覆岩离层分布时空规律的实验研究

通过相似材料物理模拟实验研究，揭示了煤矿区采动覆岩中离层产生、发展与分布的时空规律；探讨了离层发展高度与工作面推进距的关系、单一离层从产生到最大值直至消失的时间效应等规律。并提出了可充填离层带的概念，为离层充填减沉技术在理论上的完善及其在解决实际工程问题中的应用提供了科学的依据。     

覆岩离层充填技术的理论基础与工程实施

概述了覆岩离层充填方法的产生与技术原理，对覆岩离层充填控制地表沉陷技术的关键问题－离层产生机理、离层分布规律及其影响因素进行了深入探讨，给出了6个方面的工程实施要点，所得结论对该技术的设计、施工与应用具有重要的参考和指导意义。     

地表沉陷幅度与覆岩离层的关系确定

应用层状覆岩的自重应力平衡状态,应用静水压力模型, 覆岩层的垂直静力平衡条件, 设某深度岩层的理论静压力为PH,而实际的竖直压力为Ps,推导出覆岩离层的条件关系式,覆岩离层空间与地表沉陷幅度的关系式,当PH>Ps时,覆岩离层产生。证实了离层岩板只承受自重应力和水平应力状态的作用。因此,采用离层注浆这项新技术,就是要使其充填材料有效控制潜在的沉陷幅度(即离层空间),从而达到减缓地表沉陷之目的。     

覆岩离层注浆减沉工程有关技术问题研究

采用流体力学的理论方法结合相似材料模拟实验研究成果,对覆岩离层形成的过程、注浆时机、注浆压力、浆液在离层空间内的流动规律进行了研究。注浆液在离层空间内的流动形式与离层空间的大小、围岩的渗流特性、工作面的推进速度位置等因素有关,根据实验结果可将浆液在离层空间内的流动分为三种形式:即以钻孔为中心的径向流动;以明渠"挟质"形式流动;以密实挤压形式流动。前两种形式一般发生在离层空间未充满浆液的前提下,而后一种则是在离层空间已被充满时的继续高压注入,即饱和密实挤压注浆充填。只有达到饱和密实充填才能取得理想的注浆效果。     

倾斜煤层开采离层空间发育特征的数值分析

为了获得倾斜煤层采动覆岩移动及离层空间分布特征,考虑覆岩的碎胀性,根据抗弯刚度的不同在相应的界面设置接触单元,应用数值模拟手段,获得了不同倾角的倾斜煤层开采上覆岩层破坏、移动与变形及离层的发展与分布的时空规律。研究表明:垮落带、导水裂缝带范围的最终形态呈上大下小的抛物线拱形形态,倾角越大,差值越大。采空区上方的离层空间的最大离层差值偏向于采空区的右上方,上下位岩层除了竖向离层外,还会产生水平错动。由于抗弯刚度的差异,二、三离层的体积比较小,第四离层位置的离层空间体积最大,且第四离层距离煤层140 m左右,认为是可充填的离层空间。     

覆岩离层产生机理

矿山开采过程中引起的地表沉陷,为了解决这一问题对覆岩离层的产生机理进行了研究。关键层对控制覆岩的移动变形起主要作用。通过对覆言离层的产生、发展发育及闭合规律进行了较系统的探讨和研究,对采动覆岩离层的力学模型进行分析,得出采动覆岩内部相邻两岩层之间离层的产生及形成离层空间的条件、覆岩离层内部产生的机理、内部分布规律,影响覆岩离层分布规律的因素,为覆岩离层注浆防止地表沉陷提供理论依据和技术指导。     

建筑群下覆岩加固协调开采减损方法

应用采动地表位移变形的极坐标模型,通过计算机预计模拟和全盆地位移变形等值线图优化分析,结合离层带注浆充填技术,得出采动对建筑物影响最小的工作面布置方式及其有关参数,通过改变工作面的布置方式和参数,有效地减少地表位移变形程度和控制覆岩下沉,从而达到保护建筑物,提高回采率的目的。这种方法安全、经济、技术管理简单可行。     

