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相邻工作面开采地表动态沉陷规律

金属矿山 2019年第10期48卷 8-13页

作者：汤伏全赵军仪西安科技大学测绘科学与技术学院

为研究同煤层老采空区影响下的相邻工作面开采地表移动变形规律,在陕北榆神矿区金鸡滩煤矿建立了GNSS连续变形监测系统,通过对连续监测数据的分析处理,并结合FLAC3D数值模拟,揭示了同煤层相邻工作面重复开采条件下的动态非对称性沉陷规... 详细信息

为研究同煤层老采空区影响下的相邻工作面开采地表移动变形规律,在陕北榆神矿区金鸡滩煤矿建立了GNSS连续变形监测系统,通过对连续监测数据的分析处理,并结合FLAC3D数值模拟,揭示了同煤层相邻工作面重复开采条件下的动态非对称性沉陷规律。研究表明:①受同煤层老采空区影响,相邻工作面在重复开采条件下,工作面中心两侧相同距离监测点的下沉值、下沉速度、水平位移及移动变形持续时间等并不相同,表现出极不对称性;②已破坏的老采空区岩层对重复开采响应快速,其移动变形更加敏感、剧烈,稳定时间较长;③数值模拟分析体现出,相邻工作面开采条件下地表下沉系数增大了5%,倾向方向地表移动变形影响范围增大了35.7%,走向主断面并未经过工作面中心,而是偏向老采空区一侧30 m,老采空区塑性破坏区高度增大了21.4%。分析结果对于相邻工作面重复采动条件下的地表移动变形预计、矿区土地复垦及矿区地面建筑物保护具有一定的参考价值。

关键词：开采沉陷 GNSS连续变形监测系统相邻工作面重复开采数值模拟

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深埋大采高相邻工作面强矿压发生机理研究

煤炭科学技术 2024年

作者：雷照源赵茂平李团结李峰李磊延安大学陕西省能源产业绿色低碳发展软科学研究基地延安能源(化工)集团有限责任公司太原煤炭气化(集团)有限责任公司陕西陕煤黄陵矿业公司

受上一深埋大采高工作面采动影响，相邻工作面开采过程中坚硬厚顶板引发的强矿压显现具有明显的分区性。相邻工作面作为矿井开采的主要类型，揭示其强矿压发生机理是实现矿井安全高效开采的基础。本文以黄陵二矿深埋大采高工作面为背景... 详细信息

受上一深埋大采高工作面采动影响，相邻工作面开采过程中坚硬厚顶板引发的强矿压显现具有明显的分区性。相邻工作面作为矿井开采的主要类型，揭示其强矿压发生机理是实现矿井安全高效开采的基础。本文以黄陵二矿深埋大采高工作面为背景，采用地质条件调查、理论分析、数值计算等手段，分析强矿压显现特征、坚硬厚顶板破断特征、能量和应力的演化关系等，揭示坚硬厚顶板诱发深埋大采高相邻工作面强矿压的发生机理，从而形成强矿压防控的方向。研究结果表明：坚硬厚顶板产生的微震事件数及能量分别约占总事件数、总能量的52.12%、69.4%，沿工作面倾向形成临空侧能量释放量值大、实体侧顶板内部基本完整的分区显现特征。21422相邻工作面“两固支一简一自由”的坚硬厚顶板约束边界条件，在工作面倾向距临空区段煤柱约108m处发生破断；同时21422工作面开采扰动下的坚硬厚顶能量与应力由临空侧至实体侧形成降低分布特征。根据集中差值系数(σx)得出了应力与能量分布分区性与顶板的非对称破断具有一致性，其中坚硬厚顶板在临空侧110m范围的释放程度高、距实体侧边界煤柱约70m范围处于蓄能状态。根据研究结果形成了“弱化临空侧顶板的应力集中，阻断实体侧应力的传递”的强矿压显现治理策略，为深埋大采高工作面强矿压的有效防控提供了参考依据。

关键词：深埋大采高相邻工作面坚硬厚顶板强矿压

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特厚煤层相邻工作面开采覆岩运移规律研究

煤矿安全 2020年第2期51卷 70-75页

作者：来兴平李军伟崔峰单鹏飞西安科技大学能源学院陕西西安710054 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安710054

为了掌握相邻工作面煤层开采后覆岩运移规律,采用FLAC有限元软件模拟某矿相邻工作面先后开采后覆岩应力、位移和塑性破坏特征。结果表明:相邻采空区残余支承压力在中间区段煤柱叠加,煤柱覆岩在极大应力的作用下产生较大的垂直位移和剪... 详细信息

