基于声波法和FLAC3D的矿井底板采动破坏特征研究

利用声波法对华北地区某典型岩溶水害矿井的4707工作面煤层底板不同深度、不同位置的声波波速进行探测,获得了随工作面推进时的波速变化曲线。结果表明:垂深3.9～12.1m之间的声速曲线出现较大的波动,在钻孔距工作面距离15～5m时声波波速迅速升高,在6～5m处达到最大值,工作面推过钻孔后,波速不断降低。垂深13m以上,声波曲线趋于稳定,说明已不在破坏范围内。声速法判断底板最大破坏深度为12.1m。结合FLAC3D软件,利用4707工作面的实际地质资料数值模拟煤层底板采动破坏过程,得出了煤层底板采动破坏特征:底板破坏区沿采空区四周和底板向下扩散呈现出喇叭形,随工作面的不断推进,破坏区也不断前移。     

承压水上采煤底板破坏规律流固耦合研究

为分析承压水上采煤底板变形破坏规律,建立了承压水上采煤流固耦合数学模型,采用FLAC3D模拟软件分析之。运用正交试验的方式对底板变形破坏影响较大、易量化的4个因素进行分析;在此分析基础上得出单一因素对底板破坏的影响关系。分析结果表明:影响底板破坏深度大小的因素依次是工作面宽度、隔水层厚度、承压水压力和煤层埋深;随着隔水层厚度的增加,底板的破裂深度及范围有减小的趋势,同时在隔水层底部的原位张裂范围也在减小,甚至消失;在流固耦合模式下随着水压力的增加,岩体的破坏程度远远大于非耦合的情况。     

12081工作面底板破坏类型分析研究

我们在实测12081工作面底板比压特性曲线与所在工作面的位置、测试方式和测试现场的记录情况进行具体的分析比较后,研究出可以指导生产的一套基本规律。     

基于断裂力学倾斜煤层底板采动破坏深度研究

为掌握倾斜煤层开采后采空区底板破坏情况,基于断裂力学理论,构建倾斜煤层采后空间底板应力求解力学模型,结合应力场与双剪强度理论,推导底板采动破坏深度求解公式,并应用实例进行验证.依据求解公式分析了底板破坏形态及影响因素,结果表明：倾斜煤层底板采动破坏区域分布具有非对称性特征;破坏范围及深度主要受工作面赋存状态和底板岩性影响,其中破坏深度与工作面斜长、采深和底板内摩擦角正相关,与底板黏聚力呈反比;随着倾角的增大破坏深度呈现先升后降趋势,而随着测压系数的增大破坏深度呈现先降后升趋势.该文研究成果可为倾斜煤层承压水防治、邻近煤层开采提供一定的理论指导.     

回采工作面底板活动及其对突水影响的研究

本文应用平面有限元方法计算分析回采工作面底板应力分布状况,研究底板岩层变形和破坏规律,初步揭示底板破坏带的形成机理及采动对底板突水的影响。文章结合现场底板综合观测成果,讨论底板破坏深度与工作面地质开采条件的关系。研究结果为承压水上煤层安全开采问题提供一定的基础。     

高承压水体上开采底板岩层变形特征研究

在承压水体上开采时,煤层底板突水过程是一个复杂的非平衡、非线性的演化过程。结合朱庄煤矿3629工作面实例,利用理论分析、相似材料模拟研究方法探讨了高承压水体上开采底板变形规律,解析煤层底板隔水层在采动矿压及底板含水层水压的复合作用下的破坏深度、应力传播特征、底板突水极限压力,并将解析解应用于朱庄煤矿3629工作面底板突水预测的实际工程中,取得较好的实际应用效果。     

泥岩分层的脆性对底板比压的影响特征研究

实验测定了豫西义络公司二1煤层底板泥岩的力学参数,得到了泥岩试件单轴压缩全程应力-应变曲线,发现了豫西矿区泥岩试样脆性破坏特征;对义络公司二1煤层泥岩底板比压进行了现场测试,得出了垂直于分层弱面加载时,泥岩体的脆-塑性变形特征.对比分析了尺度效应影响下具有脆性分层泥岩底板的塑脆性变形机理：泥岩底板包含的分层弱面随其尺度增加而增加,分层弱面主导着底板的塑性变形;加载方向和分层弱面的关系影响着泥岩体的强度表现,垂直于分层弱面加载,泥岩逐层受压缩,产生脆性破坏,其分层强度决定了底板在峰后塑性变形过程中的恒阻承载能力;塑性弱面和脆性分层共同作用,形成了泥岩底板的塑脆性宏观力学行为.     

煤层底板采动影响的研究

本文应用相似材料模似方法,研究了煤层底板采动影响。对模型底板岩体进行了综合观测,得到了底板岩体位移及应力的变化规律;並且观测了底板岩体声速变化,用以评价岩体的完整性,指出了底板不同部位裂隙发展变化状况。     

软土地区桩筏基础底板钢筋应力监测分析

通过对软土地区桩筏基础底板钢筋应力的长期监测,研究分析发现:随工程建设的推进,该基础底板钢筋应力在沿基础所在面中心相互垂直的长、短轴线方向,底板上、下部钢筋应力分别呈"M"与"W"型曲线发展.     

