硬厚岩层破断规律研究

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以某矿10202工作面为工程背景,通过理论分析,建立硬厚岩层梁式破断力学结构模型,分析了工作面在推采过程中,硬厚岩层破断的力学机理,并利用UDEC建立二维离散元模型,研究硬厚岩层破断规律,揭示硬厚岩层在不同厚度下初次破断步距的变化情况。

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岩层规律研究

以某矿10202工作面为工程背景,通过理论分析,建立硬厚岩层梁式破断力学结构模型,分析了工作面在推采过程中,硬厚岩层破断的力学机理,并利用UDEC建立二维离散元模型,研究硬厚岩层破断规律,揭示硬厚岩层在不同厚度下初次破断步距的变化情况。

2020-05-23 立即下载
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高位岩层采动覆岩结构演化特征及致灾规律

针对工作面赋存高位硬厚岩层的地层条件,采用相似材料模拟试验方法,制作了工作面上覆单层和两层高位硬厚岩浆岩的相似模型,研究了开采过程中的覆岩结构及其演化特征;通过力学理论分析,揭示了上覆岩层的破断规律及覆岩结构的形成机制;分析了典型采动覆岩结构的致灾规律,并采用工程实例进行验证。研究结果表明:单层硬厚岩层初次破断前、周期破断阶段分别形成"梯"型、"Γ"型覆岩结构;两层硬厚岩层条件下,下位硬厚岩层破断前形成"梯"型覆岩结构,上位硬厚岩层破断前后分别形成"梯-Γ"型复合覆岩结构、"F"型覆岩结构;工作面上覆岩层破断角α在(45°,90°)区间内,破断迹线总是与岩层层面成一定夹角。高位硬厚岩层条件下集

2020-04-28 立即下载
433KB
岩层下重复采动采场支承压力分布规律数值分析

以鲍店煤矿10采区为背景,利用UDEC数值软件,研究高位硬厚岩层下近距离煤层开采超前支承压力及硬厚岩层底部应力变化规律。结果表明:上煤层开采时,超前支承压力及影响范围在硬厚岩层破断前达到最大值,硬厚岩层破断后,超前支承压力峰值呈周期性变化,变化范围较小,在硬厚岩层底部离层空间两端出现应力集中现象。下煤层开采时,超前支承压力集中程度高于上煤层工作面,在应力峰值外侧未趋于稳定,出现波浪形变化,硬厚岩层底部未形成显著的应力集中现象。

2020-05-27 立即下载
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顶板岩层诱发微震的功率谱特征

利用Matlab信号分析软件,采用具有统计特性的功率谱估计方法,对大同忻州窑煤矿8929工作面顶板破断过程的微震信号进行处理和分析,结果表明:坚硬顶板破断前功率谱值降低,破断时功率谱值达到最大值,破断之后,信号主频向高频段移动,功率谱值降低;并非所有的确定出震源位置的台站,其监测到的微震数据都能准确地描述出顶板破断前后的功率谱特征,应选取顶板破断时功率谱值最大且离震源最近的台站作为顶板破断分析的主要台站。利用上述规律,可以对坚硬顶板破断的过程进行有效的评价和预测。

2020-04-25 立即下载
1.21MB
多采空区下坚顶板群结构的失稳规律

为弄清多采空区下坚硬顶板群结构的破断失稳对工作面矿压的影响,根据大同矿区多采空区坚硬厚层破断顶板群的赋存条件,采用理论分析、相似模拟实验和现场实测分析相结合的研究方法,对多采空区破断顶板群结构的失稳规律及其对工作面来压的影响进行了研究探讨。研究表明,多采空区下坚硬厚层破断顶板群结构的失稳具有一定的概率特征;采用威布尔多参数分布函数对破断顶板群结构的失稳形式具有很好的描述,并建立了近距离煤层群多采空区顶板群结构的失稳模型,确定了大同矿区坚硬顶板群结构的失稳参数,得到了侏罗系煤层群顶板结构的失稳率;通过对大同矿区永定庄煤矿15号煤层端头及中部位置矿压和支架阻力的实测分析表明,工作面上方破断顶板群结

2020-04-25 立即下载
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高位岩层下采动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 立即下载
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煤层采空区下综放开采顶板岩层规律

为了研究平朔矿区9号煤层受4号煤层采动影响后顶板岩层破断规律及其特征,通过对9号煤层工作面支架工作阻力和受采动影响后的4号煤层底板裂隙发育情况进行观测分析,研究了采空区下特厚煤层综放工作面的矿压规律,分析了9号煤层顶板破坏程度及其对矿压的影响。结果表明:工作面顶板中存在中粗砂岩及砂质泥岩2层主要岩层,砂质泥岩层来压步距为9.8~24.0 m,平均为17.7 m,中粗砂岩层来压步距为12.0~34.4 m,平均为22.6 m,动载系数1.43~1.62,平均1.56,中粗砂岩层运动规律为来压步距较大、来压步距受裂隙发育影响较大,采空区下方特厚煤层顶板破坏以纵向裂隙发育为主。

