关键层对采动边坡变形破坏的控制作用

所需积分/C币:5 2020-05-23 261KB PDF
评分

在实施露井协采的边坡中,关键层对井工开采形成的采空区上覆岩层及露天边坡部分的岩层起控制作用,关键层的变形和受力将影响到露天矿边坡的稳定。以安太堡露天矿为列,采用LS-DYNA数值模拟的方法,分析了关键层对边坡稳定性的控制作用。

...展开详情
立即下载 最低0.43元/次 身份认证VIP会员低至7折
举报 举报 收藏 收藏
分享
261KB
关键层边坡变形破坏的控制作用

在实施露井协采的边坡中,关键层对井工开采形成的采空区上覆岩层及露天边坡部分的岩层起控制作用,关键层的变形和受力将影响到露天矿边坡的稳定。以安太堡露天矿为列,采用LS-DYNA数值模拟的方法,分析了关键层对边坡稳定性的控制作用。

2020-05-23
437KB
巨厚关键层裂隙分布与瓦斯运移规律研究

针对工作面上覆巨厚关键层的开采条件,采用相似材料模拟实验方法,研究了巨厚关键层影响下采动裂隙的分布特征,并以此为根据提出了瓦斯运移富集特征。研究结果可为巨厚岩层下工作面开采瓦斯突出的预测与防治工作提供一定的理论基础。

2020-05-09
107KB
浅埋近距离煤层重复关键层结构失稳机理研究

神东矿区随着开采规模的不断加大,部分区域的第1层主采煤层已采完,开始回采第2层主采煤层。由于两层煤间距较小,形成了浅埋近距离煤层重复采动的开采条件,在一些特殊的地质采矿条件下,下煤层采场矿压显现异常强烈,工作面曾发生多起支架活柱瞬间大幅下缩甚至压死支架等动载矿压现象,严重威胁着煤矿安全高效生产。论文综合采用理论分析、数值模拟与物理模拟试验、现场实测等方法,就神东矿区浅埋近距离煤层重复采动关键层结构失稳与动载矿压机理进行了深入研究。

2020-05-14
1.2MB
典型关键层结构下覆岩应力分布规律研究

针对目前对煤层支承压力的研究大多基于工作面上覆岩层结构均化处理展开,未充分考虑其内在结构影响的问题,基于岩层控制关键层理论,通过改变关键层位置、厚度等,对典型关键层结构下覆岩采动应力分布规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:随着关键层与煤层间距增大,工作面超前支承压力峰值逐渐减小,关键层下方软岩层超前支承压力峰值先减小后趋于稳定,关键层上方软岩层超前支承压力峰值先增大后趋于稳定,应力集中区域范围减小;随着关键层厚度增大,工作面超前支承压力峰值先增大后趋于稳定,上覆岩层超前支承压力峰值逐渐增大,应力集中区域范围增大。

2020-04-30
799KB
露井联关键层对边坡岩体的水平应力影响研究

以平朔地区某露天矿为研究对象,应用离散元软件UDEC分别考虑有关键层和无关键层2种情况建立采动边坡岩体力学模型,深入研究露井协采条件下关键层对边坡岩体应力分布的影响。通过对边坡岩体内部水平应力的监测、分析表明:随着井工开采煤层推进,覆岩关键层发生应力集中,开切眼侧水平应力集中导致上部岩体向边坡临空面侧移动,并与露天开采的采动效应相耦合,继而影响边坡稳定。

2020-05-25
177KB
黏土隔水层抗能力试验研究

基于榆神矿区基岩上部赋存厚层黏土隔水层的地质采矿条件,采用实验室试验的方法,对黏土隔水层的物理、力学、水理、矿物成分、膨胀性等参数和性质进行了测试和分析,通过三轴应力应变渗透性试验,提出了黏性土受采动影响具有自愈性特征的观点。试验结果表明:黏土具有较大的内摩擦角和黏聚力,黏土隔水层中黏土矿物含量高、膨胀性好;红土层受采动扰动后重塑土样表现出较强的塑性特征,是该区优良的隔水关键层。

