厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面覆岩破坏电法监测 被引量：20

1

作者 吴荣新 吴茂林 +1 位作者 曹建富 张平松 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期239-245,共7页

掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方... 掌握导水裂缝带发育高度对于厚松散层薄基岩煤矿工作面安全开采具有重要的意义。在煤层采动影响前,在工作面巷道向煤层工作面顶板施工1个仰孔,布置孔中电极电缆,形成钻孔电法监测系统。在巷道中连接并行电法仪器和钻孔电缆,数据采集方式称为AM法。随采煤工作面位置逐渐接近并进入钻孔控制范围,监测电极电流值和视电阻率值发生变化。结果表明:对潘北煤矿厚松散层薄基岩坚硬顶板工作面电法监测显示,弯曲下沉带电极电流值和视电阻率值较为稳定,受采动影响程度较小;导水裂缝带内,电极电流值明显下降,视电阻率值明显升高;顶板高度0~40 m采动超前影响范围可达410 m左右;工作面坚硬顶板砂岩地层为控制覆岩破坏的关键层,采空区上方坚硬顶板岩层垮落滞后工作面9~16 m;工作面导水裂缝带高度为37 m,导水裂缝带未发育到基岩面,风化砂质泥岩裂隙在采动应力作用下存在闭合现象。 展开更多

关键词 厚松散层 薄基岩 覆岩破坏 采煤工作面 电法监测

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厚松散层高强度开采岩层与地表移动模拟 被引量：17

2

作者 赵高博 郭文兵 +1 位作者 娄高中 马志宝 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期130-136,共7页

为研究厚松散层高强度开采引起的岩层与地表移动,对霍宝干河矿某工作面的覆岩破坏及地表沉降进行三维数值模拟,得到该高强度开采工作面在不同推进距离时采空区上覆岩层的塑性区和垂直位移分布云图。对覆岩破坏特征及地表沉降进行了综合... 为研究厚松散层高强度开采引起的岩层与地表移动,对霍宝干河矿某工作面的覆岩破坏及地表沉降进行三维数值模拟,得到该高强度开采工作面在不同推进距离时采空区上覆岩层的塑性区和垂直位移分布云图。对覆岩破坏特征及地表沉降进行了综合分析。用概率积分法和现场实测值验证数值模拟的有效性。结果表明：3种方法得到的地表沉降值接近;覆岩破坏发育过程可划分为4个阶段：起始阶段、缓增阶段、突增阶段和终止阶段;覆岩破坏边界呈正八字形,厚松散层移动边界呈倒八字形,最终呈现出＂类沙漏＂形岩体与地表移动边界。 展开更多

关键词 厚松散层 高强度开采 覆岩破坏 地表沉降 岩体与地表移动边界

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薄基岩厚松散层条件覆岩破坏规律研究 被引量：15

3

作者 易四海 朱伟 刘德民 《煤炭工程》 北大核心 2019年第11期86-91,共6页

为了实现薄基岩厚松散层地质条件下水体压覆煤层的安全开采,采用相似材料模拟实验、理论分析,探讨了薄基岩厚松散层的采动破坏发育规律,提出了覆岩自稳结构的判据。研究结果表明:厚松散层薄基岩很难在基岩内形成有效的自稳结构,工作面... 为了实现薄基岩厚松散层地质条件下水体压覆煤层的安全开采,采用相似材料模拟实验、理论分析,探讨了薄基岩厚松散层的采动破坏发育规律,提出了覆岩自稳结构的判据。研究结果表明:厚松散层薄基岩很难在基岩内形成有效的自稳结构,工作面推进一定距离后,基岩将全厚度断裂,松散层将作为一个整体跟随基岩弯曲下沉;解析了厚松散层的采动隔水能力,认为松散层底部岩层岩性、厚度及所受采动变形将是决定导水裂缝带继续向上发育的关键;结合三元矿薄基岩厚松散层水体下采煤,通过地面钻探实测,论证了粘土层具有较好的隔水能力,薄基岩厚松散层导水裂缝带发育高度止于松散层底部。 展开更多

