拟不同采宽条件下导水裂缝分布,结果表明:随着工作面的推进,导水断裂带先呈扁平拱形,后呈马鞍形;导水断裂带高度初期随工作面宽度增大而增大,当工作面宽度大于一临界值后不再增加;所模拟导水断裂带高度与实测吻合。回归分析表明,在相同采厚条件下,导水断裂带高度与开采宽度呈二次函数关系。 展开更多
关键词 FLAC数值模拟 导水断裂带 开采宽度 上覆岩层
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综放开采覆岩破断与顶煤力链结构演化特性分析 被引量：5
10
作者 周勇 李飞 韩现刚 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期751-755,825,共6页
力链结构体系在综放开采中承受荷载和传递荷载,是描述顶煤与覆岩由连续向非连续和散体转化的重要途径,以此为切入点,借助综放开采相似材料模拟实验和散体介质双轴加载双向流动光弹试验装置,对综放开采过程中覆岩破断演化特征和散体顶煤... 力链结构体系在综放开采中承受荷载和传递荷载,是描述顶煤与覆岩由连续向非连续和散体转化的重要途径,以此为切入点,借助综放开采相似材料模拟实验和散体介质双轴加载双向流动光弹试验装置,对综放开采过程中覆岩破断演化特征和散体顶煤与非连续覆岩关键层中的力链结构演化特征进行了研究,并提取力链做为覆岩矿压的演变判据。实验结果表明:在相似材料综采过程中,覆岩破断演化经历了微裂、局部断裂、加速断裂、完全断裂和彻底垮落。在光弹采场中,力链承受竖向荷载,亚关键层中的力链由于黏结作用,产生水平力。随着煤岩颗粒的放出,亚关键层逐渐破坏,放煤口上方的力链消失,由于力链的前移,造成了工作面矿压的增大。随着煤岩颗粒的继续放出,放煤口上方出现较大的力链拱结构,拱结构屏蔽范围内,关键层中的强力链分布密度降低,煤体中的强力链竖向分布降低,水平分布显著。 展开更多
关键词 综放开采 顶煤 覆岩 力链结构
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四维地球物理技术在煤炭开采影响分析中的应用 被引量：3
11
作者 李冬 杜文凤 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2017年第B04期341-342,共2页
能源是国家经济建设与发展的基础,尽管目前中国处于能源转型阶段,但煤炭仍是中国的主要生产及消费能源。随着全球气候的变化,资源与环境的协调发展成为人们关注的焦点（钱鸣高等,2007）。对于可持续地下水资源利用、生态环境保护和煤矿... 能源是国家经济建设与发展的基础,尽管目前中国处于能源转型阶段,但煤炭仍是中国的主要生产及消费能源。随着全球气候的变化,资源与环境的协调发展成为人们关注的焦点（钱鸣高等,2007）。对于可持续地下水资源利用、生态环境保护和煤矿绿色开采,研究煤矿开采引起的地下水变化和上覆岩层发育情况具有重要意义（范立民,2015;顾大钊,2016）。 展开更多
关键词 上覆岩层 地下水 四维勘探 自我修复
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煤炭地下气化温度场和裂隙场的演化规律 被引量：3
12
作者 赵明东 董东林 +2 位作者 林刚 王广强 李凯 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第6期177-179,共3页
对国内某煤炭地下气化现场气化煤层的顶底板岩石不同温度下的热力学参数资料进行了收集整理,建立了岩石及煤比热容和导热系数随温度变化的拟合曲线方程,并采用COMSOL模拟了研究区地下气化的温度场分布。根据温度场模拟结果运用FLAC^(3D... 对国内某煤炭地下气化现场气化煤层的顶底板岩石不同温度下的热力学参数资料进行了收集整理,建立了岩石及煤比热容和导热系数随温度变化的拟合曲线方程,并采用COMSOL模拟了研究区地下气化的温度场分布。根据温度场模拟结果运用FLAC^(3D)软件对研究区的覆岩裂隙场进行了数值模拟,证明了数值计算模型及其结果的合理性。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 温度场 覆岩 裂隙场
