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《西安科技学院》 2002年
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地表厚土层浅埋煤层覆岩运动与破坏规律研究

谢胜华  
【摘要】: 浅埋煤层近十年开采实践和理论研究表明,地表厚松散层浅埋煤层开采表现出强烈的矿山压力显现,而对厚粘土覆盖层浅埋煤层这种特殊赋存条件下开采矿压显现规律研究较少。本文采用现场试验、室内相似模型实验、数值模拟和理论分析等方法,对地表厚粘土覆盖层浅埋煤层开采矿山压力显现、覆岩移动及裂隙分布的影响规律等问题进行了深入的研究。 从厚粘土层(包括离石黄土和三趾马红土)的工程地质特性研究入手,结合室内两架大型平面相似模拟实验,完全按照相似比例设计了一套具有恒阻力学特性的模拟支架,有效地模拟了“支架—围岩”相互关系,通过对工作面支护阻力、三趾马红土对老顶的影响、覆岩垮落高度影响等分析,从而揭示了覆盖层中巨厚红土层是工作面未造成覆岩沿煤壁整体垮落的剧烈矿压显现关键影响层且能在一定程度上缓和覆岩破坏或抑制导水裂隙带的发展。 首次应用突变理论这一数学工具描述浅埋煤层组合关键层失稳过程通过建立力学模型,分析得到了组合关键层突变失稳的充分必要条件而且可以定量地得出浅埋煤层台阶下沉量Δx以及发生失稳时工作面离开切眼距离L。 应用NCAP—2D程序对厚粘土层浅埋煤层开采进行了数值模拟分析表明开采过程中随工作面推进,围岩应力变化情况也愈趋复杂化在煤壁附近和岩层局部区域产生应力集中,由于基岩的阻隔作用及粘土层的吸收作用,土岩交界面处的应力削弱,在一定的推进距离内,覆岩不会出现自煤壁向地表的全厚切落,从而证明模拟实验的正确性。
【学位授予单位】:西安科技学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TD325

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 李鹏博;侯忠杰;罗小新;张杰;;老顶分层厚度对工作面初次来压步距的影响[J];陕西煤炭;2007年01期
3 郝君;白如鸿;许满贵;;锚网索联合支护在煤层大巷掘进中的应用[J];陕西煤炭;2008年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 伊茂森;神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D];中国矿业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 谢道雷;新疆伊犁—矿试采区水文地质特征及水害评价[D];山东科技大学;2011年
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7 李琰庆;导水裂隙带高度预计方法研究及应用[D];西安科技大学;2007年
8 张羽强;一种新型物理相似模拟实验架结构设计[D];西安科技大学;2008年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 贾金刚;蒋美蓉;金丰年;吴畏;周健南;;引水隧洞施工及运营过程数值分析[J];地下空间与工程学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 张远芳;崔树琴;;基于尖点突变理论的端承桩竖向承载力分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
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8 潘沈洁;;突变理论分析正常岩层突水的力学性质[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
9 尤军丽;;制度之技术哲学探究[A];“中国工程技术哲学的繁荣与东北老工业基地振兴”高峰论坛暨辽宁省自然辩证法研究会2005年年会会议交流材料[C];2005年
10 王唢;赵明阶;蒋树屏;林志;;基于渐进性破坏理论的隧道围岩压力预测研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009年
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3 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
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6 肖卫国;节理岩体本构模型和其细观力学方法理论研究[D];北京交通大学;2011年
7 李军霞;西藏隆子县滑坡灾害形成机理及非线性预测研究[D];吉林大学;2011年
8 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年
9 张文志;开采沉陷预计参数与角量参数综合分析的相似理论法研究[D];河南理工大学;2011年
10 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈轶;浅埋深弱粘结薄基岩采面覆岩层移动规律及支架阻力研究[D];河南理工大学;2010年
3 宋家勇;安林煤矿炮放面矿压显现规律及顶煤冒放性预测研究[D];河南理工大学;2010年
4 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
5 李静涛;煤矿开采岩层与地表变形数值模拟分析[D];山东科技大学;2010年
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7 刘桂海;基于突变理论的煤层底板突水预测评价方法研究[D];山东科技大学;2010年
8 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
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10 刘国磊;山地浅埋煤层开采覆岩运动规律与结构特征研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊晓英;;导水裂隙带高度探测新方法综述[J];安徽地质;2004年02期
2 施笋;庞建勇;龙卿吉;;矿山边坡稳定性分析及其工程应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期
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4 葛家德;熊光宏;;百善煤矿西北部采区煤层底板富水机理浅析[J];安徽科技;2007年09期
5 任强;刘伟韬;;覆岩采动裂隙带发育规律的数值模拟分析[J];安全与环境学报;2006年S1期
6 魏世明,柴敬,李毅;岩梁小变形的光纤光栅检测方法研究[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
7 魏同;中国煤炭工业可持续发展的系统分析[J];中国煤炭经济学院学报;1996年01期
8 周雪芳;梁磊;;粘贴式光纤光栅传感器应变传递规律研究[J];传感器世界;2007年08期
9 龚召熊,郭春茂,高大水;地质力学模型材料试验研究[J];长江水利水电科学研究院院报;1984年00期
10 王国彪,高秋捷;液压支架模型试验的研究[J];东北煤炭技术;1995年01期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张庆松;高延法;刘松玉;;覆岩结构破坏度模型及其应用研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
