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特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理 被引量:44
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作者 于斌 朱卫兵 +2 位作者 李竹 高瑞 刘锦荣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2398-2407,共10页
针对大同矿区石炭系特厚煤层综放工作面周期性发生液压支架立柱大幅下缩甚至压死支架的工程技术难题,采用理论分析与现场实测的方法,研究特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理。提出了远场"三角板"结构运动影响特厚煤层开采工作... 针对大同矿区石炭系特厚煤层综放工作面周期性发生液压支架立柱大幅下缩甚至压死支架的工程技术难题,采用理论分析与现场实测的方法,研究特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理。提出了远场"三角板"结构运动影响特厚煤层开采工作面矿压的理念,建立了远场关键层"横OX"破断形成的"三角板"结构力学模型,确定了该"三角板"结构滑落失稳和回转变形失稳的理论判据;结合同忻煤矿现场实例,预计了远场关键层"横O-X"破断"三角板"结构块体的几何尺寸,并分析了此"三角板"的走向长度及回转程度对其自身结构稳定性的影响,结果表明"三角板"的走向长度和回转程度越大时该结构越容易失稳。同忻煤矿8202工作面临空侧回风平巷超前段底臌变形特征间接验证了远场关键层发生"横O-X"破断的规律。据此提出超前预裂远近场关键层以及在"三角板"结构下工作面实行快速推进等防治措施。 展开更多
关键词 特厚煤层 关键层 “横O-X”破断 “三角板”结构 矿压显现 大采高
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工作面过煤柱强矿压显现机理及地面压裂控制研究 被引量:21
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作者 高瑞 于斌 孟祥斌 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期324-331,共8页
针对特厚煤层工作面受远场上覆煤柱大结构影响的强矿压显现机理及控制难题,综合采用现场实测和数值模拟的研究方法,对工作面强矿压显现特征及机理进行研究,提出并实施了地面压裂控制强矿压的技术。现场实测表明,3-5#特厚煤层开采后覆岩... 针对特厚煤层工作面受远场上覆煤柱大结构影响的强矿压显现机理及控制难题,综合采用现场实测和数值模拟的研究方法,对工作面强矿压显现特征及机理进行研究,提出并实施了地面压裂控制强矿压的技术。现场实测表明,3-5#特厚煤层开采后覆岩破断发展至上覆侏罗系煤柱位置,造成煤柱大结构破坏,数值计算表明,煤柱集中应力致使下伏相邻硬厚岩层整体性的切落失稳是造成工作面强矿压显现的主要原因。据此,提出基于地面水力压裂高位硬厚岩层的采场矿压控制技术手段。实践表明,地面压裂扩展半径大,工作面来压强度明显降低,压裂效果显著,表明地面压裂是实现强矿压控制的有效创新手段。 展开更多
关键词 特厚煤层 上覆煤柱 强矿压 地面压裂 裂缝扩展
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特厚煤层放顶煤开采矿压显现规律研究 被引量:14
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作者 刘宝珠 马亚杰 章之燕 《中国煤炭》 北大核心 2012年第4期41-43,67,共4页
采用现场矿压观测和计算机数值模拟对唐山矿特厚煤层综放工作面矿压显现规律进行了分析研究。矿压观测表明,工作面来压周期性较明显,呈现高频率、低强度的特征,平均周期来压步距为8.1m。整个工作面全长范围内,老顶来压具有明显的不一致... 采用现场矿压观测和计算机数值模拟对唐山矿特厚煤层综放工作面矿压显现规律进行了分析研究。矿压观测表明,工作面来压周期性较明显,呈现高频率、低强度的特征,平均周期来压步距为8.1m。整个工作面全长范围内,老顶来压具有明显的不一致性,即中部来压强度大,上部和下部来压强度小,上部高于下部。计算机数值模拟结果与现场矿压观测结果基本一致。 展开更多