2020-04-25
1.03MB
煤层高对覆岩瓦斯卸压运移“三带”范围的影响

基于关键层理论,采用相似模拟、数值模拟和理论分析的方法,研究了煤层采高对采动覆岩瓦斯卸压运移"三带"范围的影响规律。结果表明:覆岩中关键层的位置及其在不同采高条件下的移动、破坏形态是煤层采高对瓦斯卸压运移"三带"范围影响的主要原因。在非充分采动条件下,随着采高的变化,卸压解吸带集中在覆岩中尚未发生弯曲破断且下方存在离层裂隙的关键层以下的采空区中部,其最大高度为主关键层所在高度;在充分采动条件下,采空区周围"O"形圈范围内存在大量离层空间,卸压解吸带横向范围缩小至"O"形圈宽度之内,采高与卸压解吸带宽度间呈自然对数函数关系。最后,通过现场工程应用验证了研究结果指导采动瓦斯卸压抽采工程实践的可靠性

2020-05-15
810KB
浅埋煤层关键隔水层隔水性能及影响变化

陕北浅埋煤层开采引起了一系列的生态环境问题,保水采煤成为陕北乃至整个西北地区煤炭资源科学开采的关键。以神南矿区为例,研究了黄土、红土隔水层的隔水性及采煤对其隔水性的影响。神南矿区砂土基型煤层的保水开采的关键隔水层为上覆粘土层,室内、外试验显示:粘土层失稳后流量猛增形成裂隙流,不利于保水采煤;黄土受地面张裂隙发育的剪切作用处于破碎状态,采动后渗透系数表现为数个数量级的变化;红土处于整体下沉带,受附加应力影响表现出较大的塑性变形,采动后渗透性减小,有利于保水采煤。为实现保水采煤,保证粘土层整体不失稳,宜采用回填采空区技术对地面沉降以及土体围压进行控制,当地面沉降量减小时黄土层可保持不失稳,当侧限应

2020-05-21
218KB
工作面宽度对裂隙“O”形圈发育形态的影响规律

以阳泉三矿K8206工作面为工程背景,采用离散元数值模拟软件UDEC和实验室相似模拟实验研究了工作面宽度对采动裂隙"O"形圈发育形态的影响规律。模拟结果表明:工作面宽度的变化对采动裂隙"O"形圈宽度有着显著影响,在一定的覆岩关键层结构条件下,采动裂隙"O"形圈的宽度随工作面宽度增加而增大;采动裂隙"O"形圈的高度受工作面宽度的影响很小,工作面宽度在一定范围内变化时采动裂隙"O"形圈高度均止于覆岩主关键层。

2020-05-08
578KB
浅埋特大高综工作面关键层“悬臂梁”结构运对端面漏冒的影响

通过对神东矿区大柳塔煤矿52304综采工作面7.0 m支架开采时端面漏冒的现场实测、模拟实验与理论分析,从特大采高综采工作面覆岩关键层"悬臂梁"结构运动对直接顶作用的角度,阐述了端面漏冒的发生机理,并提出了相应的控制对策。结果表明:综采工作面的端面漏冒不仅与顶板岩性、构造和裂隙发育以及支护工况有关,还与关键层破断块体的回转运动密切相关。特大采高综采工作面覆岩第1层关键层易破断进入垮落带而形成"悬臂梁"结构,不同于低采高综采工作面关键层稳定铰接的"砌体梁"结构,由于其破断块体后方无水平的侧向约束力,它将无法形成自稳的承载结构;当支架初撑力不足以平衡该"悬臂梁"破断块体及其上覆垮落带岩层的载荷时,

