作者:孔德中; 郑上上; 韩承红; 娄亚辉; 浦仕江 期刊:《煤矿安全》 2019年第11期
端面顶板稳定性差一直是制约大采高工作面安全、高效开采的一大难题,这一问题在近距离煤层群开采中更加突出。针对近距离煤层群重复采动下端面冒顶这一难题,采用室内试验、理论分析、数值模拟等手段研究了重复采动下端面顶板稳定性。研究得到:受重复开采扰动的影响,下位顶板裂隙比较发育,顶板岩体强度变得更低,在相同顶板压力作用下端面顶板更容易失稳;17~#煤层开采时,采场上方不同层位顶板将形成2种"拱式"结构和1种"砌体梁"结构,...
作者:闫晓宇; 袁绍国 期刊:《煤炭技术》 2018年第05期
露井协采同时受到露天与井工开采的影响,使得上覆岩层发生破坏变形,形成“砌体梁”结构,且根据采动区岩层的受力情况,分为煤壁支承区、离层区、重新压实区。“砌体梁”结构对露天边坡起着重要作用,此结构的失稳会导致边坡的滑动失稳。通过建立数学模型,分析了“砌体梁”与水平作用力、荷载及旋转角的关系。
大倾角工作面支架易发生滑动与咬架等现象,影响了工作面的正常生产以及工人安全。采用UDEC数值模拟分析方法,研究了大倾角工作基本顶“砌体梁”结构的稳定性,模拟分析了大倾角工作面支架与围岩的关系。研究得出:为了确保大采高液压支架工作稳定性,必须使液压支架接顶,而且降架幅度不能太大,工作面采高不能起伏过大等。该研究可为大倾角工作面支架设计提供理论依据。
作者:于秋鸽; 张华兴; 邓伟男 期刊:《中国地质灾害与防治学报》 2018年第02期
地表裂缝的形成主要与上覆岩层移动规律有关,为了研究浅埋单一关键层煤层开采造成的地表塌陷型裂缝形成机理,本文通过建立关键层断裂的固支梁和"砌体梁"力学模型,利用尖点突变理论,从力学平衡和能量平衡的角度解释了关键层断裂的原因,推导出了关键层的初次断裂步距和周期断裂步距,分析了关键层断裂与地表裂缝形成之间的关系,利用文中推导出的公式求得大柳塔煤矿12208工作面关键层的周期断裂步距为14.9 m,与现场矿压实测周期来压...
作者:左建平; 孙运江; 文金浩; 李政岱 期刊:《煤炭科学技术》 2018年第01期
随着社会对开采沉陷与生态环境问题日益重视,"科学采矿"势在必行。面对新形势,需要在学习前人研究成果的基础上,进行更系统、深入的研究。首先系统总结了国内外垮落法和充填法处理采空区2种情况下的岩层移动理论、优缺点及其适应条件等,重点阐述了关键层理论在岩层移动方面发挥的重要作用。基于采动岩体力学,系统分析了基本顶断裂位置和断裂步距"正态分布"变化的原因。基于采动岩层破断移动的全过程分析和前人的研究成果,提出...
作者:冯军发; 周英; 张开智; 徐佑林; 李回贵 期刊:《采矿与安全工程学报》 2018年第02期
针对浅埋近距离多煤层中间厚关键层破断呈现的大小周期来压现象,以神东补连塔煤矿上煤层采空区下大采高工作面为背景,采用现场实测与理论分析等方法对多煤层工作面厚关键层破断特征及矿压显现规律进行了研究。结果表明:多煤层中间厚关键层在矿山压力和自身弱面结构影响下将以分层方式垮落;根据关键层判别方法、钻孔岩芯和工作面矿压显现综合判断,垮落位置位于该岩层中部,上位厚关键层顶板形成“砌体梁”结构,下位厚关键层顶...
作者:娄金福; 康红普; 高富强; 杨景贺; 李建忠 期刊:《煤炭学报》 2017年第11期
针对6.0 m特大采高综采工作面支架适应性评价与工作阻力确定难题,基于大采高采场覆岩"悬臂梁-层间岩层-砌体梁"结构模型,对6.0 m特大采高综采工作面支架合理工作阻力进行了确定,通过数值模拟和大比例尺采场相似模拟实验对支架与围岩控制适应性进行了验证和评价。研究结果表明,大采高综采支架工作阻力的确定要以满足顶板、煤壁等采场围岩控制为前提,并需确保支架良好的位态。支架工作阻力不仅要能支撑垮落带关键层"悬臂梁"破断...
以大同某煤矿8107大采高综放工作面为研究背景,通过建立理论力学模型研究了回采过程中顶煤覆岩高位的“砌体梁”结构与低位的“悬臂梁”结构耦合形成的“砌体梁-悬臂梁”结构,以及合理的支架工作阻力。现场实测8107工作面正常回采以及来压时支架工作阻力分别为26 MPa和40 MPa,与理论计算结果较为吻合。说明8107工作面采用的ZF15000/27.5/42型四柱低位放顶煤支架能够满足生产需求。
作者:刘英杰 期刊:《煤矿安全》 2017年第B03期
大采高和特大采高综采工作面由于其特殊性,顶板结构运动形式与中等采高工作面相比存在较大不同。大采高综采工作面受采动影响后,通过对其上覆岩层关键层的运移规律进行研究得出:对于大采高或者特大采高情况下,覆岩关键层通常会以"悬臂梁"结构破断的形式存在,有时也会形成稳定的铰接结构,而上位关键层则一般可形成"砌体梁"结构;当上部关键层发生破断时,其下部关键层也将受到上部关键层破断的影响,工作面压力显现情况和周期来压...
