为了优化煤柱尺寸及提高采出率,采用理论计算法和数值模拟法对腾晖煤矿合理煤柱宽度进行了研究。结合该矿2-204工作面的实际地质条件和开采条件,首先利用理论计算法得出护巷煤柱的合理留设尺寸,然后利用FLAC3D数值模拟软件分别模拟不同宽度的护巷煤柱,得出了相应的塑性区图和应力分布图。通过数值模拟与理论计算综合分析比较,确定当护巷煤柱宽度取27 m时,材料大巷稳定性相对较好,并且能够有效提高煤炭采出率,确保采动应力扰动下被...
作者:刘怀喜; 张琦 期刊:《山东煤炭科技》 2020年第02期
综合运用数值模拟、理论分析及现场实测等手段,研究了孤岛工作面近断层开采时保护煤柱采动应力分布规律。结果表明:保护煤柱宽度为35m时,采动峰值应力均向近工作面处移动;煤柱留设45m时为临界宽度,采动应力出现跳跃式增长,大于临界宽度时采动应力增幅较小。
煤炭科学开采是煤炭行业追求的目标,采动应力与岩层控制研究可以促进煤炭安全开采、提升自动化与智能化开采效率、保护地下水与地面环境、实现煤炭及共伴生资源协调共采,是实现煤炭科学开采的基础。采动应力可数倍于原岩应力,偏应力和采动卸压是促使围岩破坏的主要因素,在一些长工作面顶板会发生分区破断现象,要充分重视采场围岩控制的系统刚度原理,对一些特厚煤层和薄基岩煤层开采的顶板运动及载荷边界尚不清楚。随着开采理念和技...
随着矿井开采深度和强度的不断加大,使得矿井所处的环境愈加复杂,且多处于"三高"条件下,其中高应力分布对巷道围岩稳定性和支护具有重要影响。本文在对矿井地应力分布情况了解的基础上,对不同应力区内采动应力引起的应力集中对巷道稳定性的影响进行了系统的研究,为矿井的采掘工程部署、开采工艺选择与巷道支护方案设计等提供理论基础和设计思路。
作者:蔡武; 窦林名; 王桂峰; 胡亚伟 期刊:《采矿与安全工程学报》 2019年第06期
通过调研总结煤层采掘活动与断层赋存状态之间的概念模型,提出了采动应力主导和矿震动载主导两种断层活化类型的力学机制及其动静载叠加诱冲机理,并结合数值模拟、相似材料模型实验以及微震监测给予了验证,同时针对性探讨了断层冲击矿压的监测与防治方法及策略。结果表明,断层冲击矿压的发生机理是由断层与顶板结构双重作用形成的断层煤柱高静载与采动应力主导型或矿震动载主导型断层活化动载叠加诱发;其中,断层活化主要与断层面黏...
作者:孙叶; 谭成轩; 孙炜锋; 王瑞江; 吴树仁; 陈群策 期刊:《地质力学学报》 2007年第01期
构造应力、能量集中与采动应力叠加,是煤瓦斯突出的根本原因,是现今构造活动的表现,由现今地壳失稳所致,属于地质力学问题。借鉴李四光倡导的地震地质工作经验,从现今活动构造体系研究入手,采用岩石力学与构造应力场的研究思路方法、技术,结合地壳稳定性评价实践经验,探索煤瓦斯突出减灾防灾的基本思路。
"L"型钻井抽采瓦斯技术是我国近年来发展起来的一种新型高效瓦斯抽采技术,本文结合顾桥矿1117(1)工作面地质条件,从采场围岩应力分布特征的角度,利用数值模拟分析围岩采动应力分布特征,确定水平钻井合理布置范围,保证其在抽采期间的稳定性和时效性,为该项技术在我国的推广提供重要的参考价值。
作者:梁跃; 李吉旺; 杨继强 期刊:《煤炭技术》 2019年第02期
针对深部大采高工作面由于一次采出厚度大、煤炭采出率高,采空区内覆岩自由运动空间大,基本顶来压较综放开采更为剧烈,超前支承压力峰值更高、峰值距离煤壁距离更大、影响范围更广等突出问题,采用理论分析的方法,研究了深井大采高工作面采动应力的分布规律,为相似地质条件下煤层安全高效开采提供了理论基础。
采用微震监测技术,对浅埋近距离煤层群综采工作面过上覆房柱采空区过程中,房柱采空区煤柱卸压预爆影响范围、微震事件能量区域分布特征、工作面超前支撑压力影响范围进行了监测。
作者:王襄禹; 张科学; 赵锋; 杨建雄 期刊:《煤炭技术》 2017年第01期
针对寨崖底矿煤柱下回采巷道失稳问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测等方法,分析了寨崖底矿煤柱下煤层巷道的破坏机理。得出了上煤层工作面回采后,遗留煤柱底板应力分布规律。发现煤柱下煤层高应力集中区围岩受工作面采动动载高应力扰动出现垂直应力峰值增大、应力集中区范围增加、非对称应力场,是此类巷道大变形破坏的根本原因,且预测采动影响范围为工作面前方60m至后方130m。
应力集中区布置的巷道变形严重,极不稳定,严重影响了矿井的正常生产和安全。在对平禹煤电公司二矿巷道失稳变形破坏和地质及技术资料分析的基础上,指出了该矿巷道破坏的原因,设计了"三锚"、钢筋梯和注浆联合支护体系,并进行了巷道支护改革试验。通过合理选择施工工艺、巷道支护结构与支护技术参数,改被动支护为主动支护,使巷道变形得到控制,其效果明显。
以红岭煤矿沿F505正断层走向布置的上盘工作面为背景,采用数值模拟软件FLAC3D,研究了在断层倾角不同的情况下,上盘工作面开采采动应力及断层滑移规律。结果表明,断层倾角越大,断层煤柱及断层侧工作面超前支承压力集中程度越高,采动空间冲击危险性越高;断层滑移量与煤柱应力峰值变化趋势相同,均随着断层倾角的增加而增加,由于上覆岩层跨落角与断层倾向相反,断层对顶板活动的影响较小,而且断层倾角越小煤层顶板越不易受到断层影响。
作者:关金锋; 许国胜; 崔洪庆; 成春莲; 李长兴 期刊:《安全与环境学报》 2018年第02期
为提高煤层小褶曲构造附近瓦斯突出灾害防治的针对性,以古汉山矿地质条件为背景,通过FLAC3D数值模拟方法开展了小褶曲附近采动应力场演化特征及对瓦斯灾害的影响规律研究。结果表明:工作面从背斜端或从向斜端揭露小褶曲过程中,小褶曲附近应力场大小呈现逐渐增大的变化特征,在揭露褶曲前应力增大至峰值状态;在揭露褶曲时刻,处于峰值状态的应力迅速降低,释放出大量的弹性能,迫使煤体产生剧烈位移,容易诱发瓦斯突出动力灾害。小褶曲...