2020-04-21
320KB
不同高和关键层对导水裂隙带发育的影响

基于补连塔煤矿12407工作面煤层赋存特征,运用UDEC数值模拟软件建立不同采高的二维地质模型,结合关键层分析了不同采高下导水裂隙带的发育规律。结果表明,关键层对导水裂隙带的发育规律有较大的影响;导水裂隙带的发育高度与采高呈正相关关系;补连塔矿区平均导采比为18.7,说明补连塔矿区导水裂隙带发育较高。通过对补连塔矿区导水裂隙带发育规律的研究,可以预测不同采高对采空区上覆岩层的损伤程度,并提前采取措施,可防止工作面溃沙、透水和保护地表植被。

2020-05-07
1.73MB
高工作面复合关键层破断模式与矿压显现机理研究

针对大采高工作面矿压控制难题,利用相似模拟方法对覆岩破断特征与矿压显现机理进行研究,分析了覆岩运移特征与声发射监测信息,提出异步及同步断裂关键层破断模式,建立了相应的上覆岩层复合关键层结构模型和覆岩破断的力学条件,总结上覆岩层移动变形和破断随时间和空间的变化规律,得出关键层同步断裂是造成大采高工作面开采矿压显现强的根本原因。

2020-05-01
1.41MB
裂隙椭抛带态演化及煤与甲烷共

为研究采动覆岩裂隙演化及其中瓦斯的运移规律,通过物理相似模拟及数值模拟发现,煤层开采后采动覆岩裂隙形态可用椭抛带来表征。基于岩层控制关键层理论,建立了考虑采高及第一亚关键层与煤层顶板间距的采动裂隙椭抛带动态演化数学模型。运用环境流体力学,传质学,渗流力学,采动岩体力学等理论,得到采动煤体应力与卸压瓦斯渗流,纵向破断裂隙区瓦斯升浮,以及横向离层裂隙区瓦斯扩散等方程,构建出椭抛带中卸压瓦斯渗流-升浮-扩散综合控制模型。分析了椭抛带卸压瓦斯抽采机理,提出相应的煤与甲烷共采技术。通过山西天池煤矿抽采卸压瓦斯的现场实践,说明采动裂隙椭抛带是卸压瓦斯的储运区,将瓦斯抽采系统布置其中,可取得良好效果。

2020-04-22
303KB
阳煤矿区15号煤开关键层对初瓦斯的影响

基于阳煤矿区15号煤层因开采深度和强度增加,初采期工作面瓦斯突出的问题,依据砌体梁理论与关键层理论分析了上覆岩层破坏对工作面瓦斯涌出量的影响,提出了采用初采瓦斯治理巷的技术方法,并在工程现场对15号煤层工作面初采期瓦斯进行工程试验治理,对瓦斯抽放量和工作面瓦斯涌出量进行监测。结果表明:综放面采用初采瓦斯处理巷,可及时有效地排放占初采期86.25%~90.29%的上临近层瓦斯,降低了风排瓦斯量,消除了初采期瓦斯超限隐患,实现了安全、高效生产。

2020-04-23
988KB
高位硬厚岩层下裂隙和支承应力演化特征及其对瓦斯运移的影响

针对上覆高位硬厚岩层的结构特征和受力状态,建立了均布载荷和体积力共同作用的力学模型,得到了硬厚岩层破断形式的力学判据。采用相似材料模拟试验及离散元数值模拟,研究了高位主关键层下覆岩采动裂隙和支承应力的演化规律及其对瓦斯运移的影响,并采用工程实例验证了研究结果。研究表明:高位主关键层条件下,覆岩采动裂隙发育、煤岩体支承应力分布、卸压效果都发生了明显变异,主关键层阻隔了向上发育或传递。主关键层下方形成中部梯形压实区和两侧平行四边形破裂区,破断裂隙呈类"马鞍"形分布,其底部离层量分布按照"单谷"、"倒梯形"、"双谷"形态演化;煤岩体支承应力集中程度较高,影响范围较大,主关键层破断运移后明显下降。主关

