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硬软交替岩层的复合顶板主关键层及其破断距的确定

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岩石力学与工程学报 2006年第5期25卷 974-978页

作者：贾剑青王宏图唐建新李晓红李开学胡国忠重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400044

采煤工作面顶板岩层主关键层及其破断距的确定对于采场矿山压力控制至关重要。以白皎煤矿采煤工作面硬软交替岩层的复合顶板为研究对象,采用相似模拟试验研究、关键层理论分析和数值模拟计算相结合途径确定复合顶板主关键层及其破断距... 详细信息

采煤工作面顶板岩层主关键层及其破断距的确定对于采场矿山压力控制至关重要。以白皎煤矿采煤工作面硬软交替岩层的复合顶板为研究对象,采用相似模拟试验研究、关键层理论分析和数值模拟计算相结合途径确定复合顶板主关键层及其破断距。研究结果表明:该工作面顶板第1～3硬岩层依次破断,为顶板亚关键层;第4～6硬岩层组成的复合关键层为顶板主关键层;计算得到的复合顶板主关键层的平均破断距为114m;当该工作面推进到108.2m时,主关键层的破断导致工作面出现异常矿压显现。工程实际应用情况表明,3种方法的有机结合,可以较准确地确定硬软交替岩层的复合顶板主关键层及其破断距,对采煤工作面的支护及矿山压力控制具有指导作用。

关键词：采矿工程复合顶板关键层数值模拟破断距矿山压力

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急斜煤层覆岩关键层对防水煤柱尺寸的影响

采矿与安全工程学报 2012年第2期29卷 226-231页

作者：李永明刘长友黄炳香中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003

为了对水体下急斜煤层的安全回采提供依据,基于龙湖煤矿南二采区急斜煤层的水文工程地质和煤岩层赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算,分析了覆岩关键层对急斜煤层开采导水裂隙分布和防水煤柱稳定性的影响,结果表明:当上覆岩层无关键层时... 详细信息

为了对水体下急斜煤层的安全回采提供依据,基于龙湖煤矿南二采区急斜煤层的水文工程地质和煤岩层赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算,分析了覆岩关键层对急斜煤层开采导水裂隙分布和防水煤柱稳定性的影响,结果表明:当上覆岩层无关键层时,急斜煤层开采导水裂隙呈"耳型"分布,而当上覆岩层存在关键层时,导水裂隙以平行于岩层层面的离层裂隙为主,且随着煤层采厚的增加呈抛物线型增大趋势,顶板初次破断后导水裂隙向关键层及其上方岩层发育;急斜煤层覆岩关键层的存在,将明显增大防水煤柱的抽冒范围,水体更易沿防水煤柱塑性破坏区渗流进入工作面采空区。据此,现场设计了分带仰斜充填开采方法,并采取了加固防水煤柱的措施,有效确保了水体下急斜煤层的安全回采。

关键词：急斜煤层关键层导水裂隙防水煤柱流固耦合

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门克庆煤矿关键层及离层空间演化规律研究

中国煤炭地质 2022年第3期34卷 64-70页

作者：龙陆军中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039

门克庆煤矿11-3101工作面为首采工作面。在开展离层注浆前期,利用钻探、测井等方法对煤层上覆岩层中关键层及裂隙带位置进行判别,并对离层发育情况进行了研究及分析。研究表明,门克庆煤矿地层覆岩中存在主关键层和3层亚关键层,岩性均为... 详细信息

门克庆煤矿11-3101工作面为首采工作面。在开展离层注浆前期,利用钻探、测井等方法对煤层上覆岩层中关键层及裂隙带位置进行判别,并对离层发育情况进行了研究及分析。研究表明,门克庆煤矿地层覆岩中存在主关键层和3层亚关键层,岩性均为砂岩;井下电视及超声成像表明,埋深340m为主关键层,埋深390m为亚关键层Ⅲ,埋深484m为亚关键层Ⅱ,实测值与理论计算得到的关键层参数较吻合;埋深560m为裂隙带顶界,裂采比为26.75。相关研究成果为后续覆岩离层注浆充填施工奠定了重要基础。