建筑群下覆岩加固协调开采减损方法

应用采动地表位移变形的极坐标模型，通过计算机预计模拟和全盆地位移变形等值线图优化分析，结合离层带注浆充填技术，得出采动对建筑物影响最小的工作面布置方式及其有关参数，通过改变工作面的布置方式和参数，有效地减少地表位移变形程度和控制覆岩下沉，从而达到保护建筑物，提高回采率的目的。这种方法安全、经济、技术管理简单可行。     

锚杆支护巷道顶板离层监测方法探讨

顶板离层是煤巷锚杆支护巷道最大的安全隐患，在回采工作面两巷设置顶板离层监测点，并在整个回采期间对巷道顶板离层进行全程跟踪监测，是消除锚杆支护巷道安全隐患最有效的措施之一。本文重点介绍了煤巷锚杆支护巷道顶板离层产生的主要原因和形式，顶板离层的观测、成果整理及监界值确定方法，另外还介绍了所开发的锚杆支护质量监测系统软件特点与使用方法。     

工作面顶板离层水积水量预测及探放方案

顶板离层水水量的预测及水源位置的确定是解决工作面离层水涌水的技术关键.在实测红柳煤矿1121首采工作面顶板涌水量及理论分析顶板涌水的机理之上,提出了该工作面集中涌水的水源为工作面顶板离层水,并总结分析了顶板离层水的形成机理和制定了相应的防治水措施.根据工作面周期涌水量和实际离层水疏放情况预测了离层水积水量,据此提出了红柳煤矿1121工作面顶板离层水探放方案,并在现场进行了成功应用.     

贵州省盘县马依东二井田水文地质特征分析

马依东二井田位于贵州省盘县特区,面积69.73 km2,含煤地层为二叠系上统龙潭组,可采煤层8层,煤炭总资源量150349万t,井田除上二叠统茅口组(P2m)富水性强外,其余地层富水性均较弱.矿床属于水文地质条件中等的裂隙、溶隙充水矿床.井田的充水水源主要为龙潭组合煤地层裂隙水、第四系及古滑坡孔隙水、部分河水及冲沟水,...     

济二煤矿离层注浆保护地面高压线实践

对开采引起上覆岩产生的离层,应用离层高压注浆新技术,通过地面建注浆站及打注浆井,将电厂排出的粉煤灰制成浆液注入离层空间,达到控制地表沉降保护地面高压线路,建筑物,农田的目的,收到了较好的效果。     

渭北西部地区加里东构造带变形特征及其地质意义

渭北西部地区加里东构造带由一系列走向近东西、南倾北倒的紧闭倒转褶皱和叠瓦状逆冲断层组成。该带大致沿泾川-富平北西西一线以南呈近东西向延伸,推测向东可延入渭河地堑基底,其形成与北秦岭构造带形成发展密切相关。     

交错式充填对采空区上覆岩层的影响

针对充填开采成本较高、条带开采煤炭采出率较低等问题,根据某矿的地质资料,运用FLAC3D软件模拟交错式充填法和垮落法开采过程中上覆岩层的应力分布、垂直位移变化情况.结果表明：当采高为1 m、煤层距地表178.8 m时,垮落法开采的采空区中部出现0～4.1 MPa的拉应力;交错式充填的采空区上部压应力为2.0 ～3.0 MPa,采空区充填区域压应力为3.0 ～4.0 MPa,应力均小于原岩应力.垮落法采空区中部上覆岩层位移最大,向两侧逐渐减小;交错式充填采空区上覆岩层的位移较小,最大下沉量为0.006 m.在降低充填成本的情况下,交错式充填法能够有效控制采空区上覆岩层应力分布和下沉量,为“三下”采煤提供理论依据.     