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大采高与分层开采工作面采场围岩结构特征比较 被引量：3
13
作者 孙超 高明中 《世界科技研究与发展》 CSCD 2013年第1期84-87,共4页
利用有限差分数值模拟软件Flac3d,根据淮北矿业集团许疃煤矿7219工作面的实际开采情况,对比分析了大采高与分层开采工作面采场围岩结构特征。研究表明,大采高工作面覆岩运动加剧,两带高度较分层开采明显增大,覆岩压力拱形态更加发育,且... 利用有限差分数值模拟软件Flac3d,根据淮北矿业集团许疃煤矿7219工作面的实际开采情况,对比分析了大采高与分层开采工作面采场围岩结构特征。研究表明,大采高工作面覆岩运动加剧,两带高度较分层开采明显增大,覆岩压力拱形态更加发育,且超前支承压力的应力峰值大、作用范围广、峰值点位置较分层开采情况下远离煤壁。 展开更多
关键词 大采高 采场 覆岩 压力拱 数值模拟
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大采高条件下走向长壁矿压规律研究 被引量：3
14
作者 伍永平 张泽龙 +1 位作者 李柱 胡宝峰 《煤炭工程》 北大核心 2012年第12期66-69,共4页
以新疆焦煤集团艾维尔沟矿区5#煤层走向长壁大采高开采为工程背景,针对其硬顶、软底、软煤的赋存特点,采用实验室相似材料模拟的研究方法,实现了从开切眼到停采中走向方向上的全过程相似实验模拟。通过对实验数据的整理和分析,在大采高... 以新疆焦煤集团艾维尔沟矿区5#煤层走向长壁大采高开采为工程背景,针对其硬顶、软底、软煤的赋存特点,采用实验室相似材料模拟的研究方法,实现了从开切眼到停采中走向方向上的全过程相似实验模拟。通过对实验数据的整理和分析,在大采高的开采条件下,工作面支架受载情况在数值的大小上呈现"一大一小",在数值的变化上呈现"稳定—基本稳定—变化剧烈"的规律,并在一定程度上反映出工作面矿压显现的剧烈程度;煤壁前方的应力峰值随着工作面的推进而向前移动,其呈现先增大后减小再增大的趋势,其峰值的应力集中系数较大,而起伏变化较小;上覆岩层的位移存在先小后大的变化规律,在实验过程中,存在"切顶"现象,具有明显的"三带"分布特征。 展开更多
关键词 相似模拟 上覆岩层 大采高 周期来压
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“三软”煤层上覆岩层移动破坏规律研究 被引量：3
15
作者 吕兆恒 黄庆国 李永明 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第7期79-80,共2页
通过相似材料模型实验,对"三软"煤层上覆岩层的移动破坏规律进行了研究。结果表明:"三软"煤层的上覆岩层具有从下往上分层破坏的特性;上覆岩层距煤层越近,下沉量越大,距煤层越远,下沉量越小。
关键词 “三软”煤层 上覆岩层 相似材料模型 移动破坏 下沉量
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覆岩采动裂隙中瓦斯渗流特性数值模拟 被引量：2
16
作者 郑万成 李一波 王凤双 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第5期19-21,25,共4页
运用RFPA-flow数值模拟软件,对关键层位于距离煤层顶板30 m处开采过程的上覆岩层垮落现象及随工作面推进过程中上覆岩层中瓦斯气体渗流速度变化规律进行了数值模拟。通过对实验结果的分析可知,开采过程工作面前方形成了卸压区、应力集... 运用RFPA-flow数值模拟软件,对关键层位于距离煤层顶板30 m处开采过程的上覆岩层垮落现象及随工作面推进过程中上覆岩层中瓦斯气体渗流速度变化规律进行了数值模拟。通过对实验结果的分析可知,开采过程工作面前方形成了卸压区、应力集中区、稳压区、原岩应力区,上覆岩层的来压步距为15 m左右,上覆岩层中瓦斯渗流速度随煤层的开采,呈现出先升高,后降低,再升高的变化趋势。 展开更多
关键词 上覆层岩 采动裂隙 瓦斯渗流 数值模拟 关键层
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大采高综采工作面上覆岩层移动规律及围岩控制研究 被引量：2