关键词 特厚煤层 综采 放顶煤开采 矿压显现规律 数值模拟
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厚煤层开采垮落带及导水裂缝带高度探测方法 被引量:7
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作者 程英好 吴振岭 许超 《煤炭与化工》 CAS 2016年第3期87-91,共5页
为研究厚煤层综放开采(一次采全高放顶煤)、中硬~坚硬覆岩条件下厚煤层开采顶板垮落带及导水裂缝带发育高度,以鹤岗矿区为例,采用冲洗液漏失量观测、水位观测,井下彩色电视观测法、超声波成像测井法等现场实测方法及室内相似材料模拟... 为研究厚煤层综放开采(一次采全高放顶煤)、中硬~坚硬覆岩条件下厚煤层开采顶板垮落带及导水裂缝带发育高度,以鹤岗矿区为例,采用冲洗液漏失量观测、水位观测,井下彩色电视观测法、超声波成像测井法等现场实测方法及室内相似材料模拟、FLAC3D数值模拟等方法进行探测研究,确定其垮落带及导水裂缝带高度,推导了适合鹤岗矿区厚煤层开采的垮落带及导水裂缝带高度的预测公式,对其进行了验证,总结出了适合厚煤层顶板垮落带及导水裂缝带发育高度的探测体系。 展开更多
关键词 巨厚煤层 综放开采 导水裂缝带 探测方法
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元堡煤矿浅埋特厚煤层开采地表沉陷规律研究 被引量:5
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作者 管俊才 鞠金峰 《中国煤炭》 北大核心 2013年第5期37-40,125,共5页
为了掌握元堡煤矿浅埋特厚煤层开采时的地表沉陷规律,针对该矿1901首采综放面开采时的地表沉陷特征进行了实测分析。结果表明,浅埋特厚煤层开采引起的地表变形破坏明显,实测最大下沉量11.067m,下沉系数0.86,得到了地表移动变形预计的各... 为了掌握元堡煤矿浅埋特厚煤层开采时的地表沉陷规律,针对该矿1901首采综放面开采时的地表沉陷特征进行了实测分析。结果表明,浅埋特厚煤层开采引起的地表变形破坏明显,实测最大下沉量11.067m,下沉系数0.86,得到了地表移动变形预计的各项参数,为保护煤柱的设计提供了基础数据。 展开更多
关键词 煤炭开采 浅埋煤层 特厚煤层 地表沉陷 测量
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特厚煤层大采高综放设备的研发 被引量:3
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作者 刘大同 《煤矿机电》 2011年第1期31-35,共5页
介绍世界首套特厚煤层(<20 m)、大采高(3.5~5 m)综放设备的研制过程、遇到的技术问题和解决方法。
关键词 特厚煤层 大采高 综放设备
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特厚煤层回采巷道顶煤稳定特征研究 被引量:2
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作者 刘海全 朱敬 王建 《煤炭科技》 2021年第4期62-68,共7页
针对特厚煤层巷道顶煤厚度大、裂隙发育广,在掘进过程中便出现破裂失稳导致支护困难的问题,以鲍店煤矿7302工作面辅运巷为工程背景,采用现场实测和数值模拟等研究手段,开展了特厚煤层巷道顶煤稳定特征研究。研究发现,现场巷道顶煤的裂... 针对特厚煤层巷道顶煤厚度大、裂隙发育广,在掘进过程中便出现破裂失稳导致支护困难的问题,以鲍店煤矿7302工作面辅运巷为工程背景,采用现场实测和数值模拟等研究手段,开展了特厚煤层巷道顶煤稳定特征研究。研究发现,现场巷道顶煤的裂隙以及破坏区域发育高度随着顶煤厚度增加而增加,顶煤厚度的增加导致了巷道顶板低承载力区域范围的扩大,加剧了顶板变形下沉。针对巷道顶煤破坏机制,提出了顶煤连续化高效控制技术,有效保持了巷道顶煤的高完整度,取得了良好的试验效果。 展开更多
