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极近距离煤层固体充填充实率协同控制覆岩运移规律研究
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作者 张升 张吉雄 +2 位作者 闫浩 刘恒凤 王佳奇 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期712-718,共7页
针对南屯煤矿工广区域下极近距离煤层难以安全回收的问题,采用物理模拟、数值模拟和概率积分法相结合的方法,研究了极近距离煤层固体充填开采充实率协同控制覆岩运移规律。通过对比垮落法与固体充填法开采条件下的覆岩运移特征,得到了... 针对南屯煤矿工广区域下极近距离煤层难以安全回收的问题,采用物理模拟、数值模拟和概率积分法相结合的方法,研究了极近距离煤层固体充填开采充实率协同控制覆岩运移规律。通过对比垮落法与固体充填法开采条件下的覆岩运移特征,得到了极近距离煤层覆岩运移控制关键。通过模拟分析不同充实率条件下极近距离煤层固体充填开采的覆岩运移规律,揭示了上下煤层充实率协同控制覆岩运移机理,从而实现极近距离煤层充实率的优化设计。最后利用概率积分法预计了极近距离煤层固体充填开采下的协同控制效果。结果表明:上下煤层充实率均为80%时可保证工广煤柱回收时地表建筑物的安全稳定。 展开更多
关键词 固体充填 极近距离煤层 充实率 运移 协同控制
上分层破坏区下工作面覆岩活动规律研究 预览
2
作者 杜炜 《能源技术与管理》 2019年第1期130-132,共3页
工作面覆岩移动变形及破坏涉及的因素较多,其过程也是连续不断的,对下分层工作面的安全生产会产生较大的影响。以回坡底煤矿11-103工作面开采为工程背景,研究了在上分层破坏区条件下的工作面覆岩活动规律,通过UDEC数值模拟可知,工作面... 工作面覆岩移动变形及破坏涉及的因素较多,其过程也是连续不断的,对下分层工作面的安全生产会产生较大的影响。以回坡底煤矿11-103工作面开采为工程背景,研究了在上分层破坏区条件下的工作面覆岩活动规律,通过UDEC数值模拟可知,工作面初次来压步距为30 m,基本顶周期垮落步距为25 m,上覆岩层裂隙全区发育,竖直裂隙不易闭合,停采位置岩层破断角为65°,地表易出现台阶下沉,工作面整体与一般开采状态类似,但对上分层采空区积水与废气要加强监测,以防其对下分层工作面生产造成影响。 展开更多
关键词 上分层破坏区 运移 数值研究
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基于震动场监测的采动覆岩运移规律分析 预览
3
作者 李二峰 《煤矿现代化》 2019年第4期78-80,共3页
针对现阶段冲击地压频发现象,本文通过理论分析、现场监测手段对采动影响下覆岩裂隙发育高度、工作面超前支承压力影响距离实现监测,对覆岩裂隙发育规律进行研究,主要得到:①采动影响下单工作面见方阶段覆岩裂隙发育高度约为90m;②基于... 针对现阶段冲击地压频发现象,本文通过理论分析、现场监测手段对采动影响下覆岩裂隙发育高度、工作面超前支承压力影响距离实现监测,对覆岩裂隙发育规律进行研究,主要得到:①采动影响下单工作面见方阶段覆岩裂隙发育高度约为90m;②基于微震监测揭示的微震事件平面超前分布距离约为180m,优化了矿井超前支护。该监测成果对矿井安全生产起到重要指导作用,为相似冲击地压矿井具有借鉴意义。 展开更多
关键词 震动场 采动应力 运移 规律分析
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采动覆岩裂隙动态演化规律的三维模拟
4
作者 史博文 白建平 +2 位作者 郝春生 杨昌永 姚晋宝 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第7期259-262,共4页
