巨厚洛河组下小煤柱双向跳采覆岩离层演化规律研究

1

作者 于思源 王晓振 +3 位作者 沙海洋 裴文贤 谢建林 许康 《陕西煤炭》 2026年第2期23-30,共8页

【目的及方法】黄陇侏罗纪煤田顶板赋存有巨厚洛河组含水层,在高强度开采影响下引发离层突水灾害,威胁矿井安全生产。目前对于覆岩离层演化的研究多集中于单工作面,针对亭南煤矿二四盘区工作面实行小煤柱双向跳采的特殊工程条件,通过3DE... 【目的及方法】黄陇侏罗纪煤田顶板赋存有巨厚洛河组含水层,在高强度开采影响下引发离层突水灾害,威胁矿井安全生产。目前对于覆岩离层演化的研究多集中于单工作面,针对亭南煤矿二四盘区工作面实行小煤柱双向跳采的特殊工程条件,通过3DEC数值模拟研究了其覆岩运移与离层演化的基本过程及其规律。【结果】结果表明,离层主要存在于下部关键层(亚关键层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和主关键层下,在下部离层逐渐闭合后发育最终止于主关键层,主关键层下出现离层的最早时间是在首采面过钻孔后;在盘区开采过程中导水裂隙带呈“马鞍形”“拱形”“马鞍形”变化,首采面采空对覆岩的影响局限于顶板一个较小的范围内,而在2412面开采后下沉已传递至地表,在3个工作面采完后覆岩进入整体稳沉阶段。【结论】研究结果有助于进一步探明煤层采动影响覆岩运移与离层演化规律,可为类似条件下离层水害防治问题提供一定参考。 展开更多

关键词 巨厚洛河组 跳采 覆岩离层 导水裂隙带

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厚及特厚煤层开采煤层大巷失稳机理及控制研究 被引量：4

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作者 蒋邦友 李文帅 +2 位作者 张宇 姜良金 任思安 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第2期333-344,共12页

为解决厚及特厚煤层开采煤层大巷稳定性控制难题,采用室内试验、现场实测及监测反馈的方法,研究硫磺沟煤矿厚及特厚煤层采动影响下煤层大巷失稳机理,并提出煤层大巷稳定性控制方案。结果表明,4-5煤开采期间超前测点应力在距离煤壁125 m... 为解决厚及特厚煤层开采煤层大巷稳定性控制难题,采用室内试验、现场实测及监测反馈的方法,研究硫磺沟煤矿厚及特厚煤层采动影响下煤层大巷失稳机理,并提出煤层大巷稳定性控制方案。结果表明,4-5煤开采期间超前测点应力在距离煤壁125 m左右时进入显著增长阶段。9-15煤开采期间,位于4-5煤采空区下方测点应力值整体处于较低水平,而位于4-5煤层采空区下方外侧的测点应力在距离煤壁175 m左右时进入显著增长阶段。厚及特厚煤层开采后,煤层大巷附近位于“应力拱”拱脚区域,多次开采扰动后,煤层大巷区域容易出现支承压力升高继而发生失稳破坏。提出煤层大巷稳定性协同控制方案,包括优化大巷保护煤柱宽度不小于180 m、顶板岩层爆破卸压以及煤层大巷补强支护。现场实践表明,该方案能较好地控制煤层大巷稳定性。 展开更多

关键词 厚及特厚煤层 煤层大巷 覆岩特征 应力分布 失稳机理 稳定性控制

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采动应力场下巨厚覆岩层分区水压致裂关键技术 被引量：1

3

作者 张晓悟 徐金海 +4 位作者 曹悦 温双武 许志军 台连海 孙垒 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第5期1076-1089,共14页

