急斜煤层矿压显现规律的研究

本文简述了国内外急斜煤层矿压研究的概况;介绍了对4个急斜煤层长壁工作面进行矿压观测所获得的结果及规律;为配合理论研究在实验室作了相似材料模拟、计算机摸拟;简述了对急斜煤层开采后围岩运动及破断规律研究所建立的两种假说。     

西安矿业学院学报1990年题录索引

采矿工程郝跃天何唐墉……离散元法中检索及锚杆问题No.1(1)石建新……改善支撑式掖压支架控制欲碎顶板的途径N0.1(8)张奇一钢筋混凝土筒形结构物拆除爆破问题的研究No.1(1。周长春张文生……井下煤炭自燃发火期预测No.1(21)吴绍倩石平五……急斜煤层矿压显现规律的研究N。。2(l)石平五陈文伟……急斜长壁采场顶板波断和岩块运动规律N。‘分(,0)赵朔柱吴绍倩·、,…急斜煤层顶板岩墙的破断规律及矿压显现N 0.2(22)李萍丰等……煤与瓦期突出的热力过程的初步探讨No.8(劝陈家驹……论深沉井施工No.3.(11)赵嘉荫张剑英·、·…安全态度改变…     

急斜煤层顶板岩墙的破断规律及矿压显现

本文根据急斜煤层的实际开采和采空区垮落充填状况,把采空区下部充填矸石视为弹性基础,建立了弹性基础墙的力学摸型。采用理论分析和摸拟试验,研究了充填矸石高度和强度对顶板岩墙沿倾向破断规律及工作面矿压显现的影响。     

坚硬覆岩破断及其对矿压显现的控制

 以同忻矿石炭系3-5 煤层8015 工作面为例,分析了坚硬覆岩破断特征及其对煤层工作面矿压显现的控制作用。应用关键层理论确定工作面坚硬覆岩的关键层及关键层的初次破断距和周期破断距,基于材料力学理论导出关键层破断与工作面支承压力的关系式,分析关键层破断对煤层工作面矿压显现的影响规律。结果表明,煤层工作面坚硬覆岩存在亚关键层I、亚关键层II 和主关键层,3 个关键层的破断导致工作面产生大小周期压力和复合压力,其中主关键层破断造成工作面矿压范围较大;理论分析方法揭示的矿压显现规律与现场矿压监测结果具有较好的一致性。     

综放开采沿工作面倾向顶板垮落规律

为了研究综放工作面覆岩倾向破断规律,采用红外式综采支架压力监测仪,对灵武矿区磁窑堡二矿C142综放工作面矿压进行了监测,利用RFPA 2D数值模拟软件对该工作面倾向覆岩破断规律进行了模拟.研究表明,工作面沿倾向矿压规律明显,直接顶和老顶破断均从工作面上部开始,随着工作面推进,破断位置逐步向工作面中部转移.工作面端头受压力拱保护,压力显现不明显,工作面上下顺槽煤壁支承压力规律明显.本论文对类似工作面矿压监测、生产管理提供了依据.     

急倾斜煤层覆岩破断和裂隙演化的采厚效应

为了确保水体下急倾斜煤层的安全回采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的水文工程地质条件,采用相似材料物理模拟实验,分析了急倾斜煤层覆岩破断和裂隙演化的采厚效应.结果表明:急倾斜煤层开采顶板坚硬上覆岩层存在关键层时,顶板岩梁以层状破断为主,初次破断均形成“复合破断”;急倾斜煤层开采顶板岩梁初次破断后,覆岩裂隙向关键层及其上方岩层发育,不同采厚导水裂隙分布均呈“耳型”分布;随着急倾斜煤层采厚的增大,急倾斜煤层初次破断步距呈降低趋势,覆岩裂隙发育高度和初次破断厚度呈增大趋势.     

急斜长壁开采顶板破断运动及危险性

急倾斜煤层由于开采边界不规则，及其它地质和技术因素，顶板破断具有明显的随机性。在相互挤压的破断板块系统中，２～３个关键板块对工作面矿压显现有决定影响。在“回转下沉反转上升”运动中，上升区如处于控顶区上方，使支架卸载造成顶板灾害。对关键板块运动的监测反馈，是进行有效岩层控制的重要环节。较软弱底板的破坏滑移，是造成顶板随机运动复杂化的又一原因。     

浅埋煤层中的关键层组探讨

总结了浅埋煤层矿压显现规律,以浅埋煤层关键层理 论为基础,分析了厚松散层浅埋煤层的顶板破断特点,提出了关键层组的概念。     

基本顶破断失稳在急斜煤层放顶煤开采中的作用

为研究急斜煤层水平分段放顶煤开采过程中基本顶破坏活动对工作面的影响，根据急斜煤层基本顶具有倾斜狭长板的特点，运用弹性薄板理论对基本顶岩层进行了拉应力分析，得出了顶板破断的判别准则，建立了基本顶初次破断后形成的“铰接结构”的力学模型。通过分析结构滑落失稳和回转失稳的力学条件，指出危险点是上铰接点。研究表明急斜放顶煤开采围岩结构虽然与缓斜煤层长壁放顶煤不同，基本顶（老顶）和直接顶只是在工作面的一侧，但仍然不能忽视它对工作面矿山压力显现的影响。铰接结构的上铰接点是岩层控制的关键点，这为现场实施充填以防止基本顶失稳的动力作用，提供了理论依据。     