关键词 薄基岩 厚松散层 覆岩破坏 控水能力 水体

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巨厚覆盖层下特厚煤层综放开采岩移规律 被引量：8

4

作者 刁乃勤 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第2期197-200,共4页

针对巨厚覆盖层下20 m特厚煤层综放开采后,地表出现大台阶、大落差地裂缝,采取地裂缝综合物探、裂隙带高度实测等手段,分析其岩移规律的形成机理,发现地裂缝深部发育为压密性闭合不导水剪切裂缝,裂隙带上方基岩被整体压断,通常的弯曲下... 针对巨厚覆盖层下20 m特厚煤层综放开采后,地表出现大台阶、大落差地裂缝,采取地裂缝综合物探、裂隙带高度实测等手段,分析其岩移规律的形成机理,发现地裂缝深部发育为压密性闭合不导水剪切裂缝,裂隙带上方基岩被整体压断,通常的弯曲下沉带被整体断裂带取代,整体断裂带主要破坏截面位于岩梁中间和两端。最后针对地质灾害防治提出了一系列措施。 展开更多

关键词 巨厚覆盖层 特厚煤层 综放开采 岩移规律 地裂缝

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厚土层下浅埋煤层开采覆岩倾向结构分区与下沉预计模型 被引量：5

5

作者 曹健 黄庆享 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期264-272,共9页

为探究厚土层下浅埋煤层开采的覆岩与地表下沉预计方法,以柠条塔煤矿1^(-2)煤层开采为背景,结合理论分析与物理模拟的方法,揭示了厚土层下浅埋薄基岩煤层采场覆岩倾向结构分区及其特征,建立了分区下沉力学模型,提出了覆岩与地表下沉预... 为探究厚土层下浅埋煤层开采的覆岩与地表下沉预计方法,以柠条塔煤矿1^(-2)煤层开采为背景,结合理论分析与物理模拟的方法,揭示了厚土层下浅埋薄基岩煤层采场覆岩倾向结构分区及其特征,建立了分区下沉力学模型,提出了覆岩与地表下沉预计方法。研究表明:厚土层薄基岩浅埋煤层长壁开采后,沿覆岩倾向方向的垮落和移动可以分为边界煤柱顶板F形岩柱区、采空区顶板梯形垮落区和区段煤柱顶板倒梯形岩柱区,采空区顶板梯形垮落区上部基岩与土层下沉量最大,边界煤柱顶板F形岩柱区的下沉量和区段煤柱顶板倒梯形岩柱区下沉量较小。基岩关键层对上覆岩层及表土层的下沉起控制作用,土层下沉取决于基岩与土层交界面处下沉盆地的形态;通过建立分区下沉力学模型,得到了覆岩与地表下沉量曲线方程。分析得出:采空区顶板梯形垮落区上部基岩下沉量主要与采高和垮落顶板碎胀系数有关,边界煤柱顶板F形岩柱区和区段煤柱顶板倒梯形岩柱区上部的基岩下沉量主要与采高及岩柱结构分布载荷有关。物理模拟实验与理论计算得到1^(-2)煤层开采地表最大下沉量分别为1.1 m和1.07 m,与实测最大下沉量基本相符,验证了下沉预计理论模型准确性,为厚土层下浅埋煤层采场覆岩与地表下沉预计提供了新方法。 展开更多