针对巨厚覆岩层导致采场矿山压力大,矿压显现明显的问题,采用数值模拟和相似实验方法,分析了不同回采阶段巨厚覆岩层内各关键岩层采动应力场分布特征,对比研究了正常回采和预制裂隙回采条件下采场巨厚覆岩层破断运移特征,提出了基于定... 针对巨厚覆岩层导致采场矿山压力大,矿压显现明显的问题,采用数值模拟和相似实验方法,分析了不同回采阶段巨厚覆岩层内各关键岩层采动应力场分布特征,对比研究了正常回采和预制裂隙回采条件下采场巨厚覆岩层破断运移特征,提出了基于定向钻孔的采动应力场下巨厚覆岩层分区水压致裂关键技术。研究表明:回采期间,受采动支承压力影响,巨厚覆岩层内垂直应力逐渐超过水平应力;在巨厚覆岩层应力集中区和原岩应力区进行水压致裂能够分别制造竖直和水平水力裂隙;预制裂隙能够改变巨厚覆岩层破断形式,增加上覆岩层垮落高度。工程实践表明,采动应力场下巨厚覆岩层分区水压致裂能够有效减小工作面来压步距,降低工作面支架阻力,为工作面安全生产提供保障。 展开更多

关键词 巨厚覆岩层 采动应力场 预制裂隙 分区致裂 定向钻孔

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特厚煤层覆岩裂隙−渗流区域演化规律及工程应用 被引量：2

4

作者 孔祥国 赵天烁 +7 位作者 林海飞 赵鹏翔 王旭 蔡雨初 季鹏飞 和递 李可 徐传玉 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第1期102-113,共12页

【目的和方法】覆岩结构对卸压瓦斯抽采有重要影响,为探究特厚煤层开采过程中上覆岩层瓦斯运移规律,采用物理相似性模拟实验方法分析覆岩裂隙形态和渗流能力演化规律,研究特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化机理,提出特厚煤层覆岩裂隙−... 【目的和方法】覆岩结构对卸压瓦斯抽采有重要影响,为探究特厚煤层开采过程中上覆岩层瓦斯运移规律,采用物理相似性模拟实验方法分析覆岩裂隙形态和渗流能力演化规律,研究特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化机理,提出特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域识别方法,依据该识别方法在实验工作面进行定向钻孔抽采实践。【结果和结论】结果表明:(1)覆岩中间区域离层量和裂隙密度分别为两侧区域的47%和31%,呈现中间低两边高的分布模式。开采初期,覆岩的裂隙−渗流特征在空间分布具有同步性,随着工作面进一步推进,覆岩受到不同程度的采动影响,覆岩逐渐开始分区演化,中间区域裂隙−渗流特征明显小于四周,两侧区域则随着层位的增加而递减,裂隙率、裂隙熵、连通性系数和渗透率范围分别为1.0%~8.5%、0.15~0.90、0.10~0.65和6.34×10^(−9)~7.78×10^(−7) m^(2)。(2)基于覆岩裂隙和渗流能力对瓦斯运移的影响,将覆岩分为4个区域,分别是低位湍流区、中位压实区、中位过渡区和高位恒流区,基于裂隙率、裂隙熵、连通性系数和渗透率在不同区域的时空演化规律,建立特厚煤层覆岩裂隙−渗流特征区域演化模型和判定流程。(3)根据覆岩裂隙−渗流特征区域演化模型,分析中位过渡区和高位恒流区为抽采优势层位,设计钻孔垂距为6~25 m,将钻孔抽采纯量随时间的变化过程分为初始波动阶段、快速增长阶段和缓慢下降阶段,回采期间工作面甲烷体积分数均小于1%,工程实践效果良好,验证了方法的可行性和定向钻孔布置的合理性。研究结果为瓦斯抽采钻孔参数的优化和煤层瓦斯治理提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 特厚煤层 上覆岩层 裂隙−渗流特征 钻孔布置 瓦斯治理

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不同卸荷措施下深覆土特大跨度明洞受力特性研究及衬砌结构变形预测

5

作者 黄继新 尤著刚 +2 位作者 姜浩 马永浪 雷浩 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第9期1845-1855,共11页

