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煤层采动巨厚松散层全断面监测及内部变形特征被引量：4: 2024年; 开采沉陷是煤炭资源井工开发利用所面临的主要环境地质问题,尤其对于我国东部高潜水位矿区而言,巨厚松散层的移动变形控制与采动减损评价备受关注。为了研究巨厚松散层内部移动机制,明确其对地表移动变形影响,以淮南新集矿区某井田为研究区,通过采用分布式光纤与并行电法联合测试技术,构建超过600 m深度全断面钻孔监测系统,探究巨厚松散层变形特征和内部移动规律。全断面监测系统能够获取煤层采动区域巨厚松散层内部应变、位移信息及监测钻孔周围电阻率变化情况,量化地层监测断面松散层内部移动变形时空关系和渗流场变化数据,分析松散层内地层变形特征与发育形态。研究结果表明:多参量联合测试技术的应用,显著提高了对巨厚松散层移动变形的监测效率和变形定位的准确性,获得了工作面回采位置与松散层内部变形时空演变关系。并根据松散层变形特征,将采动影响过程划分为超前影响期、弱采动影响期、强采动影响期、采后沉稳期4个阶段,揭示了超前影响变形表现“台阶状”形态与采动影响期的“反向3字型”移动特征,同时分析了“反向3字型”移动模式的构成条件、影响因素。基于全断面监测数据,提出巨厚松散层变形多场可测信息量化评价方法,阐明了巨厚松散层在煤层开采过程中存在分层应力积累与释放的规律。研究内容为巨厚松散层内部移动变形的精细化监测分析提供重要的技术支持。全断面监测技术的应用,也可为采动损害过程监测与评价、矿山生态源头减损与减沉、沉陷区土地规划与复垦以及松散层内注浆改造等提供参考。; 张平松许时昂傅先杰吴荣新; 关键词：巨厚松散层开采沉陷

巨厚松散层与不等厚基岩下开采覆岩结构运动演化规律: 2024年; 针对巨厚松散层与不等厚基岩下覆岩结构运动演化机理及破坏规律不明晰的问题,以某矿3301工作面为工程背景,采用物理模拟、数值模拟及理论分析等研究方法,揭示了巨厚松散层与不等厚基岩条件下的覆岩运动演化过程、垮落充填特征及联动破坏机理,建立了考虑巨厚松散层与不等厚基岩联动演化效应的覆岩运移模型和迹线估算方程。研究结果表明:①基岩厚度由薄到中厚再到正常厚度时,破坏边界形态演化过程为“对称梯形”→“不对称类梯形”→“半马鞍形”;松散层运移在不等厚基岩控制下呈现出“对称漏斗”→“倾斜漏斗”→“斜底漏斗”动态变化。②薄基岩以塑性破坏为主,垮落后无规则充填采空区且碎胀效应不明显,松散层运移活跃期长,导致地表下沉较大;中厚基岩介于塑性破坏和块式破断之间,能短暂形成不稳定结构,对松散层运移起一定的支撑和限制作用;正常厚度基岩发生“梁式”破断,覆岩形成稳定的“铰接、悬臂”结构,巨厚松散层能给下方裂隙或垮落的基岩造成更大压应力,从而导致垮落带、裂隙带等较常规地层条件更加发育。③以3301工作面为实例,估算了不同开采阶段的覆岩破坏迹线,计算出地表沉降范围为1551.46m,与实测值相比,误差为7.6%。④提出了限高或充填开采、巷道注浆加固、提高巷道支护体的让压能力及增强支护系统的兼容性等控制对策。; 孟祥军李友李友郭林峰李伟清申世豹陈淼陈淼吕凯; 关键词：地表沉陷巨厚松散层覆岩运动物理模拟

基于GNSS监测数据的巨厚松散层下采煤对地面振动影响及沉陷过程研究: 2024年; 针对煤炭地下采掘对地面振动的影响过程,本文以皖北某大型矿井为例,通过连续采集全球导航卫星系统(GNSS)监测数据,探究了巨厚松散层下煤矿开采对地面振动和沉陷的影响,使用FLAC^(3D)数值模拟软件对地层数据进行建模,模拟地下采煤机械运行时的振动传播过程。结果显示,随着振动波从煤层巷道顶部沿松散层向上传播,振动能量逐渐衰减,尤其在厚层黏土层中衰减最为明显。随后,利用变分模态分解(VMD)和频谱分析,对地面振动数据进行处理和分析,发现地下机械开采振动经松散层后的频率特征,以及振动通过松散层传递后的衰减规律。同时,对监测站的沉陷数据进行分析,发现沉陷过程呈现先升后降的变化趋势,活跃期的沉陷量占总量的91%。分析了影响因素及振动影响的持续时间。本文研究结果为采煤活动安全管理和环境保护提供了科学依据。; 郑增荣刘斌肖星星王军刘生强赵宏飞; 关键词：巨厚松散层

一种巨厚松散层薄基岩地层条件下的支承压力计算方法: 一种巨厚松散层薄基岩地层条件下的支承压力计算方法，考虑工作面前方、未采动工作面上方松散层运移作用,提供了一种适用于巨厚松散层薄基岩以及巨厚松散层极薄基岩条件下的支承压力计算方法，能够准确计算出该类地层条件下支承压力的峰值...; 孟祥军李友张广超马俊鹏周广磊张广有张令卓尹茂胜孔德中吴祥业