关键词：关键层覆岩离层注浆

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离层注浆关键层判断方法研究

煤炭与化工 2022年第8期45卷 74-76页

作者：党凯中国煤炭地质总局第二水文地质队河北邢台054000

离层注浆作为一种新兴开采技术,近几年在我国各矿区得到了运用。该技术首先研究岩石层中的运动和变形定律,然后根据“拱梁平衡”理论寻找上覆岩石的分离位置。在上覆分离层中填充介质,如:砂石、粉煤灰、脱硫石膏、煤矸石等,以减少上覆... 详细信息

离层注浆作为一种新兴开采技术,近几年在我国各矿区得到了运用。该技术首先研究岩石层中的运动和变形定律,然后根据“拱梁平衡”理论寻找上覆岩石的分离位置。在上覆分离层中填充介质,如:砂石、粉煤灰、脱硫石膏、煤矸石等,以减少上覆地层的运动,从而实现控制与平稳地表的目标。关键层的判断对于注浆来说是至关重要的环节之一,本文将就离层注浆关键层的判断方法展开研究,进而为注浆充填参数设计提供理论依据。

关键词：覆岩离层注浆关键层判断方法

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钻孔测井技术探测覆岩结构及其关键层判识

采矿与岩层控制工程学报 2020年第2期2卷 81-89页

作者：刘垚鑫高明仕赵华山何双龙李振国张志聪中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室江苏徐州221116 新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830046 华亭煤业集团有限责任公司山寨煤矿甘肃平凉744112

关键层对采场覆岩运动起主要控制作用,其破断对工作面矿压显现有较大影响。为了探测工作面顶板覆岩结构并判别覆岩运动中的关键层,基于随钻测振数据与岩石强度耦合关系,在山寨煤矿井下有代表性位置采用钻孔取芯、钻孔窥视、随钻测振3者... 详细信息

关键层对采场覆岩运动起主要控制作用,其破断对工作面矿压显现有较大影响。为了探测工作面顶板覆岩结构并判别覆岩运动中的关键层,基于随钻测振数据与岩石强度耦合关系,在山寨煤矿井下有代表性位置采用钻孔取芯、钻孔窥视、随钻测振3者相结合的方法,通过钻孔窥视和岩样力学试验,得到岩石岩性及其强度的精准探测结果,并对钻杆的振动能量与岩石强度进行拟合分析,建立了相关岩体结构识别模型,最终对覆岩中的关键层进行判别。结果表明:岩石静、动弹性模量以及抗压强度3种力学参数都分别与测振能量呈正相关关系,由此可应用KSPB软件对煤层顶板覆岩进行关键层精准判别。

关键词：随钻测井覆岩结构 KSPB软件关键层矿压防治

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薄基岩梯度复合板模型与单一关键层解算

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2006年第4期25卷 524-526页

作者：李凤仪王继仁刘钦德黑龙江科技学院安全学院辽宁工程技术大学资源与环境工程学院辽宁阜新123000 双鸭山矿业集团黑龙江双鸭山155100

依据典型薄基岩浅埋煤层覆岩结构及其力学特征,建立薄基岩浅埋煤层覆岩力学模型,弹性基础上的梯度复合板模型,梯度复合板由组成薄基岩的所有分层组成,各层力学参数取对应分层参数,其力学性质沿厚度方向变化,满足τjmax 详细信息

依据典型薄基岩浅埋煤层覆岩结构及其力学特征,建立薄基岩浅埋煤层覆岩力学模型,弹性基础上的梯度复合板模型,梯度复合板由组成薄基岩的所有分层组成,各层力学参数取对应分层参数,其力学性质沿厚度方向变化,满足τjmax层分层,共同组成薄基岩的关键层。利用傅里叶变换确定单一关键层位置及组成岩层分层,为浅埋煤层开采顶板活动预测及其控制、浅埋煤层开采方法及其工艺参数的提供理论依据,具有重要的理论及其实际意义。