为了掌握相邻工作面煤层开采后覆岩运移规律,采用FLAC有限元软件模拟某矿相邻工作面先后开采后覆岩应力、位移和塑性破坏特征。结果表明:相邻采空区残余支承压力在中间区段煤柱叠加,煤柱覆岩在极大应力的作用下产生较大的垂直位移和剪切破坏,使得两侧采空区高位覆岩向下同步运动;采空区覆岩随工作面回采呈现"增大-稳定"的拱形破坏,沿倾向形成双拱破坏,其与中间煤柱覆岩较大的剪切耦合形成1个横跨两采空区的破坏拱。最后通过现场钻孔窥视证实覆岩运移破坏特征,并结合经验公式得到相邻工作面开采覆岩"两带"破坏高度取估算上限值更为合理。

关键词：特厚煤层相邻工作面数值模拟采动应力覆岩运移和破坏

大倾角厚煤层一次全高开采相邻工作面矿山压力显现规律研究

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煤炭工程 2012年第9期44卷 84-86页

作者：王旭涛山西煤炭运销集团龙峰煤业有限公司山西吕梁032200

基于大倾角厚煤层一次全高开采相邻两工作面的矿山压力显现规律展开研究,以FLAC3D数值模拟为主要手段。研究中对相邻两工作面基本顶的初次来压步距、周期来压步距以及支承压力系数进行了分析,得到了开采中的一般矿压显现规律,对矿井安... 详细信息

基于大倾角厚煤层一次全高开采相邻两工作面的矿山压力显现规律展开研究,以FLAC3D数值模拟为主要手段。研究中对相邻两工作面基本顶的初次来压步距、周期来压步距以及支承压力系数进行了分析,得到了开采中的一般矿压显现规律,对矿井安全生产具有一定的参考意义。

关键词：大倾角厚煤层相邻工作面矿山压力显现规律数值模拟

相邻工作面开采扰动下覆岩破坏及地表沉降特征研究

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煤炭技术 2024年第9期43卷 6-11页

作者：喻军健张庆海纪新波陈军涛范铭今李果山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 山东鼎安检测技术有限公司济南251600 山东能源新矿集团孙村煤矿山东泰安271219 矿业工程国家级实验教学示范中心山东青岛266590

为研究相邻工作面开采扰动下工作面上方覆岩破坏及地表移动特征,以新疆某矿地质条件为基础,采用相似材料模拟试验研究了相邻工作面开采扰动下工作面上方覆岩破坏特征,并结合数值模拟分析地表沉降规律。研究表明:受相邻工作面采动影响,... 详细信息

为研究相邻工作面开采扰动下工作面上方覆岩破坏及地表移动特征,以新疆某矿地质条件为基础,采用相似材料模拟试验研究了相邻工作面开采扰动下工作面上方覆岩破坏特征,并结合数值模拟分析地表沉降规律。研究表明:受相邻工作面采动影响,工作面上方覆岩非贯通裂隙左侧和左下方各发育有两段微小横向非贯通裂隙,导水裂缝带高度由74.5 m发育至78.2 m;相邻工作面开采后中间区段煤柱由于支撑压力叠加,覆岩产生较高的剪切破坏,工作面覆岩破坏高度受二次扰动影响提高12.35%,整体破坏形态呈“马鞍形”;结合地表沉降监测数据,单工作面开采地表沉降值2.85 m,移动下沉曲线呈“V”形,受相邻工作面采动影响,地表下沉系数增长6.7%。研究结果可为类似矿井工作面安全开采提供参考依据。

关键词：相邻工作面覆岩破坏地表沉降下沉系数导水裂缝带

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相邻工作面回采影响下巷道围岩变形控制探讨

山西冶金 2022年第2期45卷 240-241,306页

作者：张宏伟山西中阳张子山煤业有限公司山西中阳033400

以张子山矿井井田范围内11号近水平厚煤层为例,在概述其近距离煤层特殊地质条件及上覆层采空区对下煤层回采影响的基础上,提出其煤巷围岩变形控制的桁架锚杆索加强支护方式,并通过FLAC^(2D)分析软件对常规锚杆索支护和桁架锚杆索加强支... 详细信息

以张子山矿井井田范围内11号近水平厚煤层为例,在概述其近距离煤层特殊地质条件及上覆层采空区对下煤层回采影响的基础上,提出其煤巷围岩变形控制的桁架锚杆索加强支护方式,并通过FLAC^(2D)分析软件对常规锚杆索支护和桁架锚杆索加强支护方式下煤巷顶底板形变量、侧帮塑性区范围、四周应力场分布及支护效果等进行数值模拟和对比。结果表明,在桁架锚杆索加强支护方式下,煤巷塑性屈服范围和变形程度显著减小,有利于矿井近距离相邻工作面安全生产。

关键词：相邻工作面回采巷道支护围岩变形控制

榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究

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榆神矿区相邻工作面开采地表动态沉陷规律研究

作者：赵军仪西安科技大学

学位级别：硕士

煤矿开采引起的地表移动变形是一个复杂的动态过程,相邻工作面开采影响下地表移动规律更具有特殊性。多年来,受变形监测技术手段和现场条件所限,学术界对于相邻工作面开采条件下地表动态移动规律研究不足。为此,本文利用GNSS连续观测数... 详细信息