以新景矿3213工作面为背景,基于非连续介质的离散元方法,对工作面回采过程中覆岩运移和裂隙演化规律进行了三维全过程数值模拟。研究结果表明:覆岩的裂隙富集区形态、大小范围会随着工作面的推进发生变化;在工作面推进初期呈'拱形&#... 以新景矿3213工作面为背景,基于非连续介质的离散元方法,对工作面回采过程中覆岩运移和裂隙演化规律进行了三维全过程数值模拟。研究结果表明:覆岩的裂隙富集区形态、大小范围会随着工作面的推进发生变化;在工作面推进初期呈'拱形'形态,当推进到80 m时,由于采空区中部裂隙逐渐压实而呈'中部镂空的圆拱型'形态,开采完成后则成'圆环状'形态;且在此'圆环'中不同位置的裂隙富集区大小也存在一定差异,在采空区倾向两端的裂隙富集区形态近似相同,而沿工作面走向,工作面上方裂隙富集区的宽度和高度略大于开切眼处。 展开更多
关键词 数值模拟 运移 裂隙富集区 离散元
厚煤层综放工作面覆岩运移规律研究
5
作者 杨皓博 涂智凌 高永刚 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第5期39-41,46共4页
针对厚煤层综放工作面覆岩突然性断裂垮落导致动力灾害的问题,根据煤岩层赋存条件和开采布局,考虑工作面顶板裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、岩石力学实验、数值计算等分析方法,综合分析厚煤层综放工作面覆岩运移活动规律。... 针对厚煤层综放工作面覆岩突然性断裂垮落导致动力灾害的问题,根据煤岩层赋存条件和开采布局,考虑工作面顶板裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、岩石力学实验、数值计算等分析方法,综合分析厚煤层综放工作面覆岩运移活动规律。结果表明:受重力作用,覆岩垮落自采空区中心向四周均匀发展,岩层在拉伸应力作用下拉伸应力区呈U形破坏分布;随着掘进深度与层位的延伸,工作面顶板破坏区相互铰接形成稳定结构,阻碍了顶板运动;工作面来压步距较大,覆岩垮落冲击矿压载荷量级较大,工作面中上部区域覆岩运移量大于下部区域。 展开更多
关键词 厚煤层 综放工作面 运移 塑性破坏 数值计算
慈林山矿煤层群下部采场覆岩运移规律 被引量:1
6
作者 张浩 伍永平 《煤矿安全》 北大核心 2018年第5期51-54,共4页
煤层群下部煤层开采,上部工作面与下部工作面双重扰动作用会加剧覆岩运移,覆岩原、次生裂隙发育演化形成导水裂隙,顶板、采空区水会极大地制约下部工作面安全、高效开采。为解决此类工作面开采难题,采用相似材料实验、理论分析法,对慈... 煤层群下部煤层开采,上部工作面与下部工作面双重扰动作用会加剧覆岩运移,覆岩原、次生裂隙发育演化形成导水裂隙,顶板、采空区水会极大地制约下部工作面安全、高效开采。为解决此类工作面开采难题,采用相似材料实验、理论分析法,对慈林山矿煤层群下部煤体开采时覆岩运移规律等进行研究。研究结果表明:慈林山矿煤层群下部工作面初次来压步距为55m,平均周期来压步距18.7 m,岩体垮落角在煤壁侧大于切眼处,下部煤体开采会扰动上部工作面煤柱,破断裂隙会贯通上部工作面采空区,且在上部壁式工作面一侧不易闭合,进而演变为导水裂隙,使下部工作面遭受岩体冲击、采空区水威胁,覆岩运移量由下至上具有降低—升高—降低演变特性,上部工作面覆岩沉降量整体较下部工作面大。 展开更多
关键词 煤层群 下部煤层 运移 扰动作用 导水裂隙
充填开采覆岩运移的充填率效应分析 预览
7
作者 曹瑞朋 《内蒙古煤炭经济》 2018年第21期121-121,101共2页
为了研究充填回采过程中充填率对覆岩运移的影响规律,以31041工作面地质条件为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件对不同充填率下工作面顶板下沉和地表沉陷规律进行模拟分析。结果表明,随着充填率的增大,顶板下沉逐渐减小,最大地表... 为了研究充填回采过程中充填率对覆岩运移的影响规律,以31041工作面地质条件为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件对不同充填率下工作面顶板下沉和地表沉陷规律进行模拟分析。结果表明,随着充填率的增大,顶板下沉逐渐减小,最大地表下沉点落在采空区中部和垂直面上。与工作面相对应,最大水平位移点聚集在采空区外,靠近沉陷盆地边缘。充填采矿法对地表变形有较大的控制作用,根据数值模拟结果,充填率控制在90%以上,以使混凝土滑坡不受损伤或只受到轻微损伤。 展开更多