为探明可有效降低深覆土特大跨度明洞结构内力和变形的卸荷方式,通过开展模型试验研究了EPS板和混凝土柱单独或组合使用时产生的卸荷效果,分析土压力、衬砌结构内力和位移后探明了卸荷机理,使用破损阶段法评估了衬砌结构的安全性,基于... 为探明可有效降低深覆土特大跨度明洞结构内力和变形的卸荷方式,通过开展模型试验研究了EPS板和混凝土柱单独或组合使用时产生的卸荷效果,分析土压力、衬砌结构内力和位移后探明了卸荷机理,使用破损阶段法评估了衬砌结构的安全性,基于多元线性回归原理求得了衬砌结构薄弱部位(拱顶和拱腰)位移预测方程。研究结果表明:无卸荷措施时明洞顶部会出现土压力集中现象,明洞顶部和两侧铺设EPS板与混凝土柱相结合的卸荷方式可最大限度的减小明洞周围土压力,平均竖向和水平土压力可分别减小40.01%,79.34%。然而,此种卸荷措施会大幅减小水平土压力,削弱土体对衬砌结构的约束作用,导致衬砌结构内力和位移不能降至最小。仅在明洞顶铺设EPS板,可在减小竖向土压力增幅的同时增大水平土压力增幅,加强土体对衬砌结构的约束作用,达到最优卸荷效果。填土完成后,无卸荷措施时明洞顶位移为29.15 mm,拱顶和拱腰的弯矩分别为4111.88 kN·m,-3988.51 kN·m,在明洞顶铺设EPS板后,明洞顶位移减小了50.15%,拱顶和拱腰的弯矩分别减小了77.48%,75.71%,且相较于其他卸荷措施,该措施可更有效提升结构安全性。以土压力为变量,基于多元线性回归原理,所得位移预测方程求得的位移预测值与实际值间最大和最小误差分别为7.30%,0.28%,位移预测方程可有效应用于深覆土特大跨度明洞工程卸荷措施研究及卸荷参数优化。 展开更多

关键词 深覆土 特大断面 卸荷措施 卸荷机理 破损阶段法 多元线性回归

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巨厚土层覆盖区特厚煤层采动覆岩破坏规律及保水开采方法研究

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作者 孙强 赵瑞 +2 位作者 张吉雄 陈梁 李鹏杰 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第5期1129-1140,共12页

以榆树湾巨厚土层覆盖区特厚煤层保水开采为背景,研究了近场薄基岩与远场巨厚土层采动覆岩破坏及稳定性规律,并通过数值模拟分析了不同采动条件下远近场覆岩应力场演化及下沉规律。结果表明:巨厚土层整体协调下沉及采动应力恢复“滞后... 以榆树湾巨厚土层覆盖区特厚煤层保水开采为背景,研究了近场薄基岩与远场巨厚土层采动覆岩破坏及稳定性规律,并通过数值模拟分析了不同采动条件下远近场覆岩应力场演化及下沉规律。结果表明:巨厚土层整体协调下沉及采动应力恢复“滞后”是工作面差异性矿压显现的主要原因;煤层开采厚度为5.0 m时,导水裂隙带发育高度为117.80~138.90 m,裂采比为23.56~27.78;巨厚土层采动裂隙易压实闭合,表现出显著的隔水性能自修复现象。基于此,提出了分层开采顶板再生、分层与充填协同开采、放顶煤或大采高、隔水层注浆再造4种保水采煤方法,并通过物理相似模拟研究了覆岩导水裂隙发育规律及高度。研究结果为特厚煤层保水开采提供了理论依据和工程参考。 展开更多

关键词 巨厚土层 特厚煤层 覆岩破坏 裂隙发育 保水开采

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浅埋采空区下特厚煤层回采覆岩破坏特征研究 被引量：1

7

作者 李小鹏 刘少伟 +3 位作者 付孟雄 何亚飞 张建英 郭重托 《采矿与安全工程学报》 北大核心 2025年第4期845-855,共11页

针对浅埋采空区下特厚煤层开采时存在的覆岩运移及地表沉降等问题,以新疆伊北矿区潘津工业煤矿23-25#煤回采为背景,采用理论分析结合数值模拟的方法深入分析了采空区下倾斜特厚煤层回采时的采动裂隙发育形态、地表下沉变形等采动特征,... 针对浅埋采空区下特厚煤层开采时存在的覆岩运移及地表沉降等问题,以新疆伊北矿区潘津工业煤矿23-25#煤回采为背景,采用理论分析结合数值模拟的方法深入分析了采空区下倾斜特厚煤层回采时的采动裂隙发育形态、地表下沉变形等采动特征,并结合钻孔取芯探测及地表移动观测结果,准确测定该矿采空区下特厚煤层回采时的覆岩两带高度。研究发现:浅埋采空区下特厚煤层回采时,层间关键层受下部煤层回采扰动影响发生梁式失稳,层间岩体破碎形成散体结构矸石,同时引起上方矸石的二次垮落及亚关键层块体铰接结构的二次破坏,覆岩裂隙向上发育但主控关键层基本稳定承压。大空间采场低位关键层难以形成比较稳定的块体铰接结构,破断后在采空区边缘形成明显的断裂空洞与裂隙,同时覆岩运移及地表沉陷受煤层倾角影响呈现明显的偏斜。23-25#煤回采后的垮落带高度为75 m左右,裂隙带高度为185 m左右。 展开更多