基本顶破断失稳在急斜煤层放顶煤开采中的作用

为研究急斜煤层水平分段放顶煤开采过程中基本顶破坏活动对工作面的影响，根据急斜煤层基本顶具有倾斜狭长板的特点，运用弹性薄板理论对基本顶岩层进行了拉应力分析，得出了顶板破断的判别准则，建立了基本顶初次破断后形成的“铰接结构”的力学模型。通过分析结构滑落失稳和回转失稳的力学条件，指出危险点是上铰接点。研究表明急斜放顶煤开采围岩结构虽然与缓斜煤层长壁放顶煤不同，基本项（老顶）和直接项只是在工作面的一侧，但仍然不能忽视它对工作面矿山压力显现的影响。铰接结构的上铰接点是岩层控制的关键点，这为现场实施充填阻防止基本项失稳的动力作用，提供了理论依据。     

急斜大段高综采放顶煤矿压研究

总结了“急料特厚煤层大放高工作面矿压显现及顶煤运动规律研究”的成果,阐述了工作面矿压显观的特征及顶煤运动基本规律,得出可将一次采放高度提高到20m的结论。     

缓倾斜层状岩体巷道断面形状与支护方式

谦比希铜矿主矿体西区矿岩稳固性差,采动压力大,沿脉进路塌方冒顶严重.针对缓倾斜层状围岩条件,分析了进路冒顶的原因和冒顶后巷道表层压力的变化,得出冒顶后的巷道断面是自适应岩体结构而趋于稳定的巷道断面的结论,据此提出用直立三角形巷道断面取代现用的1/4三心拱巷道断面以及着眼于结构稳定的锚杆支护措施.这一方案实施后,沿脉进路...     

水采矿压控制机理的有限元研究

本文利用有限元计算机模拟研究了水采采场周围的应力分布规律,着重探讨了顶板在煤体上方断裂前后的支承压力分布和不同的枪眼位置时的支承压力分布规律。研究结果表明,在塑性区掘进回采巷道引起的应力转移比在高应力的弹性区掘进回采巷道引起的应力转移要小得多,减轻水采矿压显现的关键是在低应力区掘进回采巷道和实行区段间交替回采。     

荣泰煤矿坚硬顶板采场支护控制技术研究

采用理论分析、现场实测、数据分析的方法,研究了荣泰煤矿10104工作面坚硬顶板运动特征及矿压显现规律、采场动压影响下覆岩结构及其围岩运动特征、坚硬顶板支护控制技术措施,为相似条件下的采场围岩控制技术提供了参考。     

急倾斜破碎矿体采矿方法改进与顶板再造设计

 用沙坝矿急倾斜破碎矿体属于难采矿体。由于矿体破碎,脉内凿岩巷道难以进行支护,作业环境安全性差。对急倾斜破碎矿体现场条件进行调查研究后,在原预护顶分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法基础上加以改进,采用再造顶板下向分段交错充填法。该方法在分段上部再造1个钢筋混凝土顶板;且上下分段矿房矿柱交错布置,可对上部矿体起到部分支撑作用,有效防止了上部破碎矿体垮落,工人可在顶板护顶下进行安全高效作业;由于分段高度增加,凿岩效率得到进一步提高,采场生产能力并未由于顶板再造工序的增加而降低,可满足矿山生产需求。     

深孔分段爆破法掘进采空区充填井成井的研究

采空区掘进充填井是一次回采嗣后块石胶结充填采矿法的关键。如不解决,采空区将不断扩大,势必造成地压危害和残留空场硫铁矿矿石氧化自然发火。而新桥硫铁矿采空区已达10~4m~3以上。解决采空区充填井已是燃眉之急。采用SQZ-1型潜孔钻车钻凿深孔而后分段爆破成充填井的成功,既解决了新桥矿采空区充填问题,又解决了其他方法不能掘进采空区充填井的问题,对类似矿山有较大的推广应用价值。     

旋转水射流破岩的数值模拟分析

采用非线性动力有限元和岩石动态损伤模型模拟了旋转水射流作用下岩石的损伤破坏过程 ,其中岩石损伤场的求解采用解耦的方法。同时还对旋转水射流的破岩机理进行了分析。模拟计算结果与前期的试验结果一致 ,均显示旋转射流具有较强的破岩能力 ,其原因在于旋转射流的质点具有三维速度 ,破岩时以倾斜冲击为主 ,易于在岩石表面形成拉伸和剪切破坏 ,回流的干扰较少 ;破岩过程首先是形成一环形破碎带 ,然后沿径向和轴向发展 ,所形成的破碎坑呈内凸锥状。旋转射流破岩的优势在于破碎面积大、效率高。     

诱导冒落的声发射特性研究

采用RFPA软件,模拟不同应力场、不同节理分布的岩体冒落过程中声发射特征.研究表明:水平节理顶板声发射集中分布于采场上拱角处;竖向节理顶板声发射沿着竖向损伤破坏面和剪切破坏面分布;共轭节理顶板声发射沿着空区与水平面呈45°+φ/2方向,位于节理端部;高应力岩体声发射沿着采场竖墙发生,声发射沿着冒落拱形迹线分布.冒落过程声发射的能量变化分为两个阶段,第一阶段为平稳阶段,第二阶段为突变阶段,结果表明突变阶段的能量变化率为第一阶段的5倍以上时,可作为顶板冒落的判据,为工程预测塌陷及冒落提供指导.