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。     

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。     

地质采矿因素对离层分布规律的影响分析

根据笔者多年来的研究成果,从是否有利于离层充填技术实施的角度分析了一些主要地质采矿因素对煤矿采动覆岩中离层分布的时空规律的影响作用,并给出离层充填技术的适用条件,为该技术从理论到实践的进一步完善提供了宝贵、可靠的资料。     

覆岩采动的动态模拟与离层带充填技术研究

通过相似材料模拟实验方法，研究地下开采引起岩层内部的移动和变形规律，揭示了煤矿开采上覆岩层中断裂，破坏，移动与变形及离层的产生，发与分布的时空规律，为指导实施离层充填减沉技术及工程实践提供了科学依据。根据岩石变形和移动的分布特征，将采动覆岩进行分区，建立理论模型，为进一步进行计算机数值模拟奠定了基础。     

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。     

采动覆岩离层及其分布规律

本文针对覆岩注浆减缓矿山开采沉陷问题，从理论上探讨了采场上覆岩层内部产生离层的力学条件，离层分布规律及离层空间体积的计算方法     

采动覆岩离层注浆的相似材料及数值模拟

为研究采动覆岩离层过程与离层注浆时机的问题,采用相似模拟方法,对走向长壁全部跨落法采煤造成的离层现象,进行了四架次实验,并对覆岩离层注浆进行了数值模拟。结果表明:离层发展高度接近于工作面推进距离的0.4～0.6倍,离层的产生是在初次来压与周期来压之间,周期来压之后是进行离层注浆的最好时刻。工作面推进60m时注浆,得到注浆的减沉效果为20%～30%。该成果对离层注浆工程有一定的参考价值和借鉴意义。     

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。     

覆岩离层注浆减沉机理的新认识

根据采后覆岩移动影响带的分布规律和覆岩空间的存在形式，提出了采场覆岩空间守恒定律。根据离层注浆前后覆岩空间的转化和守恒定律，提出了离层注浆的动态减沉模型和减沉机理。认为离层注浆充填了部分离层空间，降低了地表潜在沉陷幅度：注浆材料的作用途径表现在充填作用、支撑作用、压实作用、胶结作用、膨胀作用、减缓作用等6个方面；离层注浆的减沉系数与注浆量成正比。     

覆岩离层注浆控制沉降技术及计算模型

煤层开采以后,其开采周围的岩体的原始应力平衡状态因采动而受到破坏,应力将重新分布达到平衡。在此过程中,采空区上覆岩层将发生非连续破坏和连续移动,形成冒落带、离层带、弯曲带和松散冲积带的“四带”覆岩结构。利用岩移过程中形成的离层空间,通过地表钻孔向离层注浆,可减缓覆岩的进上步下沉。因此,以矿山开采沉陷理论和毕竟性薄板理论为基础提出了覆岩离层注浆沉降计算模型,可确定上覆岩层离层空间发育的层位和岩层间的     

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。     

分离岛式地铁车站交叉洞群施工的周边环境效应分析

为研究分离岛式车站交叉洞群的周边环境效应,以广州市某暗挖地铁车站为工程背景,采用数值模拟的分析方法,建立了正线隧道、联络通道和站台横通道的多洞室数值计算模型,同时考虑左右线隧道穿越不同岩性的地层,有限元模型地层为不均匀地层。通过数值模拟研究了隧道交叉洞群施工引起的地表沉降、围岩应力应变特征、支护变形受荷规律等,并将模拟结果与相应的现场监测数据对比分析。计算结果表明：中洞施工会引起围岩应力场位移场重分布,上覆围岩会向两侧滑动,造成洞间土体呈受压状态,侧洞会向两侧位移;支护结构最大应力值出现在隧道与联络通道的接口处,并且隧道支护结构应力值大小与距交叉段远近成负相关,离交叉段越远,支护应力值越小。研究成果为今后类似工程条件下城市地铁隧道施工提供参考。     

考古地层的三维可视化及应用研究——以成都金沙遗址为例

基于IDL语言实现了金沙遗址的考古地层三维模型,并在Microsoft.NET平台上建立了完整的三维可视化系统.运用该系统,实现了地层的断面切割等功能,并结合空间数据挖掘方法分析了地层的空间特征,推断地层的沉积变化过程.研究表明,应用三维可视化技术可以直观地描述考古地层的内部构造,并获取对地层空间特征的微观性理解,实现定量化的记录和分析.     

相似物理模型变形的光纤光栅传感器检测分析

为了定量化研究相似物理模型实验岩层变形过程,在3m平面应力模型上,安装光纤光栅传感器5个,通过对埋设在相似物理模型中的光纤光栅传感器的采集数据分析,研究了物理模型在微小变形和宏观移动过程中的光纤光栅传感器灵敏度,并与对应位置的百分表数据进行对比。实验结果表明,物理模型岩层变形量小于4.985 mm时,光纤光栅传感器能够准确反映岩层的移动变形情况,两者呈线性变化;变形量大于4.985 mm时,光纤光栅传感器的灵敏度会大幅降低,但其仍然能反映岩层的移动变形状态,研究对岩层变形测试技术的发展有积极作用。     

准南煤田侏罗系地层层序与聚煤特征研究

本文在收集研究以往地质勘查资料的基础上,运用层序地层理论和现代沉积学理论,研究了准南煤田侏罗系地层层序,总结出了不同层序体系域下聚煤特征和规律,该研究可帮助我们丰富准南侏罗系层序地层理论,对掌握该区煤层厚度和煤层气储层厚度和分布具有现实意义。