关键词 特厚煤层 采空区下 重复扰动 覆岩裂隙 两带发育

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特厚煤层强采动覆岩运移破坏特征与应力场演化规律

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作者 张恒 张俊林 +1 位作者 姬天武 张红凯 《煤炭工程》 北大核心 2025年第12期127-135,共9页

为了掌握特厚煤层开采的覆岩破坏特征与裂隙发育规律,防范顶板、溃水等安全事故。以黄玉川煤矿6上煤层浅埋特厚工作面为研究背景,通过理论分析、数值模拟、现场实测等综合手段,对采动覆岩位移场、应力场、裂隙场多因素深入对比分析。获... 为了掌握特厚煤层开采的覆岩破坏特征与裂隙发育规律,防范顶板、溃水等安全事故。以黄玉川煤矿6上煤层浅埋特厚工作面为研究背景,通过理论分析、数值模拟、现场实测等综合手段,对采动覆岩位移场、应力场、裂隙场多因素深入对比分析。获得该矿井特厚工作面开采覆岩破坏范围约为150 m,基本顶初次垮落步距为44.74 m,周期垮落步距为18.27 m。揭示了特厚煤层强采动覆岩破坏形态轮廓整体呈现为“倒漏斗”形,覆岩裂隙呈现出明显的分区扩展特征,可划分为:离层区、裂隙发育区、裂隙闭合区、稳定区。发现了采动应力在覆岩中的传递呈现马鞍形,应力集中主要分布于采空区边界以及中部压实区;待工作面推进180 m后采动影响趋于周期来压稳定阶段,应力上位传递衰减,采动裂隙得以抑制。研究结果对于浅埋特厚煤层强采动条件下的覆岩运移破坏高度与灾害防治具有一定指导意义。 展开更多

关键词 浅埋 厚煤层 覆岩运移 应力场 裂隙

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特厚煤层开采覆岩运移规律及采动裂隙时空演化特征

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作者 张军明 折亮峰 +5 位作者 王毅 马壮 袁有全 樊敏 蔚波 高永胜 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第36期15455-15462,共8页

掌握特厚煤层开采覆岩运移及采动裂隙时空演化特征是分析特厚煤层开采对上覆含水层影响及保障矿井安全生产的重要前提。以建庄煤矿4-2特厚煤层实际开采地质条件为背景,在构建物理相似模型的基础上,分析特厚煤层开采覆岩垮落及位移变化特... 掌握特厚煤层开采覆岩运移及采动裂隙时空演化特征是分析特厚煤层开采对上覆含水层影响及保障矿井安全生产的重要前提。以建庄煤矿4-2特厚煤层实际开采地质条件为背景,在构建物理相似模型的基础上,分析特厚煤层开采覆岩垮落及位移变化特征,提出覆岩裂隙密度定量分析方法,研究特厚煤层开采覆岩裂隙时空演化特征。结果表明:特厚煤层开采条件下,覆岩周期来压步距相对较小,最大裂采比可达30以上,此时传统导水裂隙带高度计算公式并不完全适用,且其计算结果普遍偏小;覆岩垂直位移云图能较好地反映覆岩垮落破断及裂隙分布特征。当覆岩导水裂隙带高度未发育至最大值时,覆岩垂直位移呈现外侧“梯形”-内侧“拱形”分布;覆岩裂隙密度变化能够直观反映其裂隙时空演化情况。不同推进距离覆岩高裂隙密度分布区域基本呈“梯形”分布,顶板初次破断时覆岩裂隙密度达到峰值,随推进距离的增大,覆岩最大裂隙密度呈指数函数递减。当工作面回采结束后,高裂隙密度主要分布于开切眼与停采线上方,形成侧向裂隙分布区;采空区中部覆岩裂隙密度整体较低,反映该区域覆岩压实闭合作用良好。 展开更多

