长壁采场覆岩“O”型空间结构及相关矿山压力研究
【摘要】:采场覆岩空间结构是指对采场矿压显现有重要影响的覆岩破裂后形成的三维结构。
我们把一面采空(四周为实体煤)形成的采场覆岩空间结构称为“O”型空间结构。本文
运用相似模拟、理论分析、现场实测和数值模拟等方法,对采场覆岩“O”型空间结构的
形成、演化规律、与支承压力分布的关系及主要影响因素进行了研究:
通过相似材料模拟试验和现场实测研究,认为采场覆岩存在大小两个空间结构,即
在整个采空区覆岩层中“板-壳”演化的大空间结构,在采空区四周存在一个呈“铰接
岩板半拱”演化的小空间结构。采场覆岩“O”型空间结构的形成过程实质上是两个空间
结构的演化过程。随大空间结构演化,采场围岩支承压力由弹性分布向弹塑性分布演化:
随小空间结构演化,采场呈周期性来压。“板-壳”大空间结构的阶段性跃升使采场呈大
周期异常来压现象。
研究揭示的覆岩“O”型空间结构演化及矿山压力分布规律为:覆岩“O”型空间结
构发育高度为采空区短边跨度所控制,采空区“见方”时易来大压:在空间结构演化过
程中存在厚硬岩层夹持作用效应,而夹持作用效应是采动初期老顶与直接顶属性转化的
根本原因;“O”型空间结构采场两侧实体煤内破坏范围和支承压力分布规律基本相同;
工作面推进距离,l=4H/π≈1.27H时,围岩支承压力达到最大值。
本研究揭示了关键层、覆岩岩性、煤岩层倾角、采深、基岩厚度、采高、重复采动
和采空区跨度对采场覆岩“O”型空间结构演化的影响规律和特征。此外,厚松散层、地
表采动程度、工作面推进速度、采煤方法与顶板管理方法、开采程序及时间因素等对采
场覆岩空间结构均有一定影响。
在对采场覆岩“O”型空间结构演化规律研究的基础上,作者探讨了条带采场覆岩“O”
型空间结构及其演化规律,分析了条带覆岩空间结构及地表沉陷与控制的五个实例,认
为利用采场覆岩“O”型空间结构观点设计条带开采来控制地表沉陷是可行的,并提出了
条带开采设计准则与要点。
本研究中取得的一些重要研究成果,已写成学术论文并公开发表。
|
|
|
|
1 |
谢兴华,高延法,邹德蕴;薄层单元在覆岩离层模拟中的应用[J];矿业研究与开发;2002年03期 |
2 |
张明,刘传武,赵武升;应用数值模拟方法研究煤层覆岩破坏规律[J];煤炭科技;2003年04期 |
3 |
任奋华,蔡美峰,来兴平,康永华,刘治国;采空区覆岩破坏高度监测分析[J];北京科技大学学报;2004年02期 |
4 |
陈富勇,宋三胜,黄侃;芦岭煤矿810采区综放开采可行性分析[J];矿业安全与环保;2000年04期 |
5 |
姜德义,蒋再文,刘新荣,任松,刘金平;覆岩离层注浆控制沉降技术及计算模型[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年03期 |
6 |
于永春,徐方军;采动复岩离层高压注浆减沉技术研究[J];煤矿开采;2002年01期 |
7 |
朱岩华,左如松,董青红,姜振泉,伦庆忠,张明;兖州田庄矿11610工作面开采上限的研究[J];江苏地质;2004年01期 |
8 |
曹建波;支架工作阻力与覆岩作用机理研究[J];矿山压力与顶板管理;2004年01期 |
9 |
吴洪词,张小彬,包太,胡兴;采动覆岩活动规律的非连续变形分析动态模拟[J];煤炭学报;2001年05期 |
10 |
陈长臻;特厚煤层开采覆岩注浆技术的首次应用[J];煤矿现代化;1998年04期 |
11 |
刘新荣,姜德义,谭晓慧;岩盐溶腔覆岩沉降和变形规律的研究[J];化工矿物与加工;1999年07期 |
12 |
孙振武;缪协兴;茅献彪;;采场覆岩复合关键层的判别条件[J];矿山压力与顶板管理;2005年04期 |
13 |
胡金生;乐建;李涛;;导水裂隙带发育高度数值模拟研究[J];能源技术与管理;2009年03期 |
14 |
袁启新
,尚衍峰
,贾宝强;厚煤层提高开采上限试验研究[J];山东煤炭科技;2001年S1期 |
15 |
韩云;;龙东矿7125综放工作面开采上限研究与确定[J];能源技术与管理;2008年04期 |
16 |
傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏特性浅析[J];矿业安全与环保;2000年S1期 |
17 |
华心祝;覆岩离层注浆技术几个问题分析[J];煤矿现代化;2000年06期 |
18 |
张秀琨,鲍杰;密集建筑物下采煤覆岩关键层判定及应用[J];安徽理工大学学报(自然科学版);2003年01期 |
19 |
杨文;;大同矿区采空区覆岩破坏特点分析[J];矿业快报;2006年01期 |
20 |
陈素贞;王怀增;赵海良;王立伟;;综采工作面下分层开采覆岩变形特征[J];山东煤炭科技;2010年03期 |
|