关键词 充填率 充填开采 运移 FLAC3D数值模拟
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多次卸压开采围岩变形与裂隙演化试验研究
8
作者 倪惠宁 杨科 孔祥勇 《矿业研究与开发》 北大核心 2018年第2期1-4,共4页
为研究煤层群多次卸压开采覆岩变形、破坏和运移规律,以潘二矿A3煤和B6煤开采为工程背景,建立A3煤下保护层开采和B6煤上保护层开采的物理模拟试验模型,基于相似模拟结果获得了上行卸压开采(A3煤)围岩变形、破坏特征,及在此基础上... 为研究煤层群多次卸压开采覆岩变形、破坏和运移规律,以潘二矿A3煤和B6煤开采为工程背景,建立A3煤下保护层开采和B6煤上保护层开采的物理模拟试验模型,基于相似模拟结果获得了上行卸压开采(A3煤)围岩变形、破坏特征,及在此基础上的下行卸压开采(B6煤)围岩力学特征。研究表明:上行卸压开采(A3煤)对B4煤影响较小,在A3煤开采基础上开采B6煤,取得了良好的卸压效果,为B4煤的高效开采提供了安全保障。 展开更多
关键词 煤层群 多次卸压开采 运移 相似模拟
高位硬厚岩层下覆岩运移规律研究 预览
9
作者 武泉林 武泉森 《金属矿山》 北大核心 2018年第6期57-60,共4页
杨柳煤矿1061工作面上覆硬厚岩层。针对工作面地质条件,采用数值模拟方法,研究了硬厚岩层下开采覆岩运移规律。研究表明:在破断前,上覆硬厚岩层没有发生明显的位移下沉,硬厚岩层对地层变形起到了"桥式屏蔽作用";破断后,下沉量突然增... 杨柳煤矿1061工作面上覆硬厚岩层。针对工作面地质条件,采用数值模拟方法,研究了硬厚岩层下开采覆岩运移规律。研究表明:在破断前,上覆硬厚岩层没有发生明显的位移下沉,硬厚岩层对地层变形起到了"桥式屏蔽作用";破断后,下沉量突然增加,表现出明显的突变性,导致地表移动变形急剧增加,出现大幅度下沉。通过现场支架压力实测进行了验证。 展开更多
关键词 硬厚 破断 运移 地表移动变形
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急倾斜厚煤层巷柱式放顶煤开采覆岩运移规律研究 预览
10
作者 武文会 《内蒙古煤炭经济》 2017年第3期124-126,共3页
为研究急倾斜厚煤层巷柱式采煤的顶煤与顶板运移规律,确定合理的分段高度。以越南河霞煤矿14#急倾斜厚煤层为研究背景,通过PHASE2对顶煤与顶板运移过程进行研究。结果表明:直接顶的运移垮落基本上不影响顶煤放出;周期开采的直接顶更容... 为研究急倾斜厚煤层巷柱式采煤的顶煤与顶板运移规律,确定合理的分段高度。以越南河霞煤矿14#急倾斜厚煤层为研究背景,通过PHASE2对顶煤与顶板运移过程进行研究。结果表明:直接顶的运移垮落基本上不影响顶煤放出;周期开采的直接顶更容易垮落,但在同一个开采分段内,顶煤往往比直接顶先垮落。在14#煤层条件下,顶煤自动垮落区域高度约为2.5m,对于巷柱式放顶煤采煤法必须使用爆破落顶煤。对类似条件下的急倾斜厚煤层开采提供了理论依据。 展开更多
关键词 急倾斜厚煤层 巷柱式 放顶煤开采 运移 数值模拟
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全站仪极坐标法在相似材料模拟试验中的应用 被引量:1
11
作者 蒋金泉 刘绪峰 +4 位作者 张培鹏 王普 高琳 徐传伟 张国龙 《煤矿安全》 北大核心 2017年第6期156-159,共4页
