覆岩采动裂隙中瓦斯渗流特性数值模拟

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运用RFPA-flow数值模拟软件,对关键层位于距离煤层顶板30 m处开采过程的上覆岩层垮落现象及随工作面推进过程中上覆岩层中瓦斯气体渗流速度变化规律进行了数值模拟。通过对实验结果的分析可知,开采过程工作面前方形成了卸压区、应力集中区、稳压区、原岩应力区,上覆岩层的来压步距为15 m左右,上覆岩层中瓦斯渗流速度随煤层的开采,呈现出先升高,后降低,再升高的变化趋势。

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我国煤矿岩采裂隙带卸压瓦斯抽采技术研究进展

采动裂隙带卸压瓦斯抽采是工作面瓦斯防治的主要方法,介绍了采动裂隙动态演化规律的研究现状,分析了卸压瓦斯抽采原理。根据瓦斯抽采直接通道的不同,总结提出采动裂隙带瓦斯抽采分类方法;基于工作面瓦斯绝对涌出量的大小,提出采动裂隙带瓦斯抽采技术的分级选择法。对各类采动裂隙带瓦斯抽采方法的优缺点、布置方式进行了分析论述,给出了具体的设计方法以及技术参数,并结合现场实例说明了各种抽采方法的效果。最后通过总结概括采动裂隙带瓦斯抽采技术的研究现状,指出采动裂隙带演化模型三维化、瓦斯高效抽采技术参数精准化以及瓦斯抽采技术装备智能化是覆岩采动裂隙带瓦斯抽采未来的研究重点及发展趋势。

2020-05-12 立即下载
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基于声发射特征的岩采裂隙演化规律研究

为研究覆岩采动裂隙演化过程能量释放规律,以构建的实验条件为基础,采用物理相似模拟、理论分析的方法,结合声发射技术,对覆岩采动裂隙演化过程中声发射特征进行了探讨。结果表明,采动裂隙演化过程是一个复杂的能量释放过程,模型开挖初期,覆岩损伤较小,声发射现象不明显,岩层移动变化较小,仅产生离层裂隙;在模型开挖中期,声发射现象越来越显著,即释放能量随来压次数显著升高,此时破断裂隙在纵向及横向不断发展;随着模型继续开挖,周期来压阶段内,声发射次数逐渐稳定,释放能量趋于稳定,此时破断裂隙纵向不再发展,仅随模型开挖在横向方向发展。

2020-04-29 立即下载
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岩采裂隙网络分形演化规律研究

为了定量研究覆岩采动裂隙场演化规律,基于UDEC离散元的数值模拟方法,应用非线性分形几何理论,研究了采动岩体裂隙随开采宽度变化的动态演化规律。研究表明:采动覆岩裂隙的形成、发育与分布具有自相似性和分形特征,用分形维数可以定量描述采动岩体裂隙网络演化特征;随着采宽的增大,采动岩体分形裂隙网络的分形维数总体呈现增大的趋势,但不同阶段的增加幅度不同,根据增长幅度的大小分为2个阶段;第1阶段分形维数迅速上升,呈对数关系,为迅速升维阶段;第2阶段分形维数呈线性缓慢增长趋势,为缓慢升维阶段。研究成果为采动覆岩裂隙定量描述提供一定的理论与实践基础。

2020-04-27 立即下载
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基于GA-SVR的采岩导水裂隙带高度预测

为准确预测采动覆岩导水裂隙带高度,选择采厚、硬岩岩性比例系数、工作面斜长、采深作为采动覆岩导水裂隙带发育高度的主要影响因素,结合48组实测数据,应用支持向量机回归(SVR)和遗传算法(GA)参数寻优,建立了基于GA-SVR的采动覆岩导水裂隙带高度预测模型。采用该模型对钱家营矿辅271工作面和谢桥矿1121(2)工作面采动覆岩导水裂隙带高度进行预测,并将预测值与实测值进行了对比分析,其绝对误差分别为2.23 m和1.21 m。综合研究表明,应用该模型预测的覆岩裂隙带发育高度值准确、可靠,其精度能够满足工程实际要求。

2020-04-21 立即下载
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含断层岩采裂隙演化规律

卸压瓦斯抽采与覆岩裂隙变化规律紧密相关。采用相似模拟试验对贵州某煤矿含断层覆岩移动规律、裂隙分布规律以及形态特征进行分析,研究含断层覆岩裂隙场演化规律。试验结果表明,随工作面的推进覆岩裂隙经历了产生、发展、闭合过程,在顶板断层附近裂隙显著增多,其裂隙密度曲线呈"山"字形分布;采动裂隙场的发育高度受关键层和断层带影响明显。

2020-05-15 立即下载
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一种氡气地表探测岩采裂隙综合试验系统研制与应用