关键词 特厚煤层 覆岩运移 采动裂隙 裂隙密度 时空演化

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特厚煤层综放工作面覆岩应力及裂隙时空演化特征

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作者 钱四发 杨眷 +2 位作者 罗军波 刘永亮 孙春辉 《华北科技学院学报》 2025年第4期11-20,共10页

特厚煤层综放开采高强度扰动易引发覆岩应力剧烈变化与裂隙发育,导致顶板水害、冲击地压等灾害风险。针对招贤煤矿2302综放工作面覆岩应力及裂隙发育问题,本研究采用现场调研、数值模拟等方法对特厚综放工作面采场应力,覆岩变形及破坏... 特厚煤层综放开采高强度扰动易引发覆岩应力剧烈变化与裂隙发育,导致顶板水害、冲击地压等灾害风险。针对招贤煤矿2302综放工作面覆岩应力及裂隙发育问题,本研究采用现场调研、数值模拟等方法对特厚综放工作面采场应力,覆岩变形及破坏进行分析,系统探讨特厚煤层综放工作面回采期间面长影响下的采场覆岩变形及应力演化规律。研究结果表明:2302工作面开采后,工作面前后实体煤岩体内部应力集中,采空区呈“拱形”形态,伴有应力降低区域;回采初期面长对顶板变形量无明显影响,一次见方后采场顶板变形开始呈现增长趋势,当面长大于250 m后,采场顶板变形量增速快速增加;采场塑性区发育高度受面长影响,面长小于250 m时,塑性区发育高度不波及含水巨厚中砾岩层,大于250 m后开始影响含水巨厚中砾岩层,直至塑性区发育至地表;采场的煤壁支承应力影响区和离层区的影响范围均随着工作面长度递增,当工作面长度超过250 m时,煤壁支承应力影响区和离层区的影响范围快速增大。研究揭示了面长对特厚综放面覆岩稳定性的临界影响规律,对控制导水裂隙带发育高度、预防顶板突水与冲击地压灾害,以及优化特厚煤层综放工作面安全开采参数具有重要指导意义。 展开更多

关键词 特厚煤层 数值模拟 采场应力 覆岩变形及破坏 横三区演化

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基于全尺度建模的不连沟煤矿特厚煤层综放开采覆岩运移规律

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作者 牛和平 杜文刚 +2 位作者 张方树 张玉婷 左开永 《六盘水师范学院学报》 2025年第3期29-39,共11页

特厚煤层综放开采强度大,覆岩垮落充分,矿压显现剧烈,严重威胁着矿井安全生产及生态环境保护。为此,主要以不连沟煤矿特厚煤层综放开采为工程背景,结合不连沟煤矿工作面采后地表下沉现象,采用Rhino+3DEC数值技术、理论分析与现场实测相... 特厚煤层综放开采强度大,覆岩垮落充分,矿压显现剧烈,严重威胁着矿井安全生产及生态环境保护。为此,主要以不连沟煤矿特厚煤层综放开采为工程背景,结合不连沟煤矿工作面采后地表下沉现象,采用Rhino+3DEC数值技术、理论分析与现场实测相结合的方法,建立三维全尺度数值模型,分析了工作面覆岩破断规律、覆岩“两带”发育特征及应力传递路径,以及特厚煤层开采后地表下沉特征。研究结果表明:(1)工作面初次来压步距为50 m,周期来压步距15 m;(2)经验公式计算两带高度,垮落带高度为31.86~63.72 m,导水裂隙带高度为220.25~230.45 m,数值技术得到垮落带最大高度52.30 m,裂隙带高度蔓延至地表;(3)采场覆岩垂直应力场沿倾向方向呈对称分布,应力调整并升高,远离工作面则逐渐降低,呈现应力恢复但非复原态,最终达稳定;(4)工作面达到充分采动时地表内出现横向裂隙,继续回采70 m后地表开始沉陷,中部沉降高度达到2.5 m,两侧沉陷范围较小,高度随回采的进行持续增大,回采结束时,地表沉陷量达到最大4.5 m;(5)现场实测结果为基本顶初次来压步距平均50.39 m,周期来压步距平均14.47 m。 展开更多