通过理论分析全站仪极坐标法的观测原理,并以断层相似材料模拟试验为例,探讨了全站仪极坐标法在相似模拟试验覆岩运移监测中的应用。研究结果表明:运用全站仪极坐标法观测可准确获得待测点各开采阶段的位移坐标值,计算得到待测点的水... 通过理论分析全站仪极坐标法的观测原理,并以断层相似材料模拟试验为例,探讨了全站仪极坐标法在相似模拟试验覆岩运移监测中的应用。研究结果表明:运用全站仪极坐标法观测可准确获得待测点各开采阶段的位移坐标值,计算得到待测点的水平位移及垂直位移。全站仪极坐标法观测可满足相似模拟试验测量精度的要求,能准确地确定断层活化时间,测得断层活化量,反映覆岩运移规律,是相似材料模拟试验中行之有效的观测方法。 展开更多
关键词 全站仪 极坐标法 相似材料模拟 断层活化 运移
急倾斜厚煤层水平分段综放覆岩破坏模式实验研究 预览 被引量:1
12
作者 杨胜利 赵斌 杨毅 《煤炭工程》 北大核心 2017年第10期7-11,15共6页
急倾斜厚煤层水平分段综放开采覆岩破断形式不同于近水平煤层开采,以青海江仓矿为工程背景,并借助改进的相似模拟实验台和FLAC^3D数值模拟软件,系统的分析了大段高(采放比1:8)水平分段开采顶煤与采场上覆岩层的运移规律和破坏模... 急倾斜厚煤层水平分段综放开采覆岩破断形式不同于近水平煤层开采,以青海江仓矿为工程背景,并借助改进的相似模拟实验台和FLAC^3D数值模拟软件,系统的分析了大段高(采放比1:8)水平分段开采顶煤与采场上覆岩层的运移规律和破坏模式。研究表明:急倾斜厚煤层水平分段综放开采过程中顶板发生“倾倒一滑塌”式破坏,呈现台阶状破坏断面,底板也会产生滑移现象;随着开采分段的逐步向下延伸,覆岩破坏后向下的位移增大,对顶煤及采空区残留的矸石形成明显冲击,成为采场围岩控制的重点。 展开更多
关键词 急倾斜厚煤层 水平分段 综放开采 运移 “倾倒-滑塌”破坏
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大采高工作面覆岩运移规律及支架工作阻力确定 被引量:1
13
作者 周金龙 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2017年第1期101-103,共3页
针对某矿8402首采大采高工作面特殊的地质开采条件,通过理论分析、数值计算,得出了基本顶初次与周期来压步距参数。由于大采高工作面存在一次采出空间增大的问题,因此着重对支架承载状态进行研究。通过动载荷法计算得出工作面的最大... 针对某矿8402首采大采高工作面特殊的地质开采条件,通过理论分析、数值计算,得出了基本顶初次与周期来压步距参数。由于大采高工作面存在一次采出空间增大的问题,因此着重对支架承载状态进行研究。通过动载荷法计算得出工作面的最大支架工作阻力为9420kN/架,ZZ9900/29.5/50型液压支架能够满足工作面顶板支护强度要求。 展开更多
关键词 大采高工作面 运移 动载荷
综放开采覆岩运移及导水裂隙带高度研究 预览
14
作者 赵高博 郭文兵 +1 位作者 杨达明 娄高中 《中国科技论文》 北大核心 2017年第21期2425-2430,共6页
为了研究综放开采覆岩运移及导水裂隙带高度,基于沙坪矿某综放工作面具体采矿地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件对该综放工作面覆岩运移分布特征进行了分析,得到了综放开采覆岩垂直位移和垂直应力分布情况,并构建了综放导水裂隙带高度多... 为了研究综放开采覆岩运移及导水裂隙带高度,基于沙坪矿某综放工作面具体采矿地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件对该综放工作面覆岩运移分布特征进行了分析,得到了综放开采覆岩垂直位移和垂直应力分布情况,并构建了综放导水裂隙带高度多元回归预测模型,得到了综放开采导水裂隙带高度与5个主要因素的多元回归公式,并与只考虑开采厚度单因素的回归公式进行对比分析。结果表明:相对于只考虑开采厚度单因素,当考虑5个主要因素时,导水裂隙带高度预测公式更加精确实用。结合工程实例,验证了该多元回归公式的合理性及适用性。 展开更多
关键词 综放开采 导水裂隙带高度 运移 影响因素
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急倾斜煤层水平分段综放开采覆岩运移规律研究 预览 被引量:2