煤矿开采引起的地表移动变形是一个复杂的动态过程,相邻工作面开采影响下地表移动规律更具有特殊性。多年来,受变形监测技术手段和现场条件所限,学术界对于相邻工作面开采条件下地表动态移动规律研究不足。为此,本文利用GNSS连续观测数据,结合计算机数值模拟及开采沉陷理论分析,研究相邻老采空区影响下综放工作面开采地表动态沉陷的基本规律。主要研究内容及结果如下:（1）分析了 GNSS连续监测系统应用于矿区地表动态移动变形监测的适用性。以榆神矿区金鸡滩矿106工作面地表布设的GNSS连续监测系统为依托,通过对该系统各监测点在稳定期间的监测数据统计分析可知:监测数据稳定可靠,能够满足煤矿开采沉陷监测的相关精度要求。（2）研究了相邻老采空区影响下综采工作面地表移动的非对称性及分形增长特征。通过对矿区GNSS时序监测数据分析,结合分形理论及数值模拟实验分析,研究表明:不同时间尺度下地表点的下沉及下沉速率变化具有一定的分形增长特征;近水平煤层相邻工作面倾向两侧地表移动变形分布具有明显的不对称性。临近老采空区一侧地表移动变形量明显大于未开采煤柱一侧对应变形量,地表最大下沉点偏向老采空区一侧一定距离。（3）分析了相邻工作面开采地表沉陷特征与工作面间煤柱宽度之间的量化关系。利用FLAC3D分别对单一工作面、相邻工作面开采分别进行模拟分析,结果表明:相邻工作面开采条件下地表最大下沉值偏距、拐点偏移距增量、主要影响范围增量等参数与煤柱宽度之间满足一定的量化关系,一定范围内可用对数函数来描述。（4）根据相邻工作面开采地表动态移动变形特征,基于分段Knothe时间函数和双曲线型剖面函数,构建了相邻工作面开采地表移动变形预计模型,包括地表动态沉陷预计模型、动态水平移动预计模型和稳定后的沉陷预计模型。结果表明:各函数模型能基本反映井下工作面推进过程中地表点的移动变形特征,适用于相邻工作面开采条件下的地表沉陷预计,具有一定的推广应用价值。

关键词：相邻工作面开采沉陷 GNSS连续监测动态变形数值模拟

区段煤柱对相邻工作面采空区覆岩下沉规律的影响研究

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煤矿现代化 2022年第3期31卷 4-10页

作者：朱林河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454002

为了研究不同区段煤柱宽度对相邻工作面采空区上覆岩层下沉量影响,以安阳龙山煤矿11061、11081相邻工作面为工程背景,采用3DEC软件计算得出各区段煤柱宽度下相邻工作面采空区上覆岩层下沉情况。结果表明:相邻工作面采空区上覆各岩层下... 详细信息

为了研究不同区段煤柱宽度对相邻工作面采空区上覆岩层下沉量影响,以安阳龙山煤矿11061、11081相邻工作面为工程背景,采用3DEC软件计算得出各区段煤柱宽度下相邻工作面采空区上覆岩层下沉情况。结果表明:相邻工作面采空区上覆各岩层下沉量自采空区底板至上覆各岩层不断减小,区段煤柱区域内上覆各岩层交界面处下沉量自煤柱底部至上覆各岩层交界面不断增加;随着区段煤柱宽度的增加,其对先开采工作面一侧的支撑作用不断增强,对后开采工作面一侧边界煤柱的支撑作用无影响。

关键词：废弃煤矿区段煤柱相邻工作面采空区下沉规律

单一缓倾斜煤层相邻工作面共用中部车场技术的应用

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中州煤炭 2014年第2期 9-10,90页

作者：焦庆伟狄斌义煤集团华兴矿业有限公司河南三门峡472441

为了更好保护煤矿井下采区中部车场和轨道下山,减少相应的施工和维护工程量,降低生产成本,提高经济效益,对义煤集团华兴公司井下单一缓倾斜煤层15采区中部车场布置方式进行了研究,提出了相邻工作面共用中部车场技术。实践证明,该方法优... 详细信息

为了更好保护煤矿井下采区中部车场和轨道下山,减少相应的施工和维护工程量,降低生产成本,提高经济效益,对义煤集团华兴公司井下单一缓倾斜煤层15采区中部车场布置方式进行了研究,提出了相邻工作面共用中部车场技术。实践证明,该方法优化了采区中部车场的布置方式,减少了中部车场的工程量,实现了安全生产。

关键词：单一缓倾斜煤层相邻工作面共用中部车场技术