2020-04-23
1.15MB
关键层位置对卸压开效应的影响

为了研究关键层层位对卸压开采效应的影响,利用UDEC二维软件模拟关键层位于不同层位时,下保护层开采过程中覆岩裂隙动态演化、应力分布以及被保护层膨胀变行规律。结果表明:当关键层位于保护层与被保护层之间时,被保护层位于弯曲带内,被保护层裂隙较少;关键层位于被保护层上方时覆岩破断裂隙发展到被保护层,利于微裂隙的发展,为瓦斯抽采提供有利条件;关键层层位不同其破断对被保护层的卸压影响是相反的;关键层层位对被保护层膨胀变形影响较大,且受关键层破断的影响;关键层的位置不同被保护层的卸压有明显的时空效应。

2020-05-23
620KB
近距离煤层群首关键卸压层工作面瓦斯综合治理技术

近距离煤层群首采关键卸压层开采后,由于层间距较小,采动卸压后被保护煤层透气性增大数百到数千倍,卸压煤层产生采动裂隙,其相互贯通并与保护层采空区连通,导致被卸压保护煤层解吸瓦斯大量涌向保护层开采空间,造成首采保护层工作面的瓦斯治理更加困难。以淮南新庄孜煤矿近距离煤层群首采关键卸压层62114工作面开采为例,采用沿空留巷Y型通风煤气共采技术,提出并实施了被卸压保护煤层综合抽采瓦斯技术,工作面瓦斯抽采率超过80%,回风流瓦斯浓度低于0.6%,实现了高瓦斯煤层群煤与瓦斯的安全高效共采。

2020-05-23
473KB
关键层理论在开沉陷中的应用现状与进展

在简述关键层理论的产生背景、发展历程与应用现状的基础上,分析了关键层理论应用于开采沉陷研究的必要性,重点介绍了关键层理论在开采沉陷研究(关键层对地表沉陷的影响、开采沉陷预计、采动地裂缝、地表减沉与采空区稳定性评价等)中的应用现状与进展。分析表明,将关键层理论应用于开采沉陷有助于研究地表沉陷动态过程与采动地裂缝形成机理,并提高沉陷预计精度及地表减沉效果。同时,还讨论了现有研究的不足,进而提出今后的研究方向与待解决的问题。

2020-04-23
1.54MB
近距离亚关键层高综放开覆岩失稳机制及矿压规律

为研究郭家河煤矿覆岩破断失稳机理及矿压显现规律,综合运用关键层理论、断裂力学、相似试验及现场实测等多种方法,对老顶与亚关键层的失稳条件、破断形式、工作面来压特性进行了分析。结果表明:在当前开采条件下,老顶发生切落失稳,亚关键层发生回转变形失稳,工作面呈现"大来压"与"小来压"特性,降低采放比可有效减小矿压显现程度。

2020-04-23
1.43MB
关键层对地面瓦斯抽孔的影响及防护孔对策

为揭示卧龙湖煤矿8101工作面地面瓦斯抽采钻孔受采动影响后破坏引发突水事故的原因,采用理论分析、工程实测手段对覆岩关键层运动特征、抽采钻孔结构、工作面涌水量、钻孔破坏窥视等信息进行了综合分析。结果表明,厚硬关键层破断后其所控制的大范围岩层整体运动造成钻孔套管多段拉伸破坏,抽采钻孔成为直接沟通K3砂岩含水层与下部导水断裂带的主通道,是引发8101工作面持续大量突水的主要原因。地面瓦斯抽采钻孔破坏防护应从采前设计、钻孔施工、采动控制三阶段考虑,采取采前损害预判、钻孔强化防护、采动协调减损的措施,以实现抽采钻孔的长期稳定。

2020-05-07
img
  • 分享王者

    成功上传51个资源即可获取

关注 私信 TA的资源

上传资源赚积分,得勋章
相关内容推荐