关键词 特厚煤层 数值模拟 顶煤连续化控制 顶板下沉 破坏机制
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基于立方插值法及示踪技术的工作面漏风区域划分研究 被引量:2
8
作者 李杰 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第7期215-218,223,共5页
为了研究超厚煤层放顶煤工作面瓦斯分布规律及采空区瓦斯涌出的特征,采用单元法将采场分为40个测试单元,测试了不同生产环境下采场瓦斯分布特征;运用MATLAB软件提供的立方插值法建立了工作面三维瓦斯浓度分布模型,揭示了工作面瓦斯分布... 为了研究超厚煤层放顶煤工作面瓦斯分布规律及采空区瓦斯涌出的特征,采用单元法将采场分为40个测试单元,测试了不同生产环境下采场瓦斯分布特征;运用MATLAB软件提供的立方插值法建立了工作面三维瓦斯浓度分布模型,揭示了工作面瓦斯分布规律;分析了瓦斯涌出来源,提出了利用SF6示踪技术并结合实测架间瓦斯浓度的方法,将工作面风流分为3大区,测试结果表明,工作面1~#~40~#架(70 m)为工作面风流漏入区,40~#~80~#架(96~140 m)为过渡区,80~#~120~#架(140~210 m)为采空区气体漏出区;划定了工作面瓦斯治理的重点区域,为抽采措施最佳抽采范围的确定提供了数据支撑。 展开更多
关键词 超厚煤层 立方插值法 示踪技术 瓦斯分布特点 最佳抽采范围
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薄基岩特厚煤层端头围岩变形机理 被引量:1
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作者 刘飞 马占国 +1 位作者 龚鹏 崔楠 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期94-99,共6页
随着我国煤炭主产区西移,西部薄基岩、特厚煤层等复杂地质采矿条件导致工作面端头围岩变形严重、巷道超前支承压力增大、资源回收率低等一系列问题,西部资源开采端头围岩变形机理研究已成为行业的重大需求之一。基于不连沟煤田地质条件... 随着我国煤炭主产区西移,西部薄基岩、特厚煤层等复杂地质采矿条件导致工作面端头围岩变形严重、巷道超前支承压力增大、资源回收率低等一系列问题,西部资源开采端头围岩变形机理研究已成为行业的重大需求之一。基于不连沟煤田地质条件,建立相似模拟试验模型,结合摄影量测方法,对西部特殊地质条件下端头围岩变形和区段煤柱稳定性进行深入研究,分析端头放煤距离对端头围岩和区段煤柱变形破坏及应力分布特征的影响规律。研究表明:当端头有3架以上宽度顶煤未放出时,基本顶形成悬顶结构,其中顶煤剩7架、5架、3架未放时,基本顶回转角度分别为9°,22°和12°;端头顶煤全部放出时,基本顶破碎,端头上方顶板结构向采空区发生逆向回转,较大程度改善区段煤柱的应力状态;3架宽度顶煤不放出时,端头围岩应力较大,端部顶煤全放出时,端头围岩应力较小。相关研究成果在F6203综放工作面成功实施,效果显著。 展开更多
关键词 薄基岩 特厚煤层 端头围岩 变形机理
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大倾角特厚煤层放顶煤液压支架的研制
10
作者 黄开林 李刚 《煤矿机电》 2012年第6期104-105,共2页
介绍某矿煤层地质条件、工作面开采及布置方式等情况,以及大倾角特厚煤层综放液压支架的设计、特点及使用效果。使用结果表明:该支架结构合理,支护性能良好,设备配套性好,年产400万t原煤。
关键词 综放开采 液压支架 特厚煤层
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松软顶板特厚煤层综放开采可行性研究
11
作者 付金强 《中国煤炭》 北大核心 2013年第7期58-60,68,共4页