一种氡气地表探测覆岩采动裂隙综合试验系统研制与应用,张东升,张炜,在概述了现有关于覆岩采动裂隙发育特征方面研究现状和总结了氡气现有工程应用领域的基础上,首次尝试将氡气的地球物理化学特性应

2020-01-11 立即下载
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南庄矿4611工作面岩采裂隙分布规律的数值分析与应用研究

南庄矿4611工作面覆岩采动裂隙分布规律的数值分析与应用研究,臧杰,王凯,为了对南庄矿4611工作面上邻近层瓦斯抽放钻孔布置提供理论指导,应用UDEC数值模拟软件对该工作面覆岩采动裂隙发育情况进行模拟,得�

2020-02-28 立即下载
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河下采煤岩采裂隙分布特征的数值分析

河下采煤覆岩采动裂隙分布特征的数值分析,王旭锋,张东升,基于某煤矿工程地质条件,较为详细地分析了煤系地层中隔水层的存在性及河流下采煤的可行性,运用非线性数值分析软件UDEC,分析了�

2020-01-26 立即下载
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氡气地表探测岩采裂隙综合试验系统三维仿真设计

氡气地表探测覆岩采动裂隙综合试验系统三维仿真设计,张炜,,在概述了氡气特性及现有工程应用的基础上,首次尝试将氡气的地球物理化学特性应用于采矿工程领域,将放射性测量方法引入到地下煤

2020-01-11 立即下载
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特厚煤层富水岩采裂隙态分布特征模拟研究

以矿区煤田地质勘探水文地质资料为基础,结合具体工程地质条件分析了彬长矿区地层结构及其含水性;利用物理模拟方法研究了复合型水体下综放工作面采动过程中覆岩冒落带与裂隙带裂隙、导水通道形成、分布特征。结果表明,覆岩周期破坏形成离层和垂向破断裂隙,随工作面的推进岩层运移裂隙挤压闭合,在沿走向方向上形成局部闭合区、裂隙发育区,在开切眼及工作面附近易形成贯通导水裂隙成为透水通道,特厚煤层综放开采导水裂隙带发展高度约为采高的17~18倍,为工作面顶板控制及水害防治提供依据。

2020-05-06 立即下载
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富水岩采裂隙导水特性研究

为探讨沁水煤田和顺矿区15号煤层采动覆岩导水特性,预防透水事故对煤矿安全生产的影响,利用相似材料模拟与数值模拟的方法对工作面采动覆岩导水特性进行研究,通过分析垮落带与断裂带导水通道的发育及分布特征对3号煤层老空水的渗流规律进行总结。结果表明:工作面推至175 m时覆岩主关键层破断,断裂带发育至3号煤层老空区,为顶板透水提供了导水通道,导水通道边界最大流速为9.70×10-4m/s,以此为参考,对15号煤层顶板突水危险区域进行划分,为和顺矿区顶板透水事故的预防提供依据。

2020-05-04 立即下载
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岩采裂隙中瓦斯运移三维实验台的研制与应用

为研究煤层开采后瓦斯在上覆岩层裂隙中的运移规律,研制了瓦斯运移三维实验台,解决了不同煤层采高、不同通风量条件下卸压瓦斯在覆岩裂隙中运移规律的问题。在该三维实验台上进行瓦斯运移的实验研究表明:在采空区深度方向上,采空区起始段的瓦斯浓度较低且上升趋势较缓,在采空区深部,瓦斯浓度继续增大,并趋于稳定;在采空区高度方向上,瓦斯在密度差作用下进行升浮运动,导致采空区上部的瓦斯浓度高于底板附近的瓦斯浓度。实验结果与现场实际高度吻合。

2020-05-05 立即下载
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岩采裂隙中瓦斯渗流特性数值模拟

运用RFPA-flow数值模拟软件,对关键层位于距离煤层顶板30 m处开采过程的上覆岩层垮落现象及随工作面推进过程中上覆岩层中瓦斯气体渗流速度变化规律进行了数值模拟。通过对实验结果的分析可知,开采过程工作面前方形成了卸压区、应力集中区、稳压区、原岩应力区,上覆岩层的来压步距为15 m左右,上覆岩层中瓦斯渗流速度随煤层的开采,呈现出先升高,后降低,再升高的变化趋势。

2020-05-23 立即下载
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浅表厚煤层岩采裂隙演化特征及隔水技术研究

通过现场布置钻孔、钻孔分段注水试验、钻孔电视窥视及地表裂缝的实测等方法深入分析了内蒙古同煤鄂尔多斯矿业投资有限公司色连一号矿(以下简称"色连矿")浅表厚煤层开采覆岩裂隙发育特征及其动态演化规律,并提出了首采区2-2上煤层限高开采防控技术。