17
作者 肖学 《山西煤炭》 2012年第11期53-54,共2页
通过大采高采场的覆岩结构、力学模型、应力分布数值模拟、结合相似材料物理模拟试验等手段,揭示了大采高综采工作面围岩移动变形规律和矿压显现规律,提出了工作面推进过程中顶板管理、煤壁片帮控制等关键技术方案,为支架工作阻力确定... 通过大采高采场的覆岩结构、力学模型、应力分布数值模拟、结合相似材料物理模拟试验等手段,揭示了大采高综采工作面围岩移动变形规律和矿压显现规律,提出了工作面推进过程中顶板管理、煤壁片帮控制等关键技术方案,为支架工作阻力确定及架型选择提供依据,为建成年产1 000万t综采示范工作面奠定技术基础。 展开更多
关键词 综采工作面 上覆岩层 移动规律 围岩控制
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刘河煤矿采动影响下覆岩破坏高度的相似模拟 被引量：1
18
作者 夏宇 李新文 《现代矿业》 CAS 2013年第1期24-26,共3页
为了确定刘河煤矿13021工作面开采对覆岩破坏高度的影响和防砂煤柱的留设,采用实验室相似材料模拟试验,分析了13021工作面推进过程中,其上覆岩层的破坏高度的动态演化过程。通过对不同剖面的相似模拟发现,在13021工作面一次采全高平均采... 为了确定刘河煤矿13021工作面开采对覆岩破坏高度的影响和防砂煤柱的留设,采用实验室相似材料模拟试验,分析了13021工作面推进过程中,其上覆岩层的破坏高度的动态演化过程。通过对不同剖面的相似模拟发现,在13021工作面一次采全高平均采厚2.7m,上覆岩层垮落带最大高度为16.1 m,模拟结果对于防砂煤柱的留设具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 采动影响 上覆岩层 放砂煤柱 相似模拟 跨落带
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黄河北煤田薄煤层上覆岩层纵向运动规律研究 被引量：1
19
作者 白晋恒 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第8期92-94,共3页
为得到黄河北煤田薄煤层上覆岩层纵向运动规律,利用有限元软件FLAC^(3D)对采场上覆岩层在采场不同推进阶段的纵向应力及位移云图进行了分析,同时证明了薄煤层开采时上覆岩层中同样存在"三带"结构,可为薄煤层采场结构模型建立... 为得到黄河北煤田薄煤层上覆岩层纵向运动规律,利用有限元软件FLAC^(3D)对采场上覆岩层在采场不同推进阶段的纵向应力及位移云图进行了分析,同时证明了薄煤层开采时上覆岩层中同样存在"三带"结构,可为薄煤层采场结构模型建立、来压预报和采场控制设计等工作提供依据。 展开更多
关键词 薄煤层 上覆岩层 三带
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公乌素矿1604工作面覆岩关键层的判定及分析
20
作者 徐国华 张金山 +1 位作者 马猛 吴国良 《山西焦煤科技》 2013年第3期49-52,共4页
综放工作面上覆岩层中的关键层位置及破断距的确定对控制工作面的矿山压力有重要的作用。以公乌素1604超长综放工作面的上覆岩层为研究对象,采用钱鸣高院士的关键层理论,对工作面上覆岩层的载荷量与破断距进行计算研究。研究结果表明,1... 综放工作面上覆岩层中的关键层位置及破断距的确定对控制工作面的矿山压力有重要的作用。以公乌素1604超长综放工作面的上覆岩层为研究对象,采用钱鸣高院士的关键层理论,对工作面上覆岩层的载荷量与破断距进行计算研究。研究结果表明,1604工作面上覆岩层中的C2、C7、C11～13、C16～18为单一或组合硬岩层,其中距煤层顶板20.75 m厚为12.65 m、破断距为31.2 m的复合岩层C11～13为亚关键层,距煤层顶板40.59 m厚为13.2 m、破断距为36.7 m以细粒砂岩为主的复合岩层C16～18为主关键层。关键层及破断距的确定将对1604综放工作面顶板的管理有着一定的指导意义。 展开更多
关键词 上覆岩层 关键层理论 破断分析
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