关键词：浅埋煤层梯度复合板关键层

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倾斜煤层开采上方关键层移动与变形分析

工程与建设 2023年第1期37卷 43-47页

作者：王涛周永顺王皓天合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

现今煤层开采的研究主要以开采后的沉陷预测为主,对开采沉陷动态过程研究较少。弯曲下沉带内岩层的移动变形主要受带内关键层控制,文章结合关键层理论和薄板小挠度理论,分析了长壁采煤法开采倾斜煤层,煤层上覆岩层的移动与变形规律;把... 详细信息

现今煤层开采的研究主要以开采后的沉陷预测为主,对开采沉陷动态过程研究较少。弯曲下沉带内岩层的移动变形主要受带内关键层控制,文章结合关键层理论和薄板小挠度理论,分析了长壁采煤法开采倾斜煤层,煤层上覆岩层的移动与变形规律;把倾斜岩层的上覆横向荷载看作均布荷载与分布荷载叠加而成,分别求出不同荷载下的挠度函数后,根据薄板的叠加理论,建立倾斜岩层变形的位移挠度函数;通过将倾斜岩层变形的位移挠度函数和岩层上的荷载带入平衡曲面微分方程,建立了弯曲下沉带内倾斜坚硬岩层的移动预计模型。

关键词：倾斜煤层弯曲带关键层弹性薄板叠加法

关键层对特厚煤层综放开采地表沉陷规律的影响研究

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煤炭科学技术 2019年第9期47卷 229-234页

作者：高超徐乃忠何标庆邓伟男天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 龙岩学院资源工程学院福建龙岩364000

特厚煤层综放开采一次性采全高,其采放煤层厚度大,垮落带和裂隙带高度亦相应增大,使得覆岩“两带”发育直接波及到覆岩上部、对地表沉陷起重要控制的厚硬关键层,其移动变形与地表沉陷特征密切相关。为从覆岩内部岩层移动变形角度探究关... 详细信息

特厚煤层综放开采一次性采全高,其采放煤层厚度大,垮落带和裂隙带高度亦相应增大,使得覆岩“两带”发育直接波及到覆岩上部、对地表沉陷起重要控制的厚硬关键层,其移动变形与地表沉陷特征密切相关。为从覆岩内部岩层移动变形角度探究关键层对特厚煤层综放开采地表沉陷的控制影响作用,应用工程类比法与数值模拟综合确定了东坡煤矿914工作面“两带”高度发育情况,通过关键层理论计算了各亚关键层和主关键层破断距与层位,应用3DEC模拟了关键层对地表沉陷规律的控制影响作用。研究结果表明:应用工程类比法结合数值模拟塑性分区法可综合确定“两带”高度发育情况;上覆岩层及地表的移动变形受厚硬岩层的影响控制,表现为上覆岩层破断特征具有组合移动性、传播至地表呈突陷性;关键层内岩梁破断长度越短,地表沉陷盆地边缘越平缓、地表沉陷影响范围越大;受关键层破断距与破断形式差异的影响,地表下沉盆地开切眼侧较陡、终采线侧相对较缓。

关键词：特厚煤层综放开采关键层岩层移动地表沉陷

潞安矿区五阳煤矿8005工作面关键层分布特征及离层发育监测

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中国煤炭地质 2022年第7期34卷 34-38页

作者：樊斌赵明李世念林倚天山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿山西襄垣046299 中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039

以五阳煤矿8005工作面采煤沉陷治理工程为背景,对工作面地层中覆岩关键层的平、剖面分布特征进行分析研究,得出主注浆层位亚关键层4沿工作面推进方向先变薄再变厚的基本特征,并据此提出“单层—双层—单层”的过渡式注浆充填方式。在工... 详细信息

以五阳煤矿8005工作面采煤沉陷治理工程为背景,对工作面地层中覆岩关键层的平、剖面分布特征进行分析研究,得出主注浆层位亚关键层4沿工作面推进方向先变薄再变厚的基本特征,并据此提出“单层—双层—单层”的过渡式注浆充填方式。在工作面推进过程中利用分布式光纤传感监测技术对覆岩全层位变形进行了连续观测,为工作面开采初期单层注浆工作的开展提供了重要参考依据。

关键词：采煤沉陷关键层离层注浆