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浅埋煤层群重复采动覆岩运移及裂隙演化规律研究 被引量：18
1
作者 张杰 何义峰 +3 位作者 罗南洪 郭建平 王斌 吴建军 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2022年第3期58-65,共8页
为了准确掌握单一煤层和煤层群开采覆岩裂隙演化规律及分布形态特征,通过物理相似模拟实验、现场钻孔勘探、理论计算等方法分析煤层开采过程中覆岩运移破断特征及采动裂隙的分布形态。结果表明:在重复采动条件下,覆岩出现离层裂隙和纵... 为了准确掌握单一煤层和煤层群开采覆岩裂隙演化规律及分布形态特征,通过物理相似模拟实验、现场钻孔勘探、理论计算等方法分析煤层开采过程中覆岩运移破断特征及采动裂隙的分布形态。结果表明:在重复采动条件下,覆岩出现离层裂隙和纵向裂隙并伴随超前裂隙的产生,形成“采空区-工作面”和“采空区-采空区-工作面”结构时,覆岩裂隙经历产生、扩张、闭合、再产生、贯通、再闭合等6个动态循环变化阶段;煤层群在一次采动时形成“梯形”裂隙区,二次及多次采动下,覆岩受上覆载荷作用,裂隙区向工作面两侧煤柱扩展,上煤层受本煤层边界煤柱和下煤层开采形成的“悬臂岩梁”支撑影响,使工作面两侧裂隙明显高于工作面中部,覆岩形成“M”形裂隙分布形态;覆岩受采动影响产生周期性破断,以单岩层或多岩层同时产生变形、运移、破断垮落,由此可见,覆岩中存在控制上部岩层的硬岩层和其控制岩层以组合梁的形式同步运移、破断。根据覆岩破断特征建立了基于Winkler弹性地基煤层群重复采动覆岩破断特征的组合岩梁力学模型,由模型计算得到覆岩裂隙演化高度和相似模拟实验及现场所测高度相近,由此表明,该模型可作为浅埋煤层群重复采动覆岩裂隙演化高度计算的依据。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层群 裂隙演化 相似模拟 组合岩梁 弹性地基
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浅埋近距离煤层上部采空区自燃危险区数值模拟研究
2
作者 王文才 赵婧雯 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2024年第2期151-154,162,共5页
浅埋近距离煤层群开采下部煤层时,地表裂隙经过二次发育连通上部老采空区,造成采空区内漏风增加,自燃危险性相应增大。以苏家沟煤矿5-1_(上)煤层至地表空间为研究对象,借助Fluent数值模拟软件,研究地表漏风对复合采空区,特别是上部4-2_(... 浅埋近距离煤层群开采下部煤层时,地表裂隙经过二次发育连通上部老采空区,造成采空区内漏风增加,自燃危险性相应增大。以苏家沟煤矿5-1_(上)煤层至地表空间为研究对象,借助Fluent数值模拟软件,研究地表漏风对复合采空区,特别是上部4-2_(中)煤层采空区的自燃危险区域的影响。研究结果表明:采空区内氧气浓度随着与工作面距离得增加而逐渐降低,连通上部采空区与地表的裂隙对采空区内的氧化带分布产生影响,依据自燃危险区的划分标准,结合风流场及氧化带的分布云图确定自燃危险区域的位置和范围。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 上部采空区 漏风 数值模拟 自燃危险区域
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浅埋近距离煤层工作面过遗留煤柱压架机理及防治措施研究 被引量：1
3
作者 李文强 杨建彬 +2 位作者 马景年 刘瑞鹏 李佳慧 《中国煤炭》 2023年第S02期194-201,共8页
