张集矿不同采高和倾角的采场围岩应力研究

张集矿九层煤厚度与倾角变化大，为能用单体柱一次采出３．２ｍ厚的煤层，确保采面、顺槽及底板巷迟支护的完好，作者运用非线性有限元方法研究了不同采高及倾角条件下的采场围岩应力的分布特征，从而提出了相应的控制策略，并得到了成功应用。     

油页岩采场围岩垂直应力时空演化规律试验研究

为研究油页岩采场围岩垂直应力的时空演化规律,以龙口某矿油页岩开采为原型,铺设了相似材料模拟试验模型,对油页岩采面回采过程中及开采后采场围岩中的垂直应力进行了连续监测,通过对垂直应力数据进行整理和分析,得到了采场围岩支承压力的峰值、影响范围及垂直应力的时空分布变化特征。结果表明,采空区冒落矸石可充分参与承载覆岩压力,并减小支承压力影响范围及压力峰值;开采过程中支承压力影响范围及峰值均先增大,随后减小,再增大;油页岩上层采后随时间推移,采空区底板的垂直应力不断升高,但采空区边界处底板的垂直应力增加不明显;两侧边界岩柱上的垂直应力在采后10 d内增幅较大,之后的30 d内增幅减小,采场围岩垂直应力在不同空间位置随时间的变化反映了采空区不同的压实程度。     

油页岩采场围岩垂直应力时空演化规律的试验研究

为研究油页岩采场围岩垂直应力的时空演化规律,以龙口某矿油页岩开采为原型,铺设了相似材料模拟试验模型,对油页岩采面回采过程中及开采后采场围岩中的垂直应力进行了连续监测,通过对垂直应力数据进行整理和分析,得到了采场围岩支承压力的峰值、影响范围及垂直应力的时空分布变化特征。结果表明,采空区冒落矸石可充分参与承载覆岩压力,并减小支承压力影响范围及压力峰值;开采过程中支承压力影响范围及峰值均先增大,随后减小,再增大;油页岩上层采后随时间推移,采空区底板的垂直应力不断升高,但采空区边界处底板的垂直应力增加不明显;两侧边界岩柱上的垂直应力在采后10 d内增幅较大,之后的30 d内增幅减小,采场围岩垂直应力在不同空间位置随时间的变化反映了采空区不同的压实程度。     

云锡氧化矿试验采场矿岩分级及采场结构优化研究

为确定云南锡业公司计划开采的10-6缓倾斜似层状矿体采场结构尺寸,研究开采期间既定采矿方式条件下采场的稳定性和安全、合理的采场支护参数,在现场地质调查基础上,采用分形理论和Q法对云锡松矿10-6缓倾斜似层状矿矿岩体进行了合理分级,建立了矿岩的初步分级体系,在此基础上提出了松矿10-6缓倾斜似层状矿试验采场合理的结构尺寸和支护方案,确保了试验采场回采期的安全性。     

关于采场巷道矿压控制设计问题

本文根据三维相似材料模拟实验、有限元电算模拟和现场实测研究结果,阐述了采场周围煤体上和矸石上压力分布随上复岩层运动发展而变化的规律,特别是低应力区形成的时间和稳定的条件,在此基础上分析了不同开掘位置和时间下顺槽的维护状况,提出了预计其围岩变形量的方法.文章认为,没有巷旁充填维护的留巷及在内应力场中开掘的巷道,其支护阻力都应按对老顶采取"给定变形"工作方案设计,文章着重指出,不同条件下采场的支承压力分布(包括压力高峰位置和内应力场范围大小等)及其显现是不同的,利用井下动态观测研究方法,实测确定老顶岩梁的裂断线位置和显著运动完成的时间,从而确定低应力区的范围和稳定的时间,是决定顺槽开掘的合理位置和时间的关键、文章最后分析了跨大巷回采和跨上山回采时工作面的合理布置方案.文章以现场巷道矿压控制实例或实测巷道矿压显现证实了上述巷道矿压控制设计的原理和方法.     