采动影响下巨厚松散层底部抗渗透破坏模型试验及数值模拟研究: 兖州煤田为典型的华北型石炭二叠纪隐伏型煤田,主采山西组3煤层,露头区域普遍被巨厚松散层覆盖,松散层底部存在着弱至中等富水的含水层(底含)。为保证安全开采,原设计普遍按防水安全煤(岩)柱留设,积压了大量优质煤炭资源。随着开...; 段浩东; 关键词：模型试验数值模拟

巨厚松散层下软弱覆岩破坏规律被引量：22: 2022年; 为研究巨厚松散层下软弱覆岩破坏规律,以巨野矿区郭屯煤矿3301工作面为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法对巨厚松散层下软弱覆岩破坏规律进行了研究。得出:①阐明了巨厚松散层软弱岩层条件下覆岩破坏演化力学过程,明确了巨厚松散层、软弱基岩及两者联动演化对覆岩破坏高度的综合影响机制,并考虑到软弱岩层塑性破裂特征,提出了基于极限拉伸应变的软弱覆岩破坏高度计算方法;②揭示了巨厚松散层下软弱覆岩破坏形态及裂隙发育拓展规律,软弱覆岩破坏演化依次经历缓慢增长阶段、快速增长阶段与稳定平衡阶段,分析了松散层厚度、开采高度对软弱覆岩破坏的影响机制,覆岩破坏高度与采高呈线性增长关系,与松散层厚度呈指数函数关系,并基于回归分析理论拟合得出了相应的数学表达式;③井下仰孔分段注水现场探测表明,巨厚松散层(515 m)、软弱岩层、大采高(6 m)开采条件下的覆岩破坏高度为78 m,为采高的13倍,发育至弥合性较强的泥岩岩层内,并基于工作面水害危险性分析、涌水规律及采场矿压规律,对理论分析和数值模拟结果进行了验证分析。; 张广超陶广哲孟祥军李友李友绪瑞华于善昌陈淼陈淼栾恒杰; 关键词：软弱岩层巨厚松散层覆岩破坏高度大采高开采

巨厚松散层地形条件下三维地震勘探技术: 2022年; 大型松散层下,新的构造活动是隐蔽的,给矿井的安全生产造成了严重灾害。本文以亭南煤矿为例,对大型松散层下的新构造活动进行了三维地震勘探,并在此基础上介绍了三维地震勘探的基本原理和工作方法。; 裴文贤许康; 关键词：新构造运动三维地震

巨厚松散层薄基岩下煤层开采矿压显现规律研究被引量：9: 2022年; 为了预防巨厚松散层深埋基岩下厚煤层开采工作面溃砂溃水事故,以焦作矿区东部某煤矿16011综采工作面地质采矿条件为工程背景,采用理论分析、现场观测方法,研究了煤层开采上覆基岩分类、导水裂缝带高度与覆岩岩性和采高之间的关系。通过工业性试验得到了巨厚松散层下顶分层开采采场和巷道矿压显现规律。研究结果表明,16011工作面采用顶分层开采期间,上覆基岩属于正常厚基岩;工作面年产量达到150万t实现了安全生产。综采工作面支架时间加权平均工作阻力和循环末阻力分别为支架额定工作阻力的64.26%和71.83%;初次来压和周期来压平均动载系数各为2.32和1.76。巨厚松散层下顶分层开采采场矿压显现规律与正常厚基岩煤层开采相近。工作面前方移动支承压力影响区达到90~140 m,其中剧烈影响区范围35 m。巨厚松散层下顶分层工作面前方移动支承压力影响区和剧烈影响区范围均大于正常基岩煤层开采。研究为特厚松散层下深埋基岩下厚煤层开采顶板围岩控制提供指导和参考。; 翟新献刘勤裕于春生赵晓凡吕超; 关键词：巨厚松散层薄基岩导水裂缝带支架工作阻力矿压显现

巨厚松散层薄基岩厚煤层采动裂隙发育抑制机理被引量：4: 2022年; 针对郭屯煤矿巨厚松散层薄基岩厚煤层开采后覆岩的破坏特征,通过工作面浅部区域的地层赋存特征分析,建立与其条件相似的数值计算模型,对比分析了不同采煤工艺覆岩的破坏特征,研究了深井提限开采覆岩的变形破坏特征,分析了裂缝发育抑制作用机制。研究表明:煤层厚度为9 m,分别采用自下而上分层开采、预采顶分层网下综合机械化放顶煤开采和综合机械化放顶煤开采,导水裂缝带最大发育高度分别为40.7、45.1、70.0 m,垮落带最大高度分别为16.2、26.3、36.2 m;垮落带高度符合传统条件开采一般规律,但由于基岩薄且风化削弱岩层强度,采空区上覆岩层下沉较快,上部采动得不到充分发育且很被快压实愈合,且工作面新近系底界为巨厚粘土层,塑性强,很好地抑制冒落带和导水裂隙带的发育,从而导致巨厚松散层薄基岩区开采导水裂缝带高度较一般条件下要小。; 王振伟苏保平秦建壮王一哲陈浩; 关键词：巨厚松散层薄基岩厚煤层开采

板集煤矿巨厚松散层深井开采首采面地表移动变形规律研究: 社会经济高速发展，世界工业化进程加快，能源使用量增加，致使煤炭在内的能源大量开发。埋浅煤层开采已经不能够满足社会需求，厚松散层埋深煤层正在大力开发。煤层的开采造成地质灾害等众多隐患，阻碍矿区人民安居乐业，危害矿区生态建设...; 张凯月; 关键词：地表移动

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