2 谢渊;王剑;江新胜;李明辉;邓国仕;罗建宁;;含水层沉积学研究实例及其应用前景[A];第三届全国沉积学大会论文摘要汇编[C];2004年
3 钱鸣高;许家林;缪协兴;;岩层控制的关键层理论及其应用[A];21世纪中国煤炭工业第五次全国会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2001年
4 施龙青;尹增德;陆泓;王永红;;综采放顶煤覆岩导水裂缝带探测[A];岩石力学理论与工程实践[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 杨景才;厚风积砂下浅埋工作面安全开采技术研究[D];辽宁工程技术大学;2003年
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3 王春秋;综放采场顶板事故及沉陷灾害预测与控制研究[D];山东科技大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭云奇;康家湾矿大型水体下防水矿柱安全开采的研究与设计[D];中南大学;2002年
2 刘文岗;浅埋煤层砂土层载荷传递机理研究[D];西安科技大学;2003年
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4 刘志军;承压水上采煤断层失稳突水的研究[D];太原理工大学;2004年
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6 张杰;神府矿区荒漠化防治固液耦合实验分析[D];西安科技大学;2004年
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10 常聚才;基于应力壳综放面顶煤岩运移规律研究[D];安徽理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘士法;高鹏;孔飞;;12105工作面导水裂隙带发育规律研究[J];毕节学院学报;2012年04期
2 李肖音;高峰;钟卫平;;基于板模型的采场顶板破断机理分析[J];采矿与安全工程学报;2008年02期
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5 谢建林;许家林;朱卫兵;;离层型顶板事故的临界离层面积预警判据研究[J];采矿与安全工程学报;2012年03期
6 李琰庆;许冲;侯恩科;马露;何力强;;关键层初次破断前动态载荷研究[J];矿业研究与开发;2008年04期
7 李涛;李文平;常金源;都平平;高颖;;陕北近浅埋煤层开采潜水位动态相似模型试验[J];煤炭学报;2011年05期
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10 李鹏博;侯忠杰;罗小新;张杰;;老顶分层厚度对工作面初次来压步距的影响[J];陕西煤炭;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
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5 王晓振;松散承压含水层下采煤压架突水灾害发生条件及防治研究[D];中国矿业大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国期刊全文数据库 前10条
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6 肖长富,吴刚,邱贤德;复合岩梁的特殊力学特性[J];重庆大学学报(自然科学版);1986年03期
7 尹光志,李贺,鲜学福,冯涛;煤岩体失稳的突变理论模型[J];重庆大学学报(自然科学版);1994年01期
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9 王思敬;工程地质学的任务与未来[J];工程地质学报;1999年03期
10 陈忠辉,唐春安,傅宇方;岩石失稳破裂的变形突跳研究[J];工程地质学报;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张杰;;采高对浅埋煤层老顶岩层破断距的影响[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2009年02期
2 张杰;杨相海;;采场覆岩的流固耦合损伤分析[J];西安科技大学学报;2010年02期
3 侯忠杰;地表厚松散层浅埋煤层组合关键层的稳定性分析[J];煤炭学报;2000年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 本报记者 徐蕴海;管好怡园这本“流水账”[N];苏州日报;2009年
3 顾晶;青山湖隧道10月全线贯通[N];南昌日报;2008年
4 张军 特约记者 何天进;轰,炸得粘土坚如钢[N];解放军报;2002年
5 本报记者 李玉明;新技术助“正阳工程”“摘金”[N];中华建筑报;2008年
6 淇芹;非法取土“掏空”航道[N];中国交通报;2004年
7 李永根;浅谈桩基工程钻孔施工技术[N];中国建设报;2005年
8 李瀛;增塑剂在电瓷坯料中的成功应用[N];广东建设报;2007年
9 通讯员 周广宽 李恩宽;十二局集团二公司北京地铁施工有“方”[N];中国铁道建筑报;2005年
10 记者 王大军;日本考古专家又在胡扯[N];新华每日电讯;2000年
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1 张沛;浅埋煤层长壁开采顶板动态结构研究[D];西安科技大学;2012年
2 范钢伟;浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机理与工程实践[D];中国矿业大学;2011年
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6 伊茂森;神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D];中国矿业大学;2008年
7 李忠建;半胶结低强度围岩浅埋煤层开采覆岩运动及水害评价研究[D];山东科技大学;2011年
8 赵兵朝;浅埋煤层条件下基于概率积分法的保水开采识别模式研究[D];西安科技大学;2009年
9 师本强;陕北浅埋煤层矿区保水开采影响因素研究[D];西安科技大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢胜华;地表厚土层浅埋煤层覆岩运动与破坏规律研究[D];西安科技学院;2002年
2 高杨;浅埋煤层关键层破断运动对覆岩移动的影响分析[D];西安科技大学;2010年
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4 曹明;近浅埋煤层长壁工作面顶板来压机理研究[D];西安科技大学;2010年
5 刘国磊;山地浅埋煤层开采覆岩运动规律与结构特征研究[D];山东科技大学;2010年
6 杨菊花;浅埋煤层顶板岩层结构的非稳定性态分析[D];西安科技大学;2010年
7 刘素花;浅埋煤层局部充填开采隔水层稳定性规律及其数学模型研究[D];西安科技大学;2011年
8 吴刚;柠条塔矿浅埋煤层综采面采空区漏风规律研究[D];西安科技大学;2011年
9 郑磊;山地浅埋近距离煤层群顶板结构与岩层控制研究[D];山东科技大学;2011年
10 赖锦琪;浅埋煤层条带充填开采隔水层稳定性力学模型研究[D];西安科技大学;2012年
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