采场顶板岩块回转的应力演化及稳定性分析

针对煤炭开采中的主要安全隐患采场顶板冒落问题,以采场顶板断裂成的关键块体为研究对象,通过理论公式推导与数值模拟相结合的方法,分析顶板关键块体在回转过程中的应力演化。结果表明:在完全对称回转情况下,随着回转角度的增大,初期水平推力增速较缓,后期增速加快;非对称情况下,水平推力整体变化趋势与前者相似,但在增长过程中由于非对称破坏的存在,导致其出现较大的波动;在顶板回转初期或顶板断裂度i3时,极易发生滑动失稳破坏;随着回转角度的增大,水平推力增大导致岩石被挤碎,发生回转失稳,这种现象在i3时尤为明显。     

近水平煤层厚硬顶板采场支架载荷分析及矿压控制

为解决厚硬顶板失稳冒落对采场支架载荷的影响问题,采用动力学分析方法,根据动力系统能量守恒原理得出厚硬顶板初次失稳冒落3种模式及周期失稳冒落2种模式下采场支架动载荷的计算公式,基于所得计算公式对支架载荷进行分析,得出合理的采场支架选型方法.该研究成果为厚硬顶板采场矿压控制提供理论依据,为合理进行工作面支护设计提供参考.     

浅析大采高综放采场矿压显现规律

大采高综放开采技术因其特殊的优势,越来越受到人们的重视。本文对大采高综放工作面矿压显现规律进行了简要分析,介绍了大采高综放技术的发展和现状,对煤矿的安全高效生产具有重要意义。     

采场应力变化的流固耦合模拟研究

随着矿井开采深度的增加,瓦斯压力对煤层开采过程中采场应力的影响越来越明显。根据煤层瓦斯渗流特性和固体介质变形基本理论,考虑煤层瓦斯压力的变化对煤岩体破裂的影响,建立了煤层开采过程中应力场和瓦斯运移场相耦合作用的数学模型。对含有不同煤层瓦斯含量和不同瓦斯压力的煤岩体,在开采过程中采场应力所发生的变化进行了数值模拟研究与分析。通过研究煤层开采过程中,在不同地应力和煤层瓦斯压力的影响,得出采场应力的变化规律。其结果对于矿井煤层正常开采时,解决采场应力的变化所引起冲击地压灾害事故隐患的技术性问题等提供可靠的理论指导。     

采场应力变化的流闯耦合模拟研究

随着矿井开采深度的增加,瓦斯压力对煤层开采过程中采场应力的影响越来越明显。,根据煤层瓦斯渗流特性和固体介质变形基本理论,考虑煤层瓦斯压力的变化对煤岩体破裂的影响,建立了煤层开采过程中应力场和瓦斯运移场相耦合作用的数学模型对含有不同煤层瓦斯含量和不同瓦斯压力的煤岩体,在开采过程中采场应力所发生的变化进行了数值模拟研究与分析。通过研究煤层开采过程中,在不同地应力和煤层瓦斯压力的影响,得出采场应力的变化规律。其结果对于矿井煤层正常开采时,解决采场应力的变化所引起冲击地压灾害事故隐患的技术性问题等提供可靠的理论指导。     

露天采场台阶干扰降震爆破技术试验研究

利用波形干扰原理,对爆破降震进行了理论分析,确定了微差时间间隔△t为干扰降行试验研究和优化.在海钢北一露采边坡现场试验中,△t=15 ms时,取得了良好的成功率和降震率.表明了所确定的爆破方案及设计参数是有效的,为同类工程提供了有益的参考.图2,表1,参9.     

采场矿压结构模型探讨

本文根据现场的实际条件,应用模拟试验,研究了采场压力,提出了一种新的采场围岩力学结构模型。     

断层相互作用产生同震库仑应力改变分布图像

讨论了同震库仑应力改变的基本含义,以及基于静应力位错理论求解同震库仑应力改变的边界元方法,对与发震断层相互平行和相互垂直两种典型构造模式下,断层相互作用产生的同震库仑应力改变进行了数值模拟研究,分别获取了相应条件下的同震库仑应力改变空间分布图像.结果表明:不同构造模式的断层相互作用,其产生的同震库仑应力改变分布图像存在较大差异,在分析和评价断层相互作用产生的同震库仑应力改变,及其对活动断层地震危险性的影响时,应该充分考虑待评价断层与发震断层之间的空间几何关系、断层的性质和产状等特定的构造条件.     

