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煤层覆岩分类的模糊综合评判

煤田地质与勘探 1999年第1期27卷 52-54页

作者：曾兵中国矿业大学资环学院

覆岩分类是经验类比法预测导水裂隙带高度的基础，应用模糊数学ｍ相分类法对煤层顶板物理力学性质指标进行处理，寻求煤层顶板对岩性“软”“硬”的隶属函数，建立模糊关系矩阵，进行煤层顶板类别的综合判别，并将其结果用于确定计算导... 详细信息

覆岩分类是经验类比法预测导水裂隙带高度的基础，应用模糊数学ｍ相分类法对煤层顶板物理力学性质指标进行处理，寻求煤层顶板对岩性“软”“硬”的隶属函数，建立模糊关系矩阵，进行煤层顶板类别的综合判别，并将其结果用于确定计算导水裂隙带高度经验公式的系数值。这一方法可以在很大程度上消除人为因素对覆岩分类的影响，使预测的导水裂隙带高度更符合实际情况。

关键词：煤层顶板分类模糊数学煤层覆岩综合评判

岩石断续裂隙扩展行为及煤层覆岩渐序破坏模式研究

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岩石断续裂隙扩展行为及煤层覆岩渐序破坏模式研究

作者：章统中国矿业大学

学位级别：硕士

对于岩石裂隙扩展机理的研究一直是岩土工程中的热点问题,裂隙的起裂条件、扩展方式是影响岩体稳定性的主要因素之一。本文主要利用数值计算和物理实验的方法研究了动、静载荷下含预制断续裂隙岩体的破坏问题,并通过对相似材料的研制,... 详细信息

对于岩石裂隙扩展机理的研究一直是岩土工程中的热点问题,裂隙的起裂条件、扩展方式是影响岩体稳定性的主要因素之一。本文主要利用数值计算和物理实验的方法研究了动、静载荷下含预制断续裂隙岩体的破坏问题,并通过对相似材料的研制,搭建了西北某矿井工作面的相似模型,研究了该工作面的覆岩破坏机理,并对其开采安全性进行评估。本文主要内容及结论如下:(1)通过对双轴压缩下含中心对称预制断续双裂隙扩展规律的数值计算发现,其应力—应变曲线可以分为初始压缩段、裂隙稳定扩展段、裂隙加速扩展阶段和峰后阶段。随着围压的增大,试样抗压强度基本呈线性增加。弹性模量和抗压强度与裂隙长度和裂隙倾角呈负相关性。裂隙间距与弹性模量的关系不大,随着裂隙间距的增大,抗压强度表现为先增加后降低的趋势。(2)通过自制的配有电动振动试验系统的惯性加载装置,对振动载荷下岩体中裂隙起裂和扩展问题进行研究。研究结果表明,边裂隙的起裂方向与振动方向夹角较小,约在±10°以内,且与振向相同的边裂隙最容易扩展,与振向相同的边—中裂隙对最容易贯通。破坏频率与裂隙间距呈正相关性,并且随着裂隙倾角和振向夹角的增大,裂隙扩展越来越困难,垂直振向的裂隙最难扩展。裂隙对夹角不大时,裂隙贯通基本沿裂尖连接的最短路线,符合能量最小原理。(3)使用实际中简单易获得的6种材料,研制出了可适用于水渗流问题的疏水性相似材料,并对西北某矿井工作面的覆岩破坏规律进行相似模拟。实验表明,该工作面覆岩的破坏规律为渐序破坏模式,且出现了明显的垮落带、导水裂隙带和离层空间,离层空间位于弯曲下沉带下方,导水裂隙带上方。垮落带高度约52m,导水裂隙带最大高度约105m,离层空间底面距煤层顶面约85m。导水裂隙带上方的离层空间位于主要含水层之下,随着时间的推移,会逐渐充水,并有沿裂隙带涌入工作面的风险,因此在开采过程中需对离层水进行疏导和防治。(4)通过颗粒流软件PFC对煤层覆岩破坏机理进行数值计算,从裂隙扩展的角度对物理实验进行佐证和补充。结果显示,微裂隙的产生与贯通是岩层发生破断的根本原因,开采初期工作面上覆岩层中,层厚较薄、强度较低的岩层中产生了大量的拉伸裂隙并持续扩展贯通,导致岩层发生下沉垮落。上覆岩层中部,层厚较厚、强度较大的岩层中主要以拉剪混合裂隙为主,并发育成为导水裂隙向上扩展,离层空间之上的岩层并未出现微裂隙,仍具有较好的承载作用。