针对老公营煤矿松软顶板特厚煤层下综放开采可能面临的漏砂及顶煤冒放性差的现象,分析了煤层强度、煤层赋存深度、顶板条件、采放比、顶煤裂隙发育程度及夹矸等影响因素,同时运用三维数值模拟对回采后煤壁的支承压力及顶煤的拉伸破坏程... 针对老公营煤矿松软顶板特厚煤层下综放开采可能面临的漏砂及顶煤冒放性差的现象,分析了煤层强度、煤层赋存深度、顶板条件、采放比、顶煤裂隙发育程度及夹矸等影响因素,同时运用三维数值模拟对回采后煤壁的支承压力及顶煤的拉伸破坏程度进行了研究。分析结果表明:该煤矿松软顶板特厚煤层条件下可以采用综放开采,且顶煤的冒放性较好,有利于实现工作面的安全高产高效。 展开更多
关键词 松软顶板 特厚煤层 综放开采 可行性
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超厚煤层条件下综采工作面地质构造的探测与分析
12
作者 姬伟 《煤炭与化工》 CAS 2016年第4期95-99,共5页
在超厚煤层条件下,为探明金地煤业1326综采工作面回采工程中可能出现的影响程度大于1/2煤层厚度的地质构造和长轴大于20 m的陷落柱的分布情况,通过应用无线电波坑道透视技术,并结合现有已知的地质资料对该工作面进行探测和分析,为该综... 在超厚煤层条件下,为探明金地煤业1326综采工作面回采工程中可能出现的影响程度大于1/2煤层厚度的地质构造和长轴大于20 m的陷落柱的分布情况,通过应用无线电波坑道透视技术,并结合现有已知的地质资料对该工作面进行探测和分析,为该综采面的安全、高效回采提供科学依据。 展开更多
关键词 超厚煤层 综采工作面 地质构造
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急倾斜煤层水平分层综放开采岩层移动规律 被引量:33
13
作者 戴华阳 易四海 +3 位作者 鞠文君 阎跃观 杨世杰 乔中栋 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期409-412,467,共5页
为了进一步认识水平分层综放开采的开采沉陷特点,运用相似材料模型实验,对某矿大倾角煤层的开采沉陷过程进行了模拟研究,揭示了急倾斜特厚煤层水平分层深部开采岩层与地表移动规律.
关键词 急倾斜特厚煤层 水平分层 综放开采 相似材料模型试验 岩层与地表移动规律
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急倾斜特厚煤层水平分段开采瓦斯预抽技术 被引量:7
14
作者 陈建强 胡延伟 +2 位作者 刘昆轮 王刚 范酒源 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第34期14034-14038,共5页
基于对新疆乌东煤矿的急倾斜特厚煤层水平分段开采方式的瓦斯流动特征的研究,围绕急倾斜特厚煤层水平分段开采方式瓦斯来源多、涌出量过大等问题,对煤层取芯测瓦斯含量数据进行统计,并将数据导入MATLAB进行多元回归分析,采用现场试验法... 基于对新疆乌东煤矿的急倾斜特厚煤层水平分段开采方式的瓦斯流动特征的研究,围绕急倾斜特厚煤层水平分段开采方式瓦斯来源多、涌出量过大等问题,对煤层取芯测瓦斯含量数据进行统计,并将数据导入MATLAB进行多元回归分析,采用现场试验法和极限抽采时间法相结合的方式研究出瓦斯抽采半径,得到了合理的抽采间距在6 m左右,提出了急倾斜煤层掘进工作面瓦斯抽采技术。结果表明,急倾斜特厚煤层地质构造复杂,瓦斯赋存量大,需要预抽煤层瓦斯;对现场实测与拟合结果进行误差分析,平均误差为3.59%,误差值较小,准确性高;预抽瓦斯有效降低了掘进迎头和回风巷道的瓦斯浓度,能保障工作面安全、高效生产。 展开更多
关键词 急倾斜特厚煤层 水平分段开采 预抽瓦斯 抽采半径 极限抽采时间
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巨厚煤层开采覆岩含水层破坏模拟:以准东大井矿区为例 被引量:5
15
作者 李根生 曾强 +1 位作者 赵龙辉 高坡 《中国矿业》 北大核心 2018年第3期104-109,共6页
