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煤炭开采与岩层运动 被引量：193
1
作者 钱鸣高 许家林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期973-984,共12页
采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础... 采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础科学问题,对这些规律的认识将提高煤炭开采的科学性。由于采动岩层运动的复杂性,至今仍然有很多问题没有解决。介绍了采动覆岩运动的块体结构形式、岩层运动对工作面空间维护的影响、岩层运动对覆岩裂隙演化与地下水和地表沉陷等环境问题的影响、岩层运动对采动应力场影响等方面的研究进展与存在的主要问题,明确了岩层运动研究的重点和方向。结果表明:采动岩层运动是一种坚硬岩层破断前的应力集中和破断后形成块体的力学行为,坚硬岩层的破断和块体运动具有突变和不连续性,破断块体互相咬合可能形成"大变形"结构,块体咬合结构的S-R稳定性将对矿压显现、采动裂隙和地表沉陷等产生重要影响。岩层运动是一个"黑箱",目前仅仅在控制原理上得到解释,达到"灰箱"程度。因此,岩层控制在很多场合只能是"宏观"控制。"砌体梁"结构力学模型的建立明确了支护原理和支架工作阻力估算原则。一般情况下,按照4～8倍采高岩柱自重估算支架工作阻力可以满足工程需要,在大采高或薄直接顶、浅部开采、特殊压架条件等情况下支架工作阻力估算应采用上限,个别条件下单纯提高支架阻力仍无法彻底解决压架问题,还需配套实施相关工程措施加以防范。根据覆岩关键层破断块体结构的稳定性,将我国不同表土层条件下的地表沉陷划分为3种类型,提出应根据地表沉陷的不同类型进行预测、控制与选择复垦方法。关键层的赋存与破断特性对采动应力分布影响显著。目前,由于应力集中引起的事故比瓦斯事� 展开更多
关键词 岩层运动 “砌体梁”结构 关键层 块体运动 科学采矿
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大倾角煤层采场顶板运动结构分析 被引量：68
2
作者 黄建功 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期411-414,共4页
根据大倾角煤层采场矿压显现特点 ,对采场顶板岩层的运动、破坏形式进行了研究 .提出了大倾角条件下老顶岩层在运动中易于形成倾斜砌体结构板大结构 ,直接顶岩层则因上段冒落矸石充填 ,在采场中下段形成砌体梁小结构 ,并探讨了中下段小... 根据大倾角煤层采场矿压显现特点 ,对采场顶板岩层的运动、破坏形式进行了研究 .提出了大倾角条件下老顶岩层在运动中易于形成倾斜砌体结构板大结构 ,直接顶岩层则因上段冒落矸石充填 ,在采场中下段形成砌体梁小结构 ,并探讨了中下段小结构平衡的极限条件和结构失稳形式 . 展开更多
关键词 顶板运动 煤层 直接顶 砌体结构 矿压显现 运动形式
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对浅埋煤层“短砌体梁”、“台阶岩梁”结构与砌体梁理论的商榷 被引量：29
3
作者 侯忠杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1201-1204,共4页
基于砌体梁结构岩块平衡的几何条件,讨论了《矿山压力与岩层控制》教材中浅埋煤层开采岩层控制部分"短砌体梁"结构和"台阶岩梁"结构的概念.认为浅埋煤层顶板因为不满足砌体梁结构断裂岩块长度起码大于层厚2倍的平... 基于砌体梁结构岩块平衡的几何条件,讨论了《矿山压力与岩层控制》教材中浅埋煤层开采岩层控制部分"短砌体梁"结构和"台阶岩梁"结构的概念.认为浅埋煤层顶板因为不满足砌体梁结构断裂岩块长度起码大于层厚2倍的平衡先决条件,因而不能形成砌体梁结构,而"短砌体梁"是"断裂岩块厚度与长度之比接近1"的砌体梁结构,故"短砌体梁"概念与砌体梁理论相矛盾;"台阶岩梁"的概念建立在不正确的假设之上,不恰当地应用了砌体梁理论的结论,将已失稳垮落的N岩块仍按砌体梁理论的"铰接"条件分析,因而"台阶岩梁"结构是不存在的.实际上只要视M岩块即"控制岩块"为岩梁建立模型即可. 展开更多
关键词 浅埋煤层 短砌体梁 台阶岩梁 砌体梁 顶板结构
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推进方式对断层围岩应力演化规律的影响 被引量：14
4
作者 王涛 由爽 高宇 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期276-281,286,共7页