煤层覆岩圆拱结构下底板破坏深度的解析估算

在考虑煤层覆岩圆形拱结构内跨落岩层自重作用的基础上,将底板岩体视为半无限均匀完整介质,并对底板上的支承应力分布进行了简化,结合叠加原理,建立了煤层覆岩圆形拱结构下底板最大采动破坏深度的解析估算公式,为类似底板条件与构造弱面结构底板奈件下的最大采动破坏深度的准确预计以及底板水害预测预报提供了科学依据。     

数字地面模型在绘制煤层底板等高线图中的应用

本文详细阐述了如何应用数字地面模型理论建立煤层底板数字模型和自动绘制煤层底板等高线图的方法,并指出了这种方法的优点以及数字地面模型理论在数学地质中其它方面的应用。     

炉峪口煤矿奥灰岩溶水对矿井充水的影响评价

分析了炉峪口煤矿8号、9号煤层的带压开采现象,根据煤层底板突水系数,对带压开采煤层安全区和危险区进行了划分,为煤矿安全生产提供可靠的地质资料。     

沁水盆地南部煤层气藏特征

以油气、煤田和煤层气勘探阶段积累的资料为基础,系统探讨了沁南煤层气藏的特征。通过对气藏静态特征（包括煤层空间几何形态、煤层气成分和含量、储层物性、吸附特征、储层压力及封闭条件）和动态过程（包括煤层气形成、运移和聚集）的分析,指出晚古生代的煤层在经历了印支期和燕山期两次煤化作用生成的煤层气,在喜马拉雅期遭受了严重的调整与改造后逐渐形成现今的沁南煤层气藏。直接控制该煤层气藏中煤层气富集程度的因素为顶底板与边界断层。目前的高产煤层气井基本上都位于地下水滞流区。     

环氧绝缘的组份与工艺对低温内应力的影响

应用的改进的双圆筒测应力推广用于低温环境中内应力的测量，研究了环氧绝缘从固化温度直到低温的较宽温度范围内的内应力的出现与增长过程，说明环氧绝缘固化过程中内应力与固化反应放热峰并不是同时出现的，而是前者滞后于后者；实验再次证明了出现内应力时的温度接近固化体系的玻化温度；批出固化剂含量于低温绝缘的特点重要性和填实，增塑剂及固化温度对于降低低温内应力的作用。     

南桐煤矿煤体结构的差异性及对瓦斯突出的影响

本文在系统研究南桐煤矿不同煤层煤体结构特征及其差异性的基础上,从煤层厚度、结构、煤岩、煤质等方面,分析了相同地质构造部位不同煤层煤体结构破坏的内在因素及其预测方法。阐述了在地质构造基本相同的情况下,煤体结构对瓦斯突出的控制作用。根据不同煤层煤体结构特征及其差异性,对该矿4~#,5~#,6~#煤层瓦斯突出的危险程度进行了分析和评价。     

试论洪山殿矿区可采煤层的控制因素

洪山殿矿区晚二叠世龙潭组合煤段为河流三角洲沉积体系。本文论述了含煤岩系的沉积特征、含煤性,剖析了主要可采煤层的赋存规律。通过对矿区构造格架、沉积环境的研究,详细地论证了矿区可采煤层的控制因素;同沉积构造的控煤作用、沉积相与煤层的分布、古地形与厚煤带的关系及差异压实效应是控煤的重要条件.了解控煤机理,可以预示煤层的区域分布。并指出后期构造对煤层赋存的影响。上述研究可以为矿井生产、开拓和新井建设提供准确的地质依据,指明矿井的前景,增加预见性,更好地服务于生产建设,图9,表4,参5。     

岩盐溶腔围岩应力分布规律的有限元分析

在有限元数值计算的基础上，分析了岸盐溶腔围岩地应力等值线图以及主应力随深度和水平方向的变化规律，探讨了溶腔顶板跨度、溶腔水压力以及岩盐层埋深等因素对岩盐溶腔围岩地应力分布的影响。研究认为，主应力一般将随深度的增大而增大；离岩盐溶腔的越近，岩盐溶腔对其周围地应力分布的影响程度也随之增大。随着顶板跨度的增加，在岩盐溶腔边界的地应力集中愈明显，且波及的范围愈大；随着溶腔内水压力的逐渐增大，岩盐溶腔围岩内的地应力集中逐渐削弱；随着岩盐层埋深的增大，岩盐溶腔围岩内地应力集中现象愈加明显，且其围岩内的地应力绝对值也将明显增大。     

煤体内裂隙的结构特征与分布规律研究

本文通过对十一个矿不同变质程度的主采煤层样品的宏观裂隙、微观裂隙的观测统计分析，得出了煤体中普遍存在的８种裂隙基本形式及其不同组合而形成的裂隙渗流网络，以及这些网络形式在不同变质程度煤体中的分布规律，并据此建立煤体裂隙渗流模型。