长壁工作面矸石充填开采沉陷控制效果的初步分析

在简要介绍长壁工作面矸石充填采煤原理的基础上,分析了长壁工作面矸石充填开采沉陷机理和过程,提出了矸石充填开采的有效充填厚度和等效开采厚度的概念,建立了长壁工作面矸石充填开采覆岩破坏和地表沉陷的预测模式。并结合兖州矿区某煤矿3煤采区地质采矿条件,分析研究了矸石充填开采沉陷控制的具体效果。     

深部老采区残余沉降预计方法及其应用

废弃老采空区上方地表残余沉降预测是新建建筑物抗变形结构设计的基本依据。根据长壁老采空区破裂岩体结构特点和活化机理，深部长壁老采空区的活化沉降特征主要表现为残留空隙的再压密，地表残余沉降呈现中部大、边缘小的似盆形连接分布特点。在此基础上，建立了深部长壁采空区上方地表残余沉降预测的随机介质模型。结合在长壁老采空区上方建设的徐州某工业园工程实例，对厂区地表残余沉降和变形分布进行了预测，预测结果已成为各类建筑物抗变形结构设计的基本依据。     

水体下采煤智能信息系统关键问题研究

针对水体下采煤智能信息系统研制过程中的关键问题——钻孔柱状图的类比问题,提出了覆岩岩性综合评价系数法和模糊模式识别法.模糊模式识别法效果更好,应用这一方法成功地开发出了水体下采煤智能信息系统,并且已开始在生产中发挥作用.     

动态地表变形对输电铁塔内力和变形的影响

以某塌陷区上典型输电铁塔为背景,采用数值分析方法,分析了动态地表变形(水平变形和竖向变形)对输电铁塔结构附加内力和变形的影响规律.结果表明,输电铁塔在从盆地边部到中部的过程中,首先经历正曲率与拉伸作用,经过拐点后,又经历负曲率与压缩作用;输电铁塔底部杆件的轴力变化较上部杆件变化幅度大,随着高度增加,其轴力变化值越来越小;下部杆件主要受地表水平变形(拉伸、压缩)的影响,而上部杆件受竖向变形(倾斜)影响较大;输电铁塔支座的最大垂直位移差值出现在盆地中部与边部之间的1/2处,支座最大水平位移差值出现在盆地中部与边部之间的1/4与3/4处.     

老采空区破裂岩体变形性质研究

废弃采空区破裂岩体变形是导致地表沉陷的主要原因。根据长壁采空区及其覆岩中采动次生结构面和结构体特征,将长壁采空区覆岩结构划分为四种类型。通过岩石碎胀与压实试验和相似材料模拟试验,研究了采空区破裂岩体碎胀与压密特征,指出了长壁采空区破裂岩体碎胀系数分布规律。     

放顶煤开采地表及基岩面移动规律模拟研究

以实例为基础,采用相似材料模拟研究方法,在模拟放顶煤工作面推进过程中,对地表及其岩石移动进行了详细的观测,通过计算和分析,获得了放顶开采条件下地表及基岩面的移动变形规律和主要参数。     

覆岩失稳破坏的时变边界力学分析

用时变边界力学理论讨论了煤矿覆岩失稳破坏过程。介绍了采矿工程中时变边界问题的特点：给出了采矿工程中时变边界的几何描述。利用RFPA计算了俄霍布拉克矿覆岩破坏过程中边界变化情况；归纳出采煤过程中覆岩移动和破坏的一些规律。研究表明：煤的开采造成覆岩的承载能力连续下降和自由边界的不断变化；覆岩自由边界的变化不完全由施工工艺决定，承载能力的持续下降是覆岩移动与破坏的主要因素。在目前有限元程序不能处理单元中材料消失和减少问题的条件下，通过单元性质弱化的方法来处理单元的破坏问题是一种有效途经。     

最佳曲线拟合

针对数字化地图曲线拟合的特点,提出了将采集点的纵、横坐标均看作观测值,依据各观测点到估计曲线的正交距离残差平方和最小作为拟合准则,采用附有参数的条件平差模型求观测值及参数的改正数。通过实例分析得出,此类方法不仅提高了曲线拟合精度,而且得到的结果更为真实、可靠。     

煤矿开采影响下浅埋输油管线变形及力学响应特性

针对输油管线穿越采动影响区时的管道变形、选型设计和安全防护等问题，以山东某煤矿3308工作面开采为背景，根据该区域地质条件、管道参数及实测数据，采用数值模拟方法分析了煤矿开采影响下管道的受力变形及区域性特征，研究了管道及土体不同物理力学参数对管道所受应力变化的影响。结果表明:受采动影响的埋地管道变形可分为无变形区段、拉压过渡区段和压缩变形区段，拉压过渡区段存在轴向应力方向变化的拐点；3308工作面开采过程中，管道中点处沉降位移最大，与模拟的管道沿线地表最大下沉值相等，管土间的变形为“管-土协同变形”,管道所受轴向应力由管道两端向中点先增大后减小再增大；不同的管道与土体物理力学参数对管道所受轴向应力的变化有着不同的影响，管线选型时需要综合考虑。研究结果可为采动影响区埋地输油管线的选型设计、施工运营和安全维护提供参考。