煤炭开采中的冲击地压与断层构造密切相关,而工作面分别沿断层上盘和下盘推进时具有不同的冲击危险。为研究工作面推进方式与断层活动的相关性,以某过正断层工作面为例,通过数值计算分析不同推进方式下断层两盘接触应力状态的演化过程,... 煤炭开采中的冲击地压与断层构造密切相关,而工作面分别沿断层上盘和下盘推进时具有不同的冲击危险。为研究工作面推进方式与断层活动的相关性,以某过正断层工作面为例,通过数值计算分析不同推进方式下断层两盘接触应力状态的演化过程,基于对推进过程关键层破断规律的分析,研究断层应力演化差异性产生的原因,并通过工作面实际回采过程的微震监测数据,验证了采动影响下断层活化规律。研究发现:上盘开采时的断层应力变化幅度大于下盘开采时的应力变化幅度,上盘开采时断层围岩系统应力传递能力优于下盘开采;推进方式会影响上覆岩层破断后的覆岩结构和应力传递,上盘开采时关键层破断后更易形成砌体梁结构,且结构体系的稳定性高于下盘开采,下盘开采时工作面冲击危险性更高,须根据断层性质做好工作面布置和开采优化,进而降低冲击地压危险。 展开更多
关键词 冲击地压 断层 推进方式 砌体梁 微震
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软岩矿山采场结构参数优化
5
作者 雷大星 张耀平 +2 位作者 蔡汉玉 欧阳光 项宇 《化工矿物与加工》 CAS 北大核心 2017年第2期56-59,63,共5页
软岩矿山采用矿房法回采时,其顶板往往存在较多节理和裂隙,已不适合用连续梁理论来分析,项目组应用伏萨尔梁法计算梁上最大抗压应力,并对某石膏矿山不同采场结构参数顶板稳定安全系数进行了评估计算,运用Flac-3D模拟不同条件下采场最大... 软岩矿山采用矿房法回采时,其顶板往往存在较多节理和裂隙,已不适合用连续梁理论来分析,项目组应用伏萨尔梁法计算梁上最大抗压应力,并对某石膏矿山不同采场结构参数顶板稳定安全系数进行了评估计算,运用Flac-3D模拟不同条件下采场最大主应力及位移分布情况。研究结果:矿房跨度增加,顶板的最大拉应力成正相关,顶板沉降量也成正相关;顶板厚度的增加,使得顶板的拉应力峰值呈上升趋势,而顶板沉降位移呈减小趋势;最终确定采场结构参数为:矿房顶板厚度0.75m,跨度10m。 展开更多
关键词 伏萨尔梁 采场结构参数 数值模拟 优化 安全系数
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大采高工作面等效直接顶与顶板结构研究 被引量：22
6
作者 黄庆享 马龙涛 +1 位作者 董博 沈滨和 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2015年第5期541-546,610,共7页
在现场实测统计分析的基础上,通过模拟实验和数值计算,揭示了大采高工作面直接顶变厚和覆岩结构铰接点上移的机理,给出了"等效直接顶"的定义。研究得出浅埋煤层大采高工作面顶板结构主要表现为双关键层结构,下组关键层为"... 在现场实测统计分析的基础上,通过模拟实验和数值计算,揭示了大采高工作面直接顶变厚和覆岩结构铰接点上移的机理,给出了"等效直接顶"的定义。研究得出浅埋煤层大采高工作面顶板结构主要表现为双关键层结构,下组关键层为"高位台阶岩梁"结构,上组关键层为"短砌体梁"结构,工作面来压将出现大小周期来压现象。等效直接顶的破断为上部拉破断下部剪破断,等效直接顶的重量是工作面支架载荷的主要来源。大采高工作面支架初撑力应大于等效直接顶的重量,支架工作阻力主要由等效直接顶重量构成,占77%,支架额定工作阻力约为初撑力的1.3倍。 展开更多
关键词 大采高 等效直接顶 高位台阶岩梁结构 支护阻力 浅埋煤层
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浅埋煤层大采高工作面顶板结构分析 被引量：14
7
作者 黄庆享 唐朋飞 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期282-286,共5页
浅埋煤层大采高工作面应用普遍,其顶板结构理论和支护阻力计算有待深入研究。大采高工作面随着采高增大,顶板冒落带高度增大,部分地质基本顶具有等效直接顶特征。根据等效直接顶垮落充填程度的不同,将等效直接顶分为3种类型,常见的是一... 浅埋煤层大采高工作面应用普遍,其顶板结构理论和支护阻力计算有待深入研究。大采高工作面随着采高增大,顶板冒落带高度增大,部分地质基本顶具有等效直接顶特征。根据等效直接顶垮落充填程度的不同,将等效直接顶分为3种类型,常见的是一般充填型,基本顶将形成高位台阶岩梁结构。在实测和模拟研究的基础上,考虑顶板破断角,建立了浅埋煤层大采高"斜台阶岩梁"结构模型,给出了支架工作阻力的计算公式。最后,实例分析了等效直接顶厚度、基本顶关键块长度、基本顶关键块厚度对支架支护阻力的影响,验证了公式的可靠性。 展开更多
关键词 浅埋煤层 大采高 等效直接顶 斜台阶岩梁结构 支护阻力
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