作者:王涛; 由爽; 高宇 期刊:《采矿与安全工程学报》 2017年第02期
煤炭开采中的冲击地压与断层构造密切相关,而工作面分别沿断层上盘和下盘推进时具有不同的冲击危险。为研究工作面推进方式与断层活动的相关性,以某过正断层工作面为例,通过数值计算分析不同推进方式下断层两盘接触应力状态的演化过程,基于对推进过程关键层破断规律的分析,研究断层应力演化差异性产生的原因,并通过工作面实际回采过程的微震监测数据,验证了采动影响下断层活化规律。研究发现:上盘开采时的断层应力变化幅度大于下...
作者:周睿; 张占存; 闫斌移 期刊:《煤矿安全》 2016年第10期
为了防治冲击地压灾害,提高卸压工作效率,基于关键层理论,建立逆断层上盘回采工作面的断层活化力学分析模型,揭示断层活化机理,获得断层活化响应范围的力学表达式,并且计算得出响应范围随着开采高度和断层倾角的增加而增大;断层接触面摩擦系数越小,断层活化响应范围越大。结合前都煤矿的实际地质条件,计算得出当工作面推进至距离断层33.36 m的位置时,断层开始活化,然后主要采取大直径钻孔,并配合煤层注水、煤体爆破等卸压措施,确保...
阐述了综放采场宏观应力壳的基本概念,初步探讨了宏观应力壳与关键层在结构上的宏观联系,分析了在综放开采条件下,宏观应力壳和关键层以及基本顶在承担上覆岩层荷载时各自不同的作用,强调了宏观应力壳是导致综放采场矿压规律不同于分层开采的主要原因。
作者:武玉霞 赵国彦 刘爱华 期刊:《矿业研究与开发》 2008年第06期
基于岩层控制中的关键层理论,采用砌体梁理论对底板关键层破断块体的稳定性进行了分析,从而对采场底板突水危险性做出评价。结果表明,底板关键层破断岩块的高长比越小,其形成的砌体梁结构抗滑落失稳的能力越大;关键层破断后互相咬合中间上浮量达△时,就形成了岩块结构的变形失稳。所以根据底板关键层破断岩块的高长比及岩块间咬合中间上浮量,可以判断采场底板突水的危险性。
基于砌体梁结构岩块平衡的几何条件,讨论了《矿山压力与岩层控制》教材中浅埋煤层开采岩层控制部分“短砌体梁”结构和“台阶岩梁”结构的概念.认为浅埋煤层顶板因为不满足砌体梁结构断裂岩块长度起码大于层厚2倍的平衡先决条件,因而不能形成砌体梁结构,而“短砌体梁”是“断裂岩块厚度与长度之比接近1”的砌体梁结构,故“短砌体梁”概念与砌体梁理论相矛盾;“台阶岩梁”的概念建立在不正确的假设之上,不恰当地应用了砌体梁理论的...
作者:张文义 贾长科 赵军 期刊:《山东煤炭科技》 2010年第06期
军城煤矿为新建矿井,主采煤层10煤、12煤为近距离煤层,为保证生产接续,实现矿井的高产高效,决定对两主采煤层实行联合开采。联合开采的关键是降低上下煤层采煤工作面的相互影响,实现安全开采。
作者:鞠金峰 许家林 王庆雄 期刊:《煤炭学报》 2011年第12期
通过理论分析并结合模拟实验,提出了大采高覆岩关键层"悬臂梁"结构的3种运动型式,即:"悬臂梁"直接垮落式、"悬臂梁"双向回转垮落式、"悬臂梁-砌体梁"交替式。结合关键层"悬臂梁"与"砌体梁"结构对采场矿压影响的对比分析,揭示了关键层"悬臂梁"结构3种运动型式对采场矿压的不同影响规律,并得到了补连塔煤矿7.0 m支架综采工作面矿压实测数据的验证。
作者:崔帅 康鑫 曲啸 安泽阳 赵景礼 期刊:《煤矿安全》 2014年第04期
为研究浅埋深煤层开采时关键层群同步破断失稳机理,以王家塔煤矿为研究背景,结合矿山压力及岩层控制相关理论,运用数值模拟软件UDEC对煤层上覆岩层中存在单一关键层和2层关键层结构进行模拟,现场实测数据验证同步破断失稳理论。结果表明:当煤层上覆岩层中存在距离较近、岩性相近的2层关键层时,其服从关键层同步破断判据,可将其整体结构视为单一关键层结构进行稳定性分析,对矿压显现与岩层控制的影响也与单一关键层一致。
形成砌体梁的关键层对于岩层运动具有控制作用。不同采高下,可形成砌体梁的关键层位置不同,通过采用DDA模拟不同采高时的岩层运动,判断形成砌体梁的位置,并与传统的4~8倍采高进行了对比,提出相应的支架工作阻力的计算方法。该方法可对现场岩层运动、支架工作阻力的确定有一定的指导意义。