2020-05-12 立即下载
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近距离煤层坚岩层影响因素分析

近距离煤层覆岩破断受到多次采动影响,与采高、层间距及岩体力学性质密切相关。在分析采高、层间距及岩体强度对覆岩破断影响的基础上,以晋华宫煤矿的近距离煤层赋存条件为背景,采用正交试验设计的方法,运用UDEC数值模拟软件,获得了近距离煤层覆岩破断演化规律及其采高、层间距及岩体强度对覆岩破断高度的影响。结果表明:开采7煤时,覆岩破断高度最大达到48 m,形态呈现拱形;随着8煤的开采,覆层裂隙进一步向上发育扩展,达到80 m,煤柱处裂隙向两侧横向扩展。同时利用极差分析法分析以上3个影响因素对覆岩破断高度的敏感程度,其由强到弱的顺序为:采高>层间岩体强度>层间距。

2020-04-24 立即下载
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近距离下煤层岩层监测及煤柱确定研究

针对木瓜矿近距离下煤层109工作面巷道支护、区段煤柱的合理宽度确定的技术难题,基于微震监测理论,采用现场监测的方法,对工作面回风巷上覆岩层破断的时空位置、能量和微震事件分布形态特征等随工作面推进的变化进行监测,确定109工作面侧向矿山压力分布规律、上覆岩层的破断规律及破坏程度,为确定区段煤柱的合理宽度提供现场科学数据,实现近距离煤炭资源的安全高效回采,该成果对近距离下煤层安全开采研究具有现场指导意义。

2020-05-10 立即下载
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印度某矿长壁开采采场上覆岩层行为研究

印度某矿长壁开采采场上覆岩层破断行为研究,王路珍,孔海陵,依据印度东部煤田有限公司(ECL)Jhanjra煤田R-Ⅵ煤层2号钻孔地质资料和开采工艺参数等数据,运用相似材料模拟试验和岩层破坏分析软�

2020-02-06 立即下载
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岩层下采动应力突变及冲击地压防治研究

为了研究上覆硬厚岩层对工作面采动应力的影响作用,针对田陈煤矿7112工作面地质条件,采用数值模拟方法,研究了厚硬关键层不同赋存条件下采动应力变异特征。研究表明:随工作面的持续推进,工作面前方支承压力不断增长,但增速逐渐放缓,破断后工作面支承压力迅速降低;随厚硬关键层厚度、赋存高度的增加,厚硬关键层初次破断前工作面前方支承压力峰值逐渐减小。采用理论分析方法,计算出工作面上覆关键层破断步距,根据研究结果,精细划分了硬厚岩层影响下的7112工作面冲击危险区段,通过实施密集钻孔卸压,成功控制了冲击风险,实现7112工作面的安全生产,为该采区7112周边工作面提供了可靠技术参数。

2020-04-23 立即下载
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大采高工作面近距离双坚岩层强矿压控制研究

针对大采高上覆近距离双坚硬岩层破断引起大采高工作面强矿压显现问题。以母杜柴登煤矿30201工作面为研究背景,通过对近距离双坚硬顶板岩层破断后的覆岩结构模型进行分析,认为大采高工作面近距离第I坚硬岩层是诱发工作面强矿压显现的关键。借助水力压裂技术处理第I坚硬岩层,控制其形成“悬臂”结构的悬露长度和完整性,不仅能够降低“悬臂梁”失稳时的能量等级,同时改变上位“铰接结构”失稳时动载荷的传力效应,从而达到降低工作面矿压显现强度的目的。采用微震监测技术对卸压效果进行检验,微震系统监测结果显示弱化处理后,工作面的微震能量和频次均大幅降低,表明卸压措施能有效控制工作面强矿压的显现。

2020-05-02 立即下载
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条带开采顶板岩层机理研究

为了揭示条带开采顶板岩层破坏失稳机理,通过建立均布荷载下连续深梁力学结构模型,得出了条带开采下顶板岩层的应力分布规律。同时确立了岩层拉伸破坏、剪切破坏准则,为条带开采覆岩移动破坏分析提供了理论依据。结合虎龙沟煤矿开采实际,对8#煤层采空区顶板岩层的破坏失稳过程进行了具体计算分析,得出虎龙沟煤矿8#煤层采空区冒落高度为3.5 m,为条带开采顶板稳定性预测分析提供了依据。

2020-05-30 立即下载
305KB
上覆巨岩浆岩运移规律的实验分析

针对工作面上覆巨厚坚硬岩浆岩条件,采用相似模拟实验研究方法,研究了巨厚岩浆岩的破断运移规律。通过分析实验现象和实验数据,得知岩浆岩的初次破断是两端支承悬空结构中部下位及端部上位拉破断所致,岩浆岩破断后下位离层闭合,岩浆岩初次破断后的覆岩呈现拱形状态。岩浆岩2次周期性破断结构具有几何相似性,破断岩块呈平行四边形形态,并能够形成铰接结构,周期破断后并不随之失稳运动。岩浆岩及其上位岩层几乎发生同步运移,岩浆岩作为主关键层控制着采场覆岩运动,对覆岩结构有决定作用。