关键词 特厚煤层 综放开采 覆岩移动规律 全尺度建模 现场实测

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特长超深隧道涌水量预测的镜象法 被引量：7

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作者 徐则民 杨立中 黄润秋 《铁道工程学报》 EI 2000年第1期55-58,共4页

特长隧道的埋深常达到百米甚至千米以上 ,成为特长超深隧道。本文根据这类隧道在含水层中的埋置深度大、初期涌水以弹性释水为主及围岩渗透系数随深度增加而递减等特点 ,将隧道概化为补给边界附近井 ,并通过镜象法得出了隧道最大涌水量... 特长隧道的埋深常达到百米甚至千米以上 ,成为特长超深隧道。本文根据这类隧道在含水层中的埋置深度大、初期涌水以弹性释水为主及围岩渗透系数随深度增加而递减等特点 ,将隧道概化为补给边界附近井 ,并通过镜象法得出了隧道最大涌水量的计算模型。适当简化后 。 展开更多

关键词 特长超深隧道 涌水量 弹性释水 镜象法

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特厚煤层重复开采覆岩与地表移动变形规律研究 被引量：22

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作者 胡青峰 崔希民 +2 位作者 刘文锴 马唐敬 耿浩然 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2020年第2期27-35,共9页

为研究大同矿区特厚煤层重复开采覆岩与地表沉陷问题,以塔山煤矿8103和8104工作面的地质采矿条件为工程背景,沿倾向主断面建立了二维相似材料模型。反演分析了仅开采上覆侏罗系煤层时覆岩沉陷规律、两煤层重复开采时覆岩沉陷规律、离层... 为研究大同矿区特厚煤层重复开采覆岩与地表沉陷问题,以塔山煤矿8103和8104工作面的地质采矿条件为工程背景,沿倾向主断面建立了二维相似材料模型。反演分析了仅开采上覆侏罗系煤层时覆岩沉陷规律、两煤层重复开采时覆岩沉陷规律、离层发育规律、煤柱群垮塌规律以及地表塌陷规律,揭示了该地质采矿条件下覆岩与地表沉陷机理。研究结果表明:采用刀柱式采煤法开采侏罗系煤层,上覆岩层未发生显著的破坏和变形;在特厚煤层重复采动影响下,覆岩以一定的角度向上垮落和裂隙发育,当侏罗系煤层采空区受到下组煤开采扰动时,采空区中煤柱群受扰损伤,支撑能力降低,导致其上覆岩层沉陷加剧,在弯曲下沉带上方形成新的导水裂缝带,覆岩沉陷呈现“四带”发育特征。结合实测数据,分析了工作面沿倾向方向地表移动变形规律,基于Origin 8.0平台和概率积分法进行了二次开发,对倾向观测线上山方向实测下沉数据进行了拟合求参,获取了部分概率积分预测参数。研究结果可对大同矿区开采沉陷治理工程提供参考。 展开更多

关键词 特厚煤层 重复开采 覆岩移动变形 关键层

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特大采空区上覆岩层地压与地表塌陷灾害监测研究 被引量：51

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作者 胡静云 李庶林 +3 位作者 林峰 彭府华 杨顺 余正方 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1117-1122,共6页

大红山铁矿采用无底柱分段崩落法开采形成了3个规模巨大的采空区,采空区上覆岩层移动与地表开裂塌陷将导致露天采场发生滚石地压灾害、井下采场产生空气冲击波次生地质灾害、地表与井下发生泥石流地质灾害等。针对上述问题,采取了多通... 大红山铁矿采用无底柱分段崩落法开采形成了3个规模巨大的采空区,采空区上覆岩层移动与地表开裂塌陷将导致露天采场发生滚石地压灾害、井下采场产生空气冲击波次生地质灾害、地表与井下发生泥石流地质灾害等。针对上述问题,采取了多通道微震监测、非接触式岩移实时监测、基于手持式GPS仪的地表开裂范围监测和基于全站仪的地表沉降与水平移动监测的多种综合地压监测手段,对上覆岩层崩落高度、上覆岩层下沉变形量、地表开裂范围和地表沉降与水平移动等进行了监测,通过两年的监测获取了大量的监测数据,经分析表明,采空区上覆岩层崩落高度约在+1 090^+1 060 m,上覆岩层+1 090 m平巷内观测点累计沉降量为1 350 mm,地表开裂范围位于以岩移角为75°划定的地表岩移范围内,地表测点最大累计沉降与水平移动量为1 779与948 mm,上覆岩层与地表的变形移动活动处于稳定渐进可控的状态,目前不会发生上述地压地质灾害。 展开更多