本文针对准东矿区巨厚煤层典型赋存特征,以大井矿区为研究对象,通过识别覆岩关键层及含水层,采用UDEC数值模拟方法,建立大井矿区巨厚煤层开采覆岩力学模型,对不同开采方法覆岩含水层破坏进行了模拟研究。结果表明:研究区覆岩关键层分为... 本文针对准东矿区巨厚煤层典型赋存特征,以大井矿区为研究对象,通过识别覆岩关键层及含水层,采用UDEC数值模拟方法,建立大井矿区巨厚煤层开采覆岩力学模型,对不同开采方法覆岩含水层破坏进行了模拟研究。结果表明:研究区覆岩关键层分为4层、覆岩含水层共2层;开采厚度相同时,大采高开采覆岩下沉量、裂隙带发育高度及开采对含水层的扰动影响均大于放顶煤开采;采高24m,推进长度为300m时,导水裂隙已发育至含水层Ⅱ;主关键层对覆岩位移、裂隙分布及开采对含水层的扰动影响起关键作用。 展开更多
关键词 准东矿区 巨厚煤层开采 覆岩移动 含水层破坏 数值模拟
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准东大井矿区巨厚煤层开采覆岩裂隙分布特征 被引量:3
16
作者 曾强 李根生 +1 位作者 赵龙辉 高坡 《中国矿业》 北大核心 2018年第11期109-115,共7页
针对准东巨厚煤层典型赋存特征,选取大井矿区为研究对象,构建了巨厚煤层开采力学模型,模拟研究不同开采方式采场覆岩裂隙分布特征。结果表明:在采场应力的控制下,工作面前方覆岩裂隙由原岩裂隙区依次演化为原岩裂隙闭合区、微裂隙发育... 针对准东巨厚煤层典型赋存特征,选取大井矿区为研究对象,构建了巨厚煤层开采力学模型,模拟研究不同开采方式采场覆岩裂隙分布特征。结果表明:在采场应力的控制下,工作面前方覆岩裂隙由原岩裂隙区依次演化为原岩裂隙闭合区、微裂隙发育区、裂隙快速发育区、破断裂隙发育区、离层裂隙发育区、裂隙逐渐闭合区;覆岩主关键层是覆岩裂隙发育程度高低的分界线,其也会控制覆岩裂隙发育高度;巨厚煤层开采覆岩裂隙主要分布于采空区两侧,且沿岩层破断线呈"八"字形分布,并随工作面推进呈现周期演化,其是覆岩含水层水体向采场渗流的关键通道,对矿井的安全生产至关重要;从保水采煤角度考虑,放顶煤分层开采对覆岩含水层扰动影响较大采高分层开采小。 展开更多
关键词 准东矿区 巨厚煤层开采 覆岩裂隙分布 数值模拟
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准东大井矿区巨厚煤层开采覆岩含水层渗透特性研究 被引量:1
17
作者 曾强 李根生 +2 位作者 杨洁 赵龙辉 高坡 《中国矿业》 北大核心 2019年第5期116-124,共9页
基于准东大井矿区赋岩柱状及岩性,构建了赋岩物理模型与数值模型。基于该模型,开展了赋岩位移与含水层渗透特性的模拟研究。结果表明:开采首分层覆岩含水层各测点位移随开挖长度的增加而增加;测点1~#物理模拟开挖至70~250m及数值模拟... 基于准东大井矿区赋岩柱状及岩性,构建了赋岩物理模型与数值模型。基于该模型,开展了赋岩位移与含水层渗透特性的模拟研究。结果表明:开采首分层覆岩含水层各测点位移随开挖长度的增加而增加;测点1~#物理模拟开挖至70~250m及数值模拟开挖至100~300m时,位移呈快速增加,其后位移变化稳定;测点2~#物理模拟开挖至70~420m及数值模拟开挖至250~500m时,位移呈快速增加,其后位移稳定;测点3~#物理模拟开挖至430~600m及数值模拟开挖至450~600m时,位移快速增加。物理相似模拟及数值模拟各测点变化趋势基本一致;覆岩含水层各测点有效应力与孔隙介质渗透率呈负相关;覆岩含水层各测点有效应力与裂隙介质渗透率呈正相关。开挖1~5分层渗透率大小为:测点1~#>测点3~#>测点2~#;开挖6~8分层渗透率大小为:测点3~#>测点1~#>测点2~#;覆岩含水层渗透特性与覆岩孔隙-裂隙双重介质动态变化特征有关,与采动覆岩应力变化具有耦合效应。 展开更多
关键词 准东矿区 巨厚煤层开采 覆岩含水层 渗透特性 数值模拟
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倾斜特厚煤层综放开采回采巷道围岩应力分析
18
作者 毕仲文 《科技情报开发与经济》 2012年第24期131-133,共3页