以榆家梁矿井42307工作面发生的压架事故为工程背景,采用UDEC离散元数值模拟方法,探究了工作面“过煤柱前过煤柱时发生压架事故”全过程的煤岩层破坏与应力演化特征,揭示了工作面推进采出煤柱过程中煤岩体裂隙演化过程及失稳压架机理,... 以榆家梁矿井42307工作面发生的压架事故为工程背景,采用UDEC离散元数值模拟方法,探究了工作面“过煤柱前过煤柱时发生压架事故”全过程的煤岩层破坏与应力演化特征,揭示了工作面推进采出煤柱过程中煤岩体裂隙演化过程及失稳压架机理,并提出了工作面采出遗留煤柱防治顶板动压灾害的“定向长孔高压水力压裂+地面深孔爆破”技术措施。现场实施效果表明,顶板动压灾害防治技术措施使得工作面出煤柱前支架压力峰值减少34.5%,支柱最大下沉量减少83.3%,工作面巷道顶板下沉量减少75.0%,工作面出煤柱无明显来压,有效避免了工作面采出遗留煤柱时剧烈动压灾害事故的发生。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 遗留煤柱 工作面矿压 压架
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浅埋近距离煤层开采的覆岩与地表下沉规律 被引量：3
4
作者 曹健 雒帅康 +4 位作者 师世图 段军 管隆刚 张鑫 王超 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2022年第4期334-340,共7页
神东煤田主要赋存浅埋近距离煤层,目前顶部单一煤层开采以及下煤层重复采动的覆岩与地表下沉规律研究有待完善.采用实测分析,物理模拟和数值模拟的方法,揭示了单一煤层开采及下煤层重复采动的地表下沉影响因素,下沉系数与采高无直接关系... 神东煤田主要赋存浅埋近距离煤层,目前顶部单一煤层开采以及下煤层重复采动的覆岩与地表下沉规律研究有待完善.采用实测分析,物理模拟和数值模拟的方法,揭示了单一煤层开采及下煤层重复采动的地表下沉影响因素,下沉系数与采高无直接关系,与载基比(松散层厚度/基岩厚度)基本呈正相关.其他条件一定时,层间距越大,重复采动的地表下沉量越小.大柳塔矿1-2上煤层开采后,覆岩离层裂隙主要在基岩中发育,土层依附于基岩呈整体下沉,地表下沉系数为0.79.重复采动基岩与土层下沉加剧,地表有下行裂隙发育,下沉系数为0.85,地表下沉曲线与基岩相比更为缓和. 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 重复采动 覆岩移动 地表下沉
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补连塔煤矿12413工作面过上覆空巷矿压规律 被引量：11
5
作者 刘建宇 康国彪 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第A01期18-21,26,共5页
依据神东矿区补连塔煤矿12413浅埋近距离综采工作面过上覆11煤空巷的实际情况,通过现场写实、理论分析和数值计算及现场实验相结合的研究方法,分析了12413工作面过上覆11煤空巷之前、过空巷时、过空巷之后12413工作面推进过程中矿压显... 依据神东矿区补连塔煤矿12413浅埋近距离综采工作面过上覆11煤空巷的实际情况,通过现场写实、理论分析和数值计算及现场实验相结合的研究方法,分析了12413工作面过上覆11煤空巷之前、过空巷时、过空巷之后12413工作面推进过程中矿压显现规律和12413工作面过平行于推进方向、垂直于推进方向的上覆空巷期间的矿压显现规律的研究。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 综采工作面 过空巷 矿压显现 支架阻力
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浅埋近距离下煤层工作面过倾向煤柱矿压规律 被引量：7
6
作者 黄庆享 刘佳鑫 蔚保宁 《陕西煤炭》 2021年第2期1-5,24,共6页
浅埋近距离煤层上层采空区遗留煤柱对下部煤层开采的来压有显著影响,揭示这种异常矿压的机理,对安全开采具有重要意义。在统计分析神东矿区6个过煤柱开采工作面的矿压特征基础上,通过对哈拉沟煤矿12101工作面过倾向煤柱开采的物理模拟,... 浅埋近距离煤层上层采空区遗留煤柱对下部煤层开采的来压有显著影响,揭示这种异常矿压的机理,对安全开采具有重要意义。在统计分析神东矿区6个过煤柱开采工作面的矿压特征基础上,通过对哈拉沟煤矿12101工作面过倾向煤柱开采的物理模拟,研究了浅埋近距离下煤层过煤柱开采的矿压规律。结果表明,当下方工作面距离上方煤柱水平距离为10 m范围内时(间隔岩层厚度的0.83倍),开始受到上方煤柱集中应力的影响,出现了压力明显增高现象;进入煤柱后,应力持续增大;出煤柱(过空巷)时,应力达到最大值6731 kN/架。掌握这种矿压规律,可为浅埋近距离下煤层过倾向煤柱开采的顶板控制提供借鉴。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 过煤柱开采 顶板来压 影响范围