关键词 特大采空区 地面塌陷 上覆岩层地压 微震监测 位移监测

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冶勒水电站坝基超深厚覆盖层Q_3的工程地质特性及主要工程地质问题研究 被引量：9

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作者 夏万洪 魏星灿 杜明祝 《水电站设计》 2009年第2期81-87,共7页

冶勒水电站大坝属首座在400m级超深厚覆盖层上建成的坝高125m沥青混凝土心墙堆石坝,基础防渗最大深度达200m,工程勘察设计难度极大。本文主要就冶勒水电站坝基超深厚覆盖层的工程地质特性及主要工程地质问题有关研究成果进行了总结。

关键词 坝基 超深厚覆盖层 工程地质特性 工程地质问题 物理力学性能 坝基渗漏 坝基稳定 沉降变形 抗震液化 冶勒水电站

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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：22

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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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厚松散含水层下特厚煤层综放开采相似模拟 被引量：5

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作者 李敬敬 常聚才 陈阳 《矿业工程研究》 2013年第4期47-50,共4页

根据朱仙庄矿区的地质条件,运用相似模拟实验方法模拟分析了厚松散含水层下特厚煤层一次采全厚综放开采时覆岩破坏及位移特征,得出了覆岩冒落带、裂隙带高度成阶梯跳跃式发展并趋于稳定,确定了其发育高度.随着工作面的推进,采空区不断扩... 根据朱仙庄矿区的地质条件,运用相似模拟实验方法模拟分析了厚松散含水层下特厚煤层一次采全厚综放开采时覆岩破坏及位移特征,得出了覆岩冒落带、裂隙带高度成阶梯跳跃式发展并趋于稳定,确定了其发育高度.随着工作面的推进,采空区不断扩大,覆岩的各组岩层出现了不同程度的移动下沉,各岩层中最大下沉量基本处于采空区中部上方.揭示了工作面在开挖过程中覆岩的应力分布规律,为采场的支护设计提供了依据. 展开更多

关键词 厚松散含水层 特厚煤层 覆岩破坏 相似模拟

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煌斑岩遇水对特厚煤层覆岩运移的影响数值模拟研究 被引量：2

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作者 冯国瑞 孙强 郭军 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第11期48-53,共6页

为了研究侵入特厚煤层顶板不同层位的煌斑岩在遇水前后对采场覆岩运移产生的影响,以大同塔山矿为背景,通过建立UDEC数值模拟模型,对煌斑岩遇水前后特厚煤层采场覆岩垮落、破坏和顶板下沉特征进行了研究。研究表明:遇水情况下,煌斑岩侵... 为了研究侵入特厚煤层顶板不同层位的煌斑岩在遇水前后对采场覆岩运移产生的影响,以大同塔山矿为背景,通过建立UDEC数值模拟模型,对煌斑岩遇水前后特厚煤层采场覆岩垮落、破坏和顶板下沉特征进行了研究。研究表明:遇水情况下,煌斑岩侵入煤层顶部时,顶板初次垮落步距减小并呈缓慢下沉特征;侵入直接顶中部时,上部直接顶岩层随下部直接顶一起垮落,且垮落步距明显缩短;不同层位的煌斑岩无论是否遇水,只对初采阶段直接顶岩层活动规律有直接影响,高位岩层主要受基本顶控制。 展开更多

关键词 数值模拟 特厚煤层 煌斑岩 垮落步距 覆岩运移

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大空间孤岛采场覆岩结构演化与区段煤柱合理宽度研究 被引量：36

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作者 涂敏 林远东 +3 位作者 张向阳 卜庆为 党家鑫 赵高明 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期857-865,共9页