南襄盆地唐河低凸起地质结构与勘探潜力

唐河低凸起是南襄盆地内分隔泌阳凹陷与南阳凹陷的次级正向构造单元，其地质结构研究对该区油气勘探和分析泌阳、南阳两富油凹陷的构造—沉积充填关系均具有重要意义。以地震、钻测井及地化资料为基础，分析唐河低凸起的地层充填、构造特征、形成演化和成因机制，并探讨其油气勘探潜力。研究表明，唐河低凸起自下而上发育玉皇顶组、大仓房组、核桃园组、凤凰镇组及平原组。构造东西分块，为受桐河街断层分隔的南阳、泌阳两凹陷斜坡带组成的“类地垒”形态；南北分带，呈多个半地堑形态。构造演化分析将该区演化阶段划分为统一沉降期、差异沉降期、挤压定型期和拗陷期4个阶段，低凸起的成因机制与区域构造应力场转换下边界断层的差异活动密切相关。唐河低凸起具有多凹陷烃源岩供烃、多层系有效储层发育、长期高效输导体系及多类型圈闭垂向叠加的有利条件，具有一定的油气勘探潜力。     

东非Anza盆地结构及沉积充填演化

通过对Anza盆地的地震、钻井及周边野外地质资料的综合分析,较为详尽地阐述了Anza盆地的区域地质特征和盆地结构,确定了Anza裂谷盆地的叠合改造性质。重点分析了Anza盆地自Karoo期以来的构造、沉积演化特征,认为盆地的主要经历了Karoo期裂陷、白垩纪-古近纪裂陷及新近纪坳陷沉积,形成了明显的下部断陷、上部广覆式坳陷的双层沉积充填结构。盆地湖相地层主要发育在早白垩世的快速裂陷阶段,并到早白垩世晚期快速消亡,后期几乎全是河流相的粗碎屑沉积,在裂谷活动中缺乏旋回性湖相地层的发育过程。这种演化发育的特点决定了Anza盆地下白垩统发育的三角洲前缘沉积是油气勘探比较有利的储集相带,发育较好的储盖组合。     

彰武地晚侏罗世九佛堂组沉积及聚煤特征

八道壕矿区位于彰武盆在西缘,含煤地层主要是上侏罗统九佛堂组,其充填特征为“五段式”,聚煤作用主要发育于湖后阶段,聚煤环境以扇三角洲前缘及其间的沼泽为主.整个彰武盆地具有广阔的找煤前景.     

Composition of sandstone and heavy minerals implies the provenance of Kuqa Depression in Jurassic, Tarim basin, China

The petrological characteristics and heavy mineral assembly of the Jurassic System in Kuqa Basin are consistent with the tectonic evolution, which is the major factor controlling the filling process of Kuqa Basin. Controlled by the source areas at the both sides of the Basin, the matrixes are dominated by sedimentary rock, high-grade metamorphic rock, acid magmatic rock, and the highest heavy mineral assemblage of zircon-garnet-magnetite in the content. According to heavy mineral indexes, the Jurassic strata can be classified into three rhythmic units of heavy mineral. The lower sequence contains abundant heavy minerals and relatively high content of detritus and its matrixes primarily came form the recycling orogen. The assemblage of “zircon-garnet-magnetite” indicates that the sedimentary area in the early evolution period of the basin is relatively near the provenance. The middle sequence is different from the lower sequence in the heavy mineral assemblage and has the different characteristics from that of source rock. The heavy mineral assemblage is “garnet-zircon” with the highest content of garnet and its main matrices are the high-grade metamorphic rock, acid magmatic rock and hydrothermal vein at the northeastern edge of the basin. The middle and upper sequences are characterized by the clast provenance, which is primarily from the recycling orogen at the northern edge of the basin and secondarily from the southern uplift. As a result of the two provenances, the strata with apparent changes of heavy mineral assemblage and index better coincides with the interfaces of the secondary strata sequences, which reflects the denudation history and the filling process of the orogen at the northern edge of the basin.     

回采巷道底臌过程研究

分析了回采巷道底臌的发生、发展过程 ,回采巷道的底臌过程是 ,巷道开掘后 ,由于底板岩层由三向应力状态变为二向应力状态 ,岩体释放应变能 ,在应变能释放过程中 ,底板浅部岩层发生离层或破坏 ;回采过程中 ,在二次水平应力作用下发生压曲破坏和峰后蠕变 .回采巷道底臌不仅与底板岩层的力学特性有关 ,还与工作面超前支承压力、两帮变形有关 .图 8,参 5