关键词：裂隙扩展动载荷颗粒流相似模拟煤层覆岩

煤层覆岩开采变形破坏规律及防砂煤柱留设综合分析

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科技创新导报 2022年第19期19卷 13-15页

作者：李文慧河北工程大学河北邯郸056038

为解放某煤矿浅层压煤,科学留装煤层安全防护煤桩,通过理论计量与相似材料仿真测试,对厚疏松层超薄基岩浅层采动造成覆岩破坏规律和特点展开研究。结果显示,覆岩活动和裂缝发育一般受到基本顶核心层把控,开采裂缝表现为“马鞍形”布局,... 详细信息

为解放某煤矿浅层压煤,科学留装煤层安全防护煤桩,通过理论计量与相似材料仿真测试,对厚疏松层超薄基岩浅层采动造成覆岩破坏规律和特点展开研究。结果显示,覆岩活动和裂缝发育一般受到基本顶核心层把控,开采裂缝表现为“马鞍形”布局,垮落带高程维持在9m左右,防砂煤柱高程要大于13.6m。现场经过窥视孔测试获得基本顶处在8~13m煤段,冒落带高程大概是6~8m,防砂煤柱高程要大于14m。结合研究与测试内容,最后把40~60m的安全煤柱换成15m的防砂煤柱,能解放约9.5Mt数量的压煤量,增加矿井服务时间8~10a。

关键词：煤层覆岩破坏规律防砂煤柱仿真模拟

基于碎胀数学模型的采煤工作面覆岩破断高度分析

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矿业装备 2024年第8期 31-33页

作者：刘杰潞安集团潞宁煤业有限责任公司山西宁武036706

煤层开采引起覆岩破断是影响煤矿顶板防治水和支护的关键因素之一。为了准确预测覆岩破断高度,从理论角度出发建立了数学模型,分析了影响顶板破断的主要因素是工作面推进距离、顶板岩层厚度、采高,岩层悬空、悬伸部分所受载荷集度和岩... 详细信息

煤层开采引起覆岩破断是影响煤矿顶板防治水和支护的关键因素之一。为了准确预测覆岩破断高度,从理论角度出发建立了数学模型,分析了影响顶板破断的主要因素是工作面推进距离、顶板岩层厚度、采高,岩层悬空、悬伸部分所受载荷集度和岩层垮落后碎胀系数,通过以古汉山矿11604工作面为对象进行理论计算和实测结果对比,两者相差分别为3.84 m和2.16 m,误差率分别为5.6%和3.2%,证明该数学模型对于指导矿井生产具有现实意义。

关键词：煤层覆岩碎胀数学模型破断高度

“三软”煤层上保护层开采覆岩裂隙演化规律研究

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青岛理工大学学报 2018年第3期39卷 15-20页

作者：撒占友张辉李佳慧青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520

针对目前对高应力区"三软"煤层上保护层开采覆岩采动裂隙演化规律研究不足的问题,采用相似模拟试验进行研究.通过相似模拟试验结果分析得出,在上保护层开采之后,被保护层的泄压程度达到80%,极限(最大)膨胀变形量接近12‰.结果表明,上保... 详细信息

针对目前对高应力区"三软"煤层上保护层开采覆岩采动裂隙演化规律研究不足的问题,采用相似模拟试验进行研究.通过相似模拟试验结果分析得出,在上保护层开采之后,被保护层的泄压程度达到80%,极限(最大)膨胀变形量接近12‰.结果表明,上保护层开采是"三软"煤层开采的有效防突措施.研究覆岩采动裂隙演化规律对于丰富软煤层保护层开采防突技术具有重要的理论指导意义.

关键词：裂隙演化规律相似模拟试验煤层覆岩应力变化

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基于分布式光纤的覆岩变形动态监测

工程建设与设计 2018年第17期 61-63,67页

作者：庞世界闫国成陕西未来能源化工有限公司金鸡滩煤矿陕西榆林719000

根据覆岩结构特征与监测要求,利用定点光缆、GFRP光缆与钢绞线光缆对煤层开采前-中-后全过程中覆岩的变形破坏进行了监测。结果表明:工作面推进至钻孔前80~100m处,钻孔内高位岩层开始发生剪切应变。在推进至钻孔位置后,上覆岩层发生明... 详细信息

根据覆岩结构特征与监测要求,利用定点光缆、GFRP光缆与钢绞线光缆对煤层开采前-中-后全过程中覆岩的变形破坏进行了监测。结果表明:工作面推进至钻孔前80~100m处,钻孔内高位岩层开始发生剪切应变。在推进至钻孔位置后,上覆岩层发生明显破断,导水裂缝带高度增大,在推过钻孔40m左右,钻孔处的导水裂缝带发育到最大高度。钻孔处的导水裂缝带最大发育高度为133.45m,裂采比为25.18。

关键词：分布式光纤煤层覆岩导水裂缝带动态监测