大采高工作面矿压规律与瓦斯涌出关系实测

为了充分研究大采高工作面瓦斯涌出随开采过程的变化规律,文中结合晋煤集团寺河矿W1301工作面实际条件,通过现场实测工作面支架工作面阻力、工作面超前支承压力及瓦斯涌出浓度,掌握了大采高工作面来压显现特征,进一步分析了瓦斯涌出与矿压显现的规律.实践证明：大采高工作面来压显现并不强烈,动载系数平均为1.34;当工作面来压显现时,瓦斯涌出量急剧增大,支架工作阻力降低时,工作面瓦斯浓度也随之降低,大采高条件下钻孔瓦斯涌出量与其所在位置支承压力大小成反比关系;支承压力增高区的钻屑量大,支承压力降低区的钻屑量较小.     

基于 ANSYS 二次开发的采场损伤演化规律研究

基于 ANSYS 软件的 UPFs 二次开发平台,借助损伤变量描述煤岩体的裂隙演化,建立弹性损伤本构模型,对单一煤层分步开采过程进行模拟并研究其损伤演化规律。研究表明,随着工作面的推进,损伤不断扩展,覆岩损伤场的分布形态沿走向由“拱形”向“马鞍形”转变。上覆岩层水平方向中部观测线上,随岩层深度的增加,观测到的初始损伤值减小,损伤增长剧烈程度增加。     

超薄基岩采场矿压显现规律与调控技术研究

以皖北矿区厚含水松散层下超薄基岩开采工作面实测矿压资料与实验数据为依据,论述了超薄基岩工作面顶板的风化变异特征.首次提出了厚含水松散层下超薄基岩开采工作面无老顶控制关键层、无自承能力,有效导水裂隙带与冒落带基本一致以及静压大、动压小,移动快、变形大、下沉大、回缩压密快和破坏影响范围小等一系列变形移动破坏新特征.分析了矿压显现与覆岩破坏移动演化特征产生的机理,着重阐述了为确保在超薄基岩内安全开采,应加大开采高度.采用"护-让结合"以及实行"采空区滞后控水、煤水分流、物探预测、地质弱面预先加固"等控制顶板与防止水患的调控技术保障措施.突破了水体下开采"降低并控制采高"的开采原则;取得了安全、高效的开采效果.     

采场围岩应力分布的三维相似模拟研究

本文采用三维相似材料模拟实验方法,研完了长壁回采工作面周围煤体上和矸石上的支承压力分布规律,包括超前支承压力沿工作面长度方向的分布,侧向支承压力随工作面推进的发展过程,支承压力叠加规律,采空区压力分布及其与顶板运动的关系。还对支承压力在底板中的传播、煤层顶板应力分布状况作了初步研究。三维相似模型的应用,比较全面地揭示了采场围岩的矿山压力分布,为煤矿巷道布置与维护、冲击地压的预测与防治及开采程序设计等重大技术问题提供了基础。     

云冈矿综采工作面采高与矿压关系初探

本文通过对云冈矿在薄煤层、中厚煤层和厚煤层开采的三个综采面顶板及矿压有关参数分析,着重论述了采高与直接顶、老顶来压步距、支架最大工作阻力之间的关系及其应用.     

多放矿口间的矿岩颗粒均匀流与应力演化规律

针对当前多口放矿研究中存在的放矿口间距阈值和应力分布等问题,基于刚性块体模型开展不同放矿口间距和放矿方式条件下的放矿数值试验,对多放矿口间的矿岩颗粒均匀流与应力演化规律进行量化研究.研究结果表明:多口放矿条件下能够产生矿岩颗粒均匀流的放矿口间距阈值介于1.0~1.25倍的松动体最大宽度.矿岩颗粒流动体系内存在明显的应力拱效应,放矿过程中松动体上方的垂直应力会逐渐向两侧非松动区域转移.在所研究的取值范围内,采场底部最大垂直应力已接近初始垂直应力的1.8倍.放矿过程中采场内非松动区域的配位数约为8~9,且空间高度越低其配位数越大;在松动区域内越接近放矿口的位置,其矿岩颗粒越松散且运移与接触变化的无序程度越高.     

构造应力与采动损害关系的数值试验研究

采用岩石破裂与失稳分析系统（RFPA），对不同构造应力条件下煤矿区地表环境损害特征进行数值试验，结果表明：处于伸展构造背景下的煤矿区，煤层覆岩受到拉张构造应力作用，在煤层开采过程中，覆岩运动、变形和对地表地质环境的损害相对比较强烈；而处于挤压构造应力作用下的煤矿区，覆岩运动、变形及其对地表地质环境的损害相对较弱，或表现滞后。