通过对倾斜特厚煤层陈家沟煤矿1205工作面回采过程中回风顺槽和运输顺槽支架载荷的实测研究,揭示了在实际回采过程中巷道围岩的应力显现特征,得出了回风顺槽的压力要大于运输顺槽压力、回风顺槽巷道两帮压力大于顶板压力、运输顺槽工作... 通过对倾斜特厚煤层陈家沟煤矿1205工作面回采过程中回风顺槽和运输顺槽支架载荷的实测研究,揭示了在实际回采过程中巷道围岩的应力显现特征,得出了回风顺槽的压力要大于运输顺槽压力、回风顺槽巷道两帮压力大于顶板压力、运输顺槽工作面侧压力大于采空区侧压力等结论,为下一工作面的安全生产提供了依据,同时也为相同条件下的矿井巷道支护提供了参考。 展开更多
关键词 倾斜特厚煤层 综放开采 回采巷道 围岩应力
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超厚煤层成因机制研究进展 被引量:18
19
作者 王东东 邵龙义 +3 位作者 刘海燕 邵凯 于得明 刘炳强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1487-1497,共11页
为了研究超厚煤层(厚度大于40 m)的形成机制,许多煤地质学家进行了较为深入的研究,获得了丰硕的成果。传统的煤地质学理论认为,泥炭沼泽水面上升速度与植物遗体堆积速度长期处于均衡补偿状态便可以形成厚煤层,甚至厚度达数百米。将这些... 为了研究超厚煤层(厚度大于40 m)的形成机制,许多煤地质学家进行了较为深入的研究,获得了丰硕的成果。传统的煤地质学理论认为,泥炭沼泽水面上升速度与植物遗体堆积速度长期处于均衡补偿状态便可以形成厚煤层,甚至厚度达数百米。将这些厚煤层按照一定的压缩比例恢复成泥炭厚度,则可达数千米;然而现今见到的单层泥炭厚度最厚不超过20 m;这种超厚煤层成因解释势必造成古代和现代泥炭堆积之间的巨大矛盾。异地堆积成因模式,从泥炭(煤)再搬运的角度解释了一些超厚煤层的成因,这些超厚煤层大都发育在断陷盆地内;多煤层叠加成因模式,从多期泥炭沼泽演化、泥炭层叠加的角度解释了一些超厚煤层的成因,这些超厚煤层大都发育在坳陷盆地内。这些模式可以用将今论古的思想解释现代和古代的泥炭沼泽发育特征的一致性。一个超厚煤层的形成,也可能是一种或多种成因机制共同作用的结果。然而,是否存在其他的成因模式,上述成因模式发育的控制因素和作用机理,如何准确而深入的挖掘超厚煤层内部蕴含的丰富地质信息,还有待于进一步深入研究。 展开更多
关键词 超厚煤层 均衡补偿 异地堆积 多煤层叠加 层内间断面 成因机制
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基于趋势面分析的煤层厚度变化规律研究 被引量:18
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作者 张艳伟 屠世浩 +3 位作者 王沉 张村 魏帅锋 宋启 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第1期21-27,共7页
以金庄煤矿8203工作面为工程背景,通过统计工作面煤层钻孔资料,运用趋势面分析方法预测5(3~5)~#煤层厚度变化趋势,得到煤层厚度趋势面方程,采用F法检验煤层厚度趋势面拟合度,最后采用工程验证方法证明了趋势面分析方法预测煤层工作面... 以金庄煤矿8203工作面为工程背景,通过统计工作面煤层钻孔资料,运用趋势面分析方法预测5(3~5)~#煤层厚度变化趋势,得到煤层厚度趋势面方程,采用F法检验煤层厚度趋势面拟合度,最后采用工程验证方法证明了趋势面分析方法预测煤层工作面煤厚变化规律的正确性和可靠性。结果表明:一次趋势面方程拟合度41.31%,四次趋势面方程拟合度74.79%,工作面开采期间钻探钻孔数据验证显示和四次趋势面方程预测数据最大正负误差率为-9.5%和9.1%,最小正负误差率为-1.6%和0.8%,且与实际钻孔测量煤层厚度吻合;四次趋势面方程计算得到工作面平均采出率84.14%,顶煤回采率81.71%;实际工作面回采率为85.24%,顶煤回采率80.69%,两者误差率为1.29%和1.26%.趋势面分析方法预测工作面煤层厚度变化规律是正确可靠的。 展开更多
关键词 特厚煤层 趋势面分析 煤层厚度变化 F分布
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