关键词 厚土层 浅埋煤层 覆岩倾向结构 下沉力学模型

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厚软土覆盖层桩基施工溜桩处置措施 被引量：1

6

作者 郑清松 《水运工程》 北大核心 2020年第12期232-236,共5页

溜桩在码头预制桩沉桩施工时经常发生,特别是覆盖层较厚时更为明显,此时不能简单采用降低桩身自重或降低桩锤自重等常规措施来解决问题。结合工程实例,对溜桩产生的机理进行详细分析,创新地采用增设桩锤吊笼的溜桩沉桩改进措施,并对沉... 溜桩在码头预制桩沉桩施工时经常发生,特别是覆盖层较厚时更为明显,此时不能简单采用降低桩身自重或降低桩锤自重等常规措施来解决问题。结合工程实例,对溜桩产生的机理进行详细分析,创新地采用增设桩锤吊笼的溜桩沉桩改进措施,并对沉桩质量进行检测。结果表明,厚软土覆盖层桩基施工发生溜桩时采用改进型桩锤吊笼设施后,桩身完好,桩尖达到设计高程,桩基竖向承载力满足设计要求,沉桩质量可以得到有效保障,其措施是可行的。 展开更多

关键词 厚覆盖层 桩基 溜桩 桩锤吊笼

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衰老矿区松散含水层下提高残煤资源开采上限研究 被引量：1

7

作者 徐智敏 陈天赐 +3 位作者 李剑锋 陈忠胜 罗武贤 何也 《煤炭科技》 2022年第4期93-101,共9页

我国东部衰老矿区浅部松散层普遍发育较厚,为避免松散层水害事故,矿井在煤层露头区普遍留设了防水煤柱,滞留了大量优质煤炭资源。各矿区经过长期开采,浅部松散含水层的水文地质条件发生了重大变化,为回收浅部块段大量残煤资源提供了可... 我国东部衰老矿区浅部松散层普遍发育较厚,为避免松散层水害事故,矿井在煤层露头区普遍留设了防水煤柱,滞留了大量优质煤炭资源。各矿区经过长期开采,浅部松散含水层的水文地质条件发生了重大变化,为回收浅部块段大量残煤资源提供了可行性。针对衰老矿区长期开采条件下水文地质条件发生重大改变的实际条件,通过系统研究并揭示长期开采扰动下松散层水文地质条件全生命周期的演化过程及规律、松散层下—近距离煤层—重复采动条件下覆岩变形破坏过程及规律,在此基础上,提出了松散含水层下开采水文地质条件发生重大改变后残煤资源安全回收的评价方法体系:首先,通过数值模拟精确刻画研究区松散含水层“富水性弱化”的演变过程与规律,系统评价残煤资源回收的水文地质条件;其次,通过数值模拟、相似材料模拟、现场实测及实测数据拟合对比等水文地质决策与综合探查验证的手段分析煤层开采条件下覆岩变形破坏特征及“两带”发育高度,多种方法互相验证以确保评价结果的准确性;最后,利用数据拟合获取的垮落带计算新公式进行煤柱留设优化计算与可行性评价,确保残煤资源的安全回收。利用该评价方法,已在徐州、两淮及鲁西南矿区5座煤矿、13个工作面取得了成功试采并得到工程验证,累计安全回收煤柱资源458万t,经济与社会效益显著,证明衰老矿区松散含水层下提高残煤资源安全开采上限研究方法可行。 展开更多

关键词 衰老矿区 厚松散层 流场演化 覆岩破坏 残煤资源回收

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厚松散层薄基岩综采面覆岩破坏高度发育规律 被引量：17

8

作者 李佩全 白汉营 +1 位作者 马杰 李文平 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第1期35-37,41,共4页

为确保高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理回采防水煤柱内所留的煤层,在淮南煤田潘集矿区深厚松散层薄基岩条件下的综采工作面,采用地面地质钻孔、井下声波检层CT技术探测等多种现场实测手段,结合离散单元数值模拟,对深厚松散... 为确保高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理回采防水煤柱内所留的煤层,在淮南煤田潘集矿区深厚松散层薄基岩条件下的综采工作面,采用地面地质钻孔、井下声波检层CT技术探测等多种现场实测手段,结合离散单元数值模拟,对深厚松散层薄基岩综采工作面覆岩破坏带高度发育的时空分布规律进行研究。研究结果表明:覆岩破坏带随工作面推进动态变化,随着综采工作面向前推进,导水裂缝带高度35.20～45.10 m,垮落带高度7.28～16.24 m;其覆岩破坏由下向上、由后向前逐步发展。 展开更多