大空间孤岛采场覆岩结构演化与稳定对区段煤柱的稳定性至关重要,而区段煤柱的稳定性与煤柱宽度有直接关联。为了提高区段煤柱稳定性和煤炭回收率,应用数理推导的方式研究大空间孤岛采场覆岩结构演化与区段煤柱的变形和承载特性,基于区... 大空间孤岛采场覆岩结构演化与稳定对区段煤柱的稳定性至关重要,而区段煤柱的稳定性与煤柱宽度有直接关联。为了提高区段煤柱稳定性和煤炭回收率,应用数理推导的方式研究大空间孤岛采场覆岩结构演化与区段煤柱的变形和承载特性,基于区段煤柱的极限平衡导出煤柱的合理宽度,确定影响区段煤柱合理宽度的系统内部参量;采用单因素分析法和函数增减性判别准则研究系统内部参量对区段煤柱合理宽度的影响规律,并由此提出减小煤柱宽度以提高回采率的措施。结果表明:大空间孤岛采场区段煤柱的合理宽度由煤层埋深、煤柱高度、工作面长度、煤柱上方悬臂岩梁长度、煤层到关键层高度、应力集中程度、关键层悬顶距、煤柱内部弹塑性区交界面的侧压系数及煤岩体交界面的摩擦系数等9个系统内部参量共同确定;区段煤柱的合理宽度随着煤层埋深、煤柱高度、工作面长度、煤柱上方悬臂岩梁长度、煤层到关键层高度、应力集中程度和煤柱内部弹塑性区交界面处侧压系数的增大而增大,随着关键层悬顶距和煤岩体交界面上摩擦系数的增大而减小。基于系统内部参量对区段煤柱合理宽度的影响规律,提出控制大空间孤岛采场工作面长度、爆破或水力切顶以改变覆岩结构、煤柱高强注浆和锚喷支护及提高煤岩体摩擦系数等措施减小大空间孤岛采场区段煤柱宽度以达到提高回采率的目的。 展开更多

关键词 大空间孤岛采场 特厚煤层综放 覆岩结构演化 区段煤柱稳定性

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急倾斜巨厚煤层群难采资源开采的覆岩破断与能量释放规律 被引量：11

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作者 来兴平 贾冲 +4 位作者 崔峰 陈建强 常博 张随林 孙敬轩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期1-14,共14页

针对急倾斜巨厚煤层群难采资源的安全开采问题,采用物理模拟实验与理论分析方法,对急倾斜巨厚煤层群不同开采工艺产生的覆岩变化、破断高度、微震能量等特征进行了分析与对比,推导了急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量的理论计算公式,... 针对急倾斜巨厚煤层群难采资源的安全开采问题,采用物理模拟实验与理论分析方法,对急倾斜巨厚煤层群不同开采工艺产生的覆岩变化、破断高度、微震能量等特征进行了分析与对比,推导了急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量的理论计算公式,并由不同开采工艺的对比分析结果为急倾斜巨厚煤层群向深开采的方案设计提供思路。研究结果表明:急倾斜巨厚煤层群水平分段综放开采的中间岩柱集中破断形成岩柱与上部煤层顶板的联动效应,容易引发冲击地压等的动力灾害事故;走向长壁开采中区段煤柱的强支撑作用,使得急倾斜巨厚煤层群向深开采过程中覆岩破断高度与范围的增幅较小。通过构建急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断力学模型,推导得出急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量计算公式。急倾斜巨厚煤层群采用走向长壁的累计微震能量24.28×10^(5)J,较水平分段开采的累计能量小15.67%。水平分段综放开采过程中,单次开采的平均能量比走向长壁开采较低,且避免了煤柱留设时煤炭资源的浪费。顶板破断的能量不充分释放,容易造成其下次破断能量释放的峰值效应,且中间岩柱大范围集中破断容易对矿井的安全生产带来挑战。基于节约矿井资源的同时又能避免大范围覆岩集中破断的理念,建议在原有水平分段综放开采与顶板弱化调控基础上,增加对顶板与中间岩柱的弱化程度,避免岩柱大范围集中破断带来的矿井安全生产问题。研究结果为急倾斜煤层复杂条件矿井资源的有效利用与安全开采提供了参考。 展开更多

关键词 急倾斜巨厚煤层 冲击地压矿井 开采工艺 覆岩演化 能量积聚

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