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.     

缓倾斜倾斜煤层回采巷道断面选择研究

以石炭井一矿５＃煤层上分层回采巷道为例，对缓、倾斜煤层回采巷道的４种断面形式进行了有限元模拟分析，指出了缓、倾斜煤层和近水平煤层中，回采巷道的应力、应变分布及塑性破坏特征。提出了缓、倾斜煤层回采巷道的合理断面形状和支护方式，为工程设计和实际应用提供了科学依据。     

缓倾斜煤层矿井井巷断面优化设计

本文采用系统工程的非线性规划方法，建立了缓倾斜煤层矿井井巷断面经济数学模型，算例表明，该方法在井巷断面设计时综合考虑了技术与经济因素，是一种可行的优化设计方法。     

缓倾斜煤层群上行开采的研究

本文在相似材料模拟实验,有限元计算和生产实践基础上,研究了缓倾斜煤层群上行开采岩层运动发展规律和支承压力分布规律,通过分析和比较得出:上行开采的岩层运动特征和支承压力分布特征对采场围岩的平衡和稳定、顶板管理和控制、巷道布置和维护、支架——围岩关系、工作面和巷道保护都极为有利;是一种既安全又经济的开采方法。     

缓倾斜岩层软岩巷道破坏过程分析

为研究深部矿井层状岩体破坏机制,进行了平面巷道的物理模型实验。本次实验以徐州旗山矿-1 000 m轨道联络大巷的地质资料为背景,通过对应不同深度的地应力加载,分析模型的受力变形特征。结果表明对缓倾斜岩层巷道,其结构的非对称性表现为破坏的非对称性,为研究处在层状岩体地质条件下的地下硐室工程的围岩稳定性和支护方案提供参考依据。     

缓倾斜煤层综放工艺系统可靠性研究

利用可靠性理论分析了经坊煤业综放工艺系统的稳定性,研究了煤层倾角对系统稳定性的影响,指出了综放工艺系统的薄弱环节,为缓倾斜煤层综放工艺系统可靠性的改善提供了参考依据。     

急倾斜煤层走向综采覆岩破坏特性研究

为研究急倾斜煤层走向综采覆岩变形及破坏规律,采用力学分析、相似模拟实验及数值模拟分析,得到工作面覆岩破坏特性及岩层移动规律.研究表明:(1)急倾斜煤层综采面推进后,顶板位于工作面中部偏上覆岩处的岩层出现了挠度最大值,导致顶板断裂呈现由工作面顶板岩层的"中上部-上部-中下部-下部"的垮落顺序.(2)工作面上部覆岩以产生拉伸破坏为主,中、下部覆岩以剪切破坏为主;直接顶冒落的矸石充填下部近1/3的采空区域,且上部出现垮落区域比下部范围明显更大.(3)工作面下部应力集中系数比上部大1.2倍左右,工作面的下部端头支护处在极不均匀的高应力集中区,工作面端头及超前支护相当困难.     

杨柳煤矿10煤层底板的采动破坏特征

煤层底板在煤层采动后会发生变形与破坏,煤层底板破坏特征是判断底板突水与否的重要依据。以杨柳煤矿10煤层底板为研究对象,采用理论计算与数值模拟相结合的方式,分析煤层底板岩层在采动条件下的应力变化特征与岩体破坏特征。结果表明:10煤层底板平均厚度59.16 m,在开采条件下最大破坏深度为13.6 m,底板受下部灰岩水影响的可能性很小。该研究可以为分析煤层底板突水机理与底板水害防治提供理论依据。     

缓倾斜煤层开采技术研究

本文分析了缓倾斜煤层中不同厚度条件下的开采工艺,薄煤层中的高档普采、薄煤层综采、创煤机开采技术的关键技术要点,厚煤层开采技术中比较常用的带式回采膏体充填技术,特厚煤层开采工艺中的放顶煤开采.并以某煤矿开采实例,分析了缓倾斜薄煤层开采技术的特点.     

缓倾斜煤层导水裂隙带发育规律研究

为了研究缓倾斜煤层上覆岩层导水裂隙带在走向方向和倾向方向上的发育规律,采用理论计算与FLAC3D数值模拟相结合的方法对缓倾斜煤层上覆岩层导水裂隙带的空间发育特征进行了深入研究.结果表明:随着工作面的推进,导水裂隙带在采空区域上方边界15 m范围内,扩展速度较快;在工作面推进至120 m时,达到最高值;缓倾斜煤层上覆岩层...     

近距煤层上行开采底板稳定性分析

通过现场掘探巷实测，取样测定底板岩层物理力学参数，并在相似模拟和数值计算基础上，分析了条带采空区上近距离煤层上行开采工作面底板稳定性，探讨了底板关键层的失稳机理，提出了确定可行开采方法的原则     

采场支架与老顶总体运动间的力学关系

本文在模拟研究与实践的基础上提出了老顶多岩梁组成时的结构力学模型,深入研究了支架与老顶总体间的相互作用关系,建立起在对老顶上位岩梁采取“给定变形”方案时、反映支架与老顶总体间力学关系的方程式,揭示了进行采场支护设计的基本原则。     

采高及复合关键层效应对采场来压步距的影响

运用有限元数值分析方法,详细研究了采高变化及关键层复合效应对关键层破断,即采场来压步距的影响,并建立了相应的采场来压步距估算公式图６,表５,参４     

煤层底板破坏深度的综合测试方法

在奥陶系灰岩岩溶承压水上带压开采时,用综合方法进行了观测,在室内做了相似材料模拟试验,得到了不同情况下的放(注)水规律;底板岩层水平及垂直方向受力情况;附加最大剪应力值;主压力方向;应力分布曲线;底板位移曲线及底板裂隙发育状况等,从而确定了底板破坏深度。     

地下开采对立井井筒影响的研究

本文指出了立井井筒在留设有防护煤柱时受到地下开采的影响而发生变形破坏的地点和形式,分析了引起破坏的原因,提出了防护立井破坏的可行措施。     

煤矿开采集中应力和构造应力对巷道底鼓的影响

本论文采用边界元——有限元耦合应力分析方法,对美国King No.4煤矿中第四采区巷道底鼓与采空区和水平地质构造应力之间的关系进行了探讨。基于计算结果,本文发现较大的采空区范围以及较大的水平地质构造应力是导致该区域巷道底鼓的重要原因等结论。     

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。     

立体模型柔性索抽条开采法研究

介绍了一种适合立体模型实验中煤层开挖的方法，在保持采高的前提下可实现多层煤立体模型开挖。     

房式采煤工作面的底板岩层应力分析

利用岩石力学中的半无限体理论,导出了受房式采煤工作面遗留煤柱影响的底板岩层的附加应力分布计算公式,该计算公式对于评价房式开采具有指导意义,并给出了一个具体的计算实例．图５,表１,参２．     

岩石扩容现象与超声横波特征参数相互关系研究评述

介绍了岩石扩容现象与超声皮特征参数相互关系相关专业领域研究的现状及其应用，在用横波速度最大值（Vsmax）来分析岩石微裂纹初始扩展时的应力值（应力门槛值）新方法的基础上，建议利用主动的人工横波震源，应力门槛值、Vsmax后的横波速度值与岩石裂纹加速发展的同步减小特性，更深入地进入地震破裂丛集及前兆特征的研究，有可能建立地震和地质灾害性预报的新方法，并提出利用利用传统方法研究岩石扩容机理，应力门槛值，泊松比等的同时，进行岩石扩容现象，声发射和超声波横波等特性参相互关系研究的新思路。