2020-04-22 立即下载
1001KB
地音监测系统在顶板巨岩层活动规律研究中的应用

顶板巨厚岩层的运动和破断对于冲击地压的发生具有重大的影响,为了研究顶板巨厚岩层的活动规律,介绍了地音监测技术的发展历程和原理,采用地音监测实时数据及地音能量和频次与地表下沉的变化规律,对华丰煤矿顶板巨厚砾岩活动进行了观测和研究。研究表明采用地音监测系统可以对顶板巨厚岩层的运动实时监测,并对其破断进行预测,对有效控制冲击地压事件的发生有很大的帮助。

2020-05-23 立即下载
1.15MB
岩浆岩下采动地表沉陷规律研究

利用UDEC2D软件研究了工作面高位硬厚岩浆岩下采动地表沉陷规律。研究表明:在硬厚岩层破断前,作为主关键层控制着地表下沉量,岩浆岩破断后导致地表下沉量出现跳跃式增加,硬厚岩浆岩条件下地表沉陷规律对于地表建筑物的保护具有积极意义。

2020-05-25 立即下载
856KB
大同矿区坚顶板步距及变形规律研究

以大同矿区某工作面坚硬顶板为研究对象,针对其难以垮落并伴有大小来压的现象,采用岩层控制关键层理论、Vlasov厚板理论及薄板理论,求得了近距离厚度差异较大坚硬岩层的破断步距,解释该工作面岩层垮落大小来压现象;通过3DEC数值模拟软件验证了理论计算结果,并得到煤壁支承压力峰值、覆岩裂隙随坚硬直接顶变形挠度的变化规律。结果表明:该工作面上层较厚坚硬顶板断裂步距大致为下层较薄坚硬顶板断裂步距的2倍,易形成大小来压;且坚硬直接顶变形所对应的支承压力峰值变化与裂隙分形维数变化具有阶段性,前者呈现出"前快,中慢,后稳"趋势,后者呈现出"前慢,后快"趋势,并且在坚硬直接顶每次破断时,裂隙分形维数的增加具有突

2020-05-05 立即下载
1.16MB
煤层综放回采率对坚顶板步距影响机制

针对新疆潘津煤矿2301厚煤层综放工作面回采率影响坚硬顶板破断步距问题,利用现场实测和理论分析方法,通过分析顶煤作用下坚硬顶板结构形态,研究了综放开采回采率对坚硬顶板破断步距影响机制。结果表明:坚硬顶板厚煤层综放期间,顶煤对上覆基本顶关键层产生挤压作用,厚煤层回采率增大时基本顶关键层所受下方支撑力将明显减小,使工作面呈现顶板破断步距减小的特征;厚煤层厚度与坚硬顶板厚度之比n越大、强度之比m越小时,厚煤层回采率对坚硬顶板破断步距影响越明显。

2020-04-29 立即下载
185KB
孤岛工作面坚顶板的能量特征研究

根据坚硬顶板孤岛工作面的特点,选取四面采空的孤岛工作面为研究对象,建立了孤岛工作面的坚硬顶板力学模型,将坚硬顶板视为弹性薄板,利用瑞利-里兹法进行了分析计算,研究了四面采空孤岛工作面坚硬顶板初次破断前后的能量特征,推导得出了孤岛工作面坚硬顶板的弯曲应变能简化公式,并利用典型冲击地压案例进行了验证分析,揭示了冲击地压发生的能量原因。研究表明:孤岛工作面坚硬顶板初次破断前的弯曲应变能在顶板见方时最大,且与采空区悬顶面积的三次方成正比;坚硬顶板初次破断后的弯曲应变能最大值出现在煤壁处,且与采空区悬顶长度的五次方成正比;经案例解算,孤岛工作面坚硬顶板初次破断前后的能量释放率达95.4%,具有强烈的冲击

2020-04-21 立即下载
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水平裂缝对坚顶板失稳的影响规律研究

为了研究水力压裂形成水平裂缝后坚硬顶板的失稳破断规律,基于材料力学和关键层相关理论,结合数值模拟,对含水平裂缝坚硬顶板的变形破坏特征和失稳破断机制进行了研究。结果表明:当坚硬顶板存在水平贯穿裂缝时,无论上位与下位岩层是否发生同步运动,坚硬顶板的破断步距均小于其初始极限跨距。存在水平贯穿裂缝的坚硬顶板及其上覆岩层,会形成拉压复合破坏区,更易于发生失稳破坏。坚硬顶板块体咬合点区域的拉压复合破坏作用是造成块体局部失稳、回转加剧和整体破断的主要原因。

2020-05-15 立即下载
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