作者:赵庆民; 施现院; 王恒 期刊:《煤炭工程》 2018年第07期
为了研究孤岛充填采场覆岩空间结构和矿压显现特征,以岱庄煤矿2351工作面为工程背景.采用相似模拟实验研究了采动工况下的充填效应。结果表明,覆岩下沉曲线符合正态函数分布。充填采场覆岩只有裂隙带和弯曲下沉带,离层演化经历未发育区、扩展区和闭合区3个阶段:采动应力整体分布由“V”型分布向“U”型分布转化,分为应力恢复区、卸压区和应力集中区.空区上方测点采动前后所受应力呈“Z”型变化,最大应力集中系数为1.84;...
作者:王朋飞; 冯国瑞; 赵景礼; CHUGH; Yoginder; P; 王志强 期刊:《岩土工程学报》 2018年第07期
随着当前各类长壁采空区及其附近区段巷道留设技术的不断推广,采空区及其对采动煤岩应力分布规律影响的认识愈发重要。鉴于当下此方面的研究较少,以镇城底矿为工程背景,通过理论分析、相似模拟、数值模拟和现场实测研究了长壁采空区对采动煤岩应力分布规律的影响。多种研究方法表明,采空区承载越大,实体围岩受载则越低,反之亦然。错层位不对称工作面导致应力分布亦不对称,缓坡段采空区应力大于无缓坡段,而缓坡段侧支承压力小于无缓...
作者:田燚; 刘勇; 康向涛; 王沉; 贺征勋 期刊:《中国矿业》 2018年第09期
为深入研究下保护层开采过断层区上覆岩层裂隙发育与应力演化特征,运用相似模拟研究方法,分析下保护层开采过断层过程中裂隙场演化、顶板断层应力变化趋势、上覆岩层运移特征。结果表明:下保护层采动容易引起顶板断层附近煤岩体破碎,形成断层带;覆岩裂隙在顶板断层带内显著增加,其密度曲线呈现“W”形分布;顶板断层底端与顶端随采动工作面接近与远离应力峰值表现出不同变化;覆岩运移具有时空效应,同一层位覆岩随工作面推进位移下沉...
作者:赵兴东; 张姝婧; 杨晓明; 周鑫 期刊:《现代矿业》 2018年第12期
深部高应力特殊环境条件下的采场受开采扰动的影响,围岩经常失稳破坏,给矿山生产、设备和人员安全带来了严重影响,为此,提出了深部矿体开采诱发采动应力概念,在传统圆形应力分析计算应力分布的基础上,建立椭圆形采场结构物理分析模型,应用弹塑性物理力学模型对深部倾斜、水平椭圆形采场围岩的采动应力进行解析和计算,推导出椭圆形采场上盘、顶板采动应力计算公式;在此基础上,引入岩体强度因数(RSF),通过采动应力与安全系数(F)和岩...
针对深部采动应力下巷道支护技术难题,以文家坡矿井41盘区一号回风巷道为研究对象,采用现场监测技术对巷道表面变形特征、锚杆(索)受力状况进行研究分析,结果表明,巷道观测至15d后,巷道围岩变形基本趋于稳定,巷道围岩移近量整体不大;锚杆(索)受力整体不大,锚杆最大受力不到杆体屈服载荷的49%,锚索最大受力仅为其拉断载荷的19.8%,未能发挥锚杆(索)的支护性能。基于极限平衡理论对锚杆(索)进行支护参数优化,并采用理论分析、数值模拟...
以晋城矿区成庄矿5308工作面双巷布置留巷为工程背景,基于现场实测数据,分析了留巷巷道变形破坏特征和影响因素。采用FLAC3D数值模拟软件,分别研究了留巷巷道在掘进、临近工作面回采、本工作面回采过程中的围岩应力场分布特征和变形破坏规律。在此基础上,提出了以浅孔-深孔注浆加固和注浆锚索联合加固方案,并进行了工业性试验。研究结果表明:留巷巷道受到临近工作面和本工作面双重采动应力的影响后,矿压显现剧烈,巷道维护困难。采...
以工作面沿断层走向推进为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件,根据岩体强度指标GSI确定断层带弹性模量,并分析了不同断层带岩体强度指标GSI条件下,断层带对采动应力分布的影响。研究表明:工作面沿断层走向推进时,下盘工作面断层煤柱以及工作面超前支承应力集中较上盘工作面回采时更高,断层对下盘工作面回采时采动应力分布的影响更明显。断层带岩体质量指标GSI值越小,断层煤柱以及工作面超前支承应力集中更明显,即断层岩体裂隙越发育...