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浅埋近距离煤层工作面过平行煤柱开采强矿压显现规律 被引量：1
7
作者 孟永兵 黄庆享 +4 位作者 贺雁鹏 范东林 陈苏社 韦业豪 王君 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期245-255,共11页
浅埋近距离煤层工作面过平行煤柱开采容易发生强矿压压架事故,严重影响工作面安全高效开采。以榆家梁煤矿43207工作面和石圪台煤矿2^(-2上)102及2^(-2上)103工作面为背景,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法,根据间隔岩层厚... 浅埋近距离煤层工作面过平行煤柱开采容易发生强矿压压架事故,严重影响工作面安全高效开采。以榆家梁煤矿43207工作面和石圪台煤矿2^(-2上)102及2^(-2上)103工作面为背景,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法,根据间隔岩层厚度和煤柱应力传递影响角,提出了过煤柱阶段划分判据,重点分析了不同间采比G、水力压裂程度条件下,过平行煤柱不同阶段的矿压显现特征。结果表明:由于上覆遗留煤柱及倒梯形覆岩结构的作用,导致煤柱影响阶段来压时支架平均载荷最大,进煤柱阶段次之,出煤柱阶段最小,强矿压位置主要集中在出煤柱影响阶段范围;间采比越小,工作面过煤柱采动期间来压时支架平均载荷越大,间采比G=5.5较G=10在进煤柱阶段、煤柱影响阶段和出煤柱阶段分别增大14.6%、14.2%和23.5%,动载效应越明显;间采比对周期来压步距影响不大,总体上煤柱影响阶段的周期来压步距是进出煤柱阶段的1.6~2倍,周期来压步距越大造成顶板悬伸长度增大,导致工作面来压时支架载荷明显。根据过煤柱阶段不同水力压裂范围的矿压规律分析,压裂后的支架平均载荷较未压裂减小11.2%~15%,来压步距减小7.8%~20.3%,水力压裂效果较明显,可有效地降低工作面过煤柱采动的强矿压风险,为类似开采条件的强矿压控制提供借鉴意义。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 过平行煤柱 强矿压显现 间采比 弱化效果
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浅埋近距离煤层开采覆岩裂隙发育规律与影响因素
8
作者 曹健 师世图 +4 位作者 赵宇琦 苏海涛 王仲 魏旭民 陈意 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2024年第2期145-150,共6页
通过统计浅埋近距离煤层开采实例,研究顶部单一煤层及下煤层重复采动的覆岩裂隙发育规律及其影响因素。单一煤层开采裂采比为8.61~32.50,主要在15.00~30.00之间,覆岩裂隙发育高度与煤层采高呈正相关。下煤层重复采动,间隔岩层完全破断后... 通过统计浅埋近距离煤层开采实例,研究顶部单一煤层及下煤层重复采动的覆岩裂隙发育规律及其影响因素。单一煤层开采裂采比为8.61~32.50,主要在15.00~30.00之间,覆岩裂隙发育高度与煤层采高呈正相关。下煤层重复采动,间隔岩层完全破断后,上覆岩层裂隙活化发育更为剧烈,裂采比与单一煤层开采相比减小,覆岩裂隙发育高度受埋深影响不明显,主要随2煤层综合采厚的增大而增大。此外,随煤层间距增加,覆岩裂隙发育高度呈降速增大。 展开更多
关键词 浅埋近距离煤层 重复采动 覆岩裂隙 影响因素
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