关键词 深厚松散层 薄基岩 综采工作面 离散元数值模拟 覆岩破坏高度

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多层坚硬顶板综放开采矿压规律及控制技术研究 被引量：16

9

作者 朱志洁 王洪凯 +3 位作者 张宏伟 汤国水 兰天伟 高明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第7期1-6,共6页

针对特厚煤层和多层坚硬顶板赋存条件下,工作面易出现液压支架压死、煤壁片帮和沿空巷道围岩变形严重、矿压显现强烈的问题,以同忻煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,对回采巷道和工作面进行矿压显现监测,分析多层坚硬顶板作用下的围岩... 针对特厚煤层和多层坚硬顶板赋存条件下,工作面易出现液压支架压死、煤壁片帮和沿空巷道围岩变形严重、矿压显现强烈的问题,以同忻煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,对回采巷道和工作面进行矿压显现监测,分析多层坚硬顶板作用下的围岩应力和变形规律。研究表明:工作面开采引起的采动应力影响范围较大,多层坚硬顶板作用下覆岩形成了大结构,在其作用下围岩应力和变形表现为"上升突变"和"下降突变"交替出现。研究结果说明了特厚煤层大采出空间和多层坚硬顶板的共同作用是综放工作面强烈矿压显现的主要原因,据此提出了坚硬预裂爆破切顶和沿空巷道恒阻大变形锚杆吸能支护控制技术,可对强矿压进行有效防治。 展开更多

关键词 特厚煤层 多层坚硬顶板 矿压显现 覆岩大结构

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厚黄土层条件下综放开采覆岩破坏数值模拟研究 被引量：9

10

作者 戴华阳 刘继岩 +1 位作者 廉旭刚 刘吉波 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第3期1-4,共4页

厚黄土层条件下综放开采上覆岩层的破坏有其特殊性.利用离散元方法模拟某工作面开采的岩层移动过程,分析了在厚黄土层作用下岩层的破坏形态和移动轨迹,揭示了覆岩应力、位移随工作面推进的变化趋势.提出了关键层破断前后覆岩破坏的2种... 厚黄土层条件下综放开采上覆岩层的破坏有其特殊性.利用离散元方法模拟某工作面开采的岩层移动过程,分析了在厚黄土层作用下岩层的破坏形态和移动轨迹,揭示了覆岩应力、位移随工作面推进的变化趋势.提出了关键层破断前后覆岩破坏的2种结构形态:有拱结构和无拱结构.在2种结构下,厚黄土层对采空区上覆岩层应力和位移变化的影响有着显著差异.研究结果对矿区的安全生产有重要意义. 展开更多

关键词 厚黄土层 条件 综放开采 覆岩破坏 数值模拟研究 fully mechanized CAVING rock damage 上覆岩层 拱结构 离散元方法 工作面推进 工作面开采 岩层应力 移动轨迹 岩层移动 位移变化 破坏形态 结构形态 差异研究 变化趋势

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浅埋厚煤层连续采动下多关键层结构覆岩运移规律研究 被引量：1

11

作者 张奎奎 周辉 +2 位作者 张树光 江飞飞 高阳 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第1期34-41,共8页

以鄂尔多斯转龙湾煤矿23203工作面开采为工程背景,采用连续非连续数值模拟和理论计算方法,对我国西北地区广泛分布的浅埋厚煤层连续采动下覆岩运移规律及矿压显现特征进行研究。结果表明:当埋深200m、厚度4.81 m的浅埋煤层一次采全高连... 以鄂尔多斯转龙湾煤矿23203工作面开采为工程背景,采用连续非连续数值模拟和理论计算方法,对我国西北地区广泛分布的浅埋厚煤层连续采动下覆岩运移规律及矿压显现特征进行研究。结果表明:当埋深200m、厚度4.81 m的浅埋煤层一次采全高连续快速开采时,其基载比Jz>1且有3个关键层结构;连续采动作用下浅埋采场上覆岩层具有3种类型自稳结构,且各自稳结构的周期性破断相互影响,直接顶的第三次周期垮落形式存在“砌体梁”结构转化为“悬臂梁”结构的现象;多关键层结构工作面回采期间实测支架工作阻力值主要在11000~16500kN之间,平均值为14077.20kN,验证了数值模拟、理论计算及支架选型的合理性。研究成果可为浅埋厚煤层安全开采和支架选型提供重要科学依据。 展开更多