2020-05-15 立即下载
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岩采裂隙场的成因及其特征分析

煤层开采后将引起上覆岩层的移动与破断,从而在覆岩中形成采动裂隙。本文把随着工作面的推进,在上覆岩层中形成的一个动态的三维裂隙存在的空间叫裂隙场,分析了煤岩采动裂隙场的成因及其基本情况与特征。为研究煤岩瓦斯耦合、瓦斯突出区域预测及瓦斯的防治奠定了基础,为探索适合在裂隙场抽取利用瓦斯技术、早日实现煤与瓦斯安全共采,提供了科学依据。

2020-05-10 立即下载
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近距离煤层重复采裂隙形态及其演化规律实验研究

采用物理相似模拟实验及理论分析,研究单层开采和重复采动条件下覆岩移动、裂隙分布与演化规律、支承压力分布特征及采动裂隙椭抛带形态。研究结果表明,上覆岩层在重复采动条件下,形成破断裂隙和离层裂隙,两者联通后在空间形成不同于单层煤开采的覆岩裂隙椭抛带展布;下层煤回采期间,随工作面的推进,工作面附近的应力峰值与煤壁距离保持相对稳定的状态;在重复采动双重卸压条件下,覆岩裂隙经历了产生、扩张、压实、再扩张、再压实等5个动态变化阶段。最后在实验分析基础上,建立近距离煤层重复采动裂隙椭抛带的空间分布数学模型。

2020-05-21 立即下载
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采场上岩层采裂隙演化规律相似模拟研究

为得到薄基岩厚风积沙地区采场裂隙带发育高度及演化特征,基于采场覆岩"三带"的划分,对薄基岩地区厚风积沙煤层采动过程中裂隙发育特征进行相似材料模拟试验研究,得到开采过程中上覆岩层垮落破坏特征及运移规律,岩层内部压力分布规律,分析采动裂隙带发育高度及存在形态与工作面推进速度的关系。结果表明:补连塔煤矿12406工作面周期来压步距为22.5~30.0 m;上覆岩层的破断角在采空区侧为64°,在煤壁侧为61°;裂隙带高度为157.1 m,为工作面采高的26.18倍;工作面上覆岩层下沉趋势呈非线性曲线,移动形态具有非对称性。

2020-05-29 立即下载
1.59MB
重复采裂隙网络演化分形特征

为研究重复采动下覆岩裂隙演化规律,以同煤集团煤峪口煤矿410盘区为地质原型,利用物理相似材料模拟实验模拟近距离煤层重复采动覆岩裂隙发育发展演化过程,运用分形几何理论研究重复采动条件下,覆岩裂隙网络分形特征.实验结果表明:随着开采宽度的增大,上层开采裂隙分形维数随之变大,其增幅随着宽度增加逐渐变小;而下层开采裂隙分形维数与开采宽度呈抛物线变化关系;开采采场覆岩裂隙上层煤分形维数与工作面前方支承压力峰值满足Freundlich方程,而与切眼附近支承压力峰值满足Langmuir方程,下层煤关系不明显;覆岩"三带"裂隙网络具有很好的自相似性,上层回采完裂隙带、冒落带分形维数比为1.0575:1;而下层

2020-05-24 立即下载
625KB
裂隙分布特征的微震监测研究

基于工作面采动覆岩裂隙分布的微震监测结果,分析了微震事件分布与采动覆岩破裂的关系,采用经验公式和现场矿压监测结果,对比研究了采动覆岩裂隙分布特征。结果表明:沿竖直方向,微震事件在距离煤层0~40 m为高密度分布,在40~70 m内中密度分布,70 m以上为低密度分布;沿工作面倾斜方向,微震事件集中分布于3个区域,分别为机头区域Ⅰ、工作面45~90 m区域Ⅱ和90~120 m区域Ⅲ;基于微震监测推断得到的采动裂隙带高度(工作面煤层上方20~70 m范围),与基于经验公式得到的采动裂隙带高度约为80 m基本吻合;随工作面推进,微震事件能量具有周期性分布特点,周期步距平均为30 m,与支架工作阻力揭

2020-04-26 立即下载
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近浅埋煤层重复采裂隙发育相似模拟

为了得到近距离浅埋煤层重复采动对覆岩裂隙发育的影响,以神东集团石圪台矿为工程背景,利用相似理论进行相似模拟实验,通过对比单层煤开采与重复采动在矿压显现和移动破坏等方面的变化对覆岩裂隙发育进行分析,得出了近距离煤层重复采动对覆岩位移、矿压及裂隙演化的特征影响。结果表明:相比于单一煤层开采,重复采动覆岩裂隙明显增多,来压步距有所减短;覆岩达到最大下沉量位置更靠近开切眼一侧,为工程实践提供了一定理论基础。

2020-05-12 立即下载
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