关键词 浅埋厚煤层 多关键层结构 覆岩运移规律 连续非连续数值模拟 支架工作阻力

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巨厚松散层薄基岩厚煤层采动裂隙发育抑制机理 被引量：4

12

作者 王振伟 苏保平 +2 位作者 秦建壮 王一哲 陈浩 《煤炭科技》 2022年第5期67-70,共4页

针对郭屯煤矿巨厚松散层薄基岩厚煤层开采后覆岩的破坏特征,通过工作面浅部区域的地层赋存特征分析,建立与其条件相似的数值计算模型,对比分析了不同采煤工艺覆岩的破坏特征,研究了深井提限开采覆岩的变形破坏特征,分析了裂缝发育抑制... 针对郭屯煤矿巨厚松散层薄基岩厚煤层开采后覆岩的破坏特征,通过工作面浅部区域的地层赋存特征分析,建立与其条件相似的数值计算模型,对比分析了不同采煤工艺覆岩的破坏特征,研究了深井提限开采覆岩的变形破坏特征,分析了裂缝发育抑制作用机制。研究表明:煤层厚度为9 m,分别采用自下而上分层开采、预采顶分层网下综合机械化放顶煤开采和综合机械化放顶煤开采,导水裂缝带最大发育高度分别为40.7、45.1、70.0 m,垮落带最大高度分别为16.2、26.3、36.2 m;垮落带高度符合传统条件开采一般规律,但由于基岩薄且风化削弱岩层强度,采空区上覆岩层下沉较快,上部采动得不到充分发育且很被快压实愈合,且工作面新近系底界为巨厚粘土层,塑性强,很好地抑制冒落带和导水裂隙带的发育,从而导致巨厚松散层薄基岩区开采导水裂缝带高度较一般条件下要小。 展开更多

关键词 巨厚松散层 薄基岩 厚煤层开采 不同采煤工艺 数值模拟 覆岩破坏特征

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浅埋厚土层覆岩煤矿矿压规律研究 被引量：4

13

作者 李春睿 毛德兵 +1 位作者 刘全明 徐刚 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期1321-1324,共4页

通过对某厚土层覆岩的煤矿在开采前进行数值试验,为该矿的开采工艺及设备选型提供依据,然后对首采工作面进行矿压观测,分析了工作面顶板的断裂破坏、来压强度,压力分布状态等,对研究该地区浅埋厚土层覆岩的煤矿开采提供可靠的参考依据。

关键词 厚土层覆岩 浅埋煤层 矿压显现规律

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分层方式对煤层开采覆岩活动的影响研究

14

作者 张缓缓 叶永芳 《山东煤炭科技》 2020年第8期126-130,共5页

以潘二矿3煤层为分析对象,运用FLAC3D数值模拟软件,研究厚~巨厚煤层分层开采方式对覆岩活动规律的影响。研究结果表明:累积采厚相同,分层次数多,顶板失稳的概率大;累积采厚和层数相同,先厚后薄开采,顶底板岩层位移量小,反之则大;在不考... 以潘二矿3煤层为分析对象,运用FLAC3D数值模拟软件,研究厚~巨厚煤层分层开采方式对覆岩活动规律的影响。研究结果表明:累积采厚相同,分层次数多,顶板失稳的概率大;累积采厚和层数相同,先厚后薄开采,顶底板岩层位移量小,反之则大;在不考虑岩层应力的情况下,应优先选择先厚后薄且尽量少分层的开采方式。 展开更多

关键词 厚~巨厚煤层 分层开采 FLAC^3D 覆岩活动 开采方式

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