15
作者 索永录 张铎严 +1 位作者 吴侨宁 祁小虎 《煤炭工程》 北大核心 2017年第4期86-89,共4页
基于急倾斜煤层水平分段综放开采时,顶板垮落所产生的冲击动量对工作面造成冲击,采用立体相似模拟实验建立相似模型,通过理论分析计算冲击动量,运用3DEC数值模拟对人工爆破强制放顶进行模拟分析。结果表明:在开采初期,采用人工爆破放... 基于急倾斜煤层水平分段综放开采时,顶板垮落所产生的冲击动量对工作面造成冲击,采用立体相似模拟实验建立相似模型,通过理论分析计算冲击动量,运用3DEC数值模拟对人工爆破强制放顶进行模拟分析。结果表明:在开采初期,采用人工爆破放顶的措施可以减小顶板的悬露面积,顶板垮落后的覆浮矸形成垫层对下分段的生产起到良好的保护作用,降低了冒顶的风险,可有效提高工作面的安全性。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 水平分段 综放开采 运移
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蹬空条件提高回采上限开采设计与工程应用 被引量:2
16
作者 杨科 高兴 孔祥勇 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期428-433,共6页
为延长矿井服务年限,多回收煤炭资源,部分煤矿进行了卸压开采后(蹬空)提高回采上限开采。针对蹬空提高回采上限开采过程中工作面设计、矿压控制、安全开采等方面存在的问题,结合张集矿8煤和11煤开采地质和工程条件,采用理论计算和FLA... 为延长矿井服务年限,多回收煤炭资源,部分煤矿进行了卸压开采后(蹬空)提高回采上限开采。针对蹬空提高回采上限开采过程中工作面设计、矿压控制、安全开采等方面存在的问题,结合张集矿8煤和11煤开采地质和工程条件,采用理论计算和FLAC3D数值模拟试验,获得了蹬空与非蹬空开采覆岩运移和支承压力特征,揭示了二次开采采动应力演化机理。基于11煤1724(1)工作面蹬空及提高回采上限开采的可行性评估分析,提出并实施了提高回采上限开采技术方案。工程应用表明:蹬空条件提高回采上限开采是可行的,为类似条件工作面开采设计提供了参考。 展开更多
关键词 回采上限 上行开采 采动应力 运移 开采设计
区段煤柱尺寸对覆岩运移影响研究 预览 被引量:1
17
作者 余学义 刘俊杰 +2 位作者 邢延团 王琦 许文强 《煤炭工程》 北大核心 2016年第4期1-4,共4页
针对亭南煤矿二盘区区段煤柱宽度达30m的情况,应用物理相似模拟实验,对比模拟区段大煤柱、窄煤柱两种条件下对覆岩运移的影响。模拟实验表明:采用区段大煤柱时,煤柱具有较强的支撑能力,矿压显现剧烈、覆岩导水裂隙带较高且不易闭合;采... 针对亭南煤矿二盘区区段煤柱宽度达30m的情况,应用物理相似模拟实验,对比模拟区段大煤柱、窄煤柱两种条件下对覆岩运移的影响。模拟实验表明:采用区段大煤柱时,煤柱具有较强的支撑能力,矿压显现剧烈、覆岩导水裂隙带较高且不易闭合;采用窄煤柱,当工作面推过一定距离后区段煤柱随即压垮,上覆岩层发生整体下沉,已形成的裂隙易于闭合,有利于隔水层的再生,阻滞了导水裂隙带继续向上发育,覆岩导水裂隙带高度有所降低,同时有效降低了煤柱支承压力,减缓冲击矿压威胁;受煤柱支撑作用影响,覆岩出现扭曲变形,窄煤柱压垮后,扭曲变形大大减弱,有效减轻了覆岩裂缝扩展与破坏。 展开更多
关键词 区段煤柱 相似模拟 运移 导水裂隙带 冲击矿压
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浅埋深薄基岩综放覆岩运移规律的埋深效应研究 预览 被引量:4
18
作者 刘全明 《煤炭工程》 北大核心 2016年第3期81-84,共4页
采用相似模拟实验的方法,研究了浅埋深薄基岩条件下综放开采覆岩运移规律的埋深效应,结果表明:浅埋深薄基岩条件下,虽然埋深不同,综放采场覆岩均形成了稳定的"悬臂梁+铰接岩梁+拱"结构,松散层和地表会随着"铰接岩梁"周期性失稳... 采用相似模拟实验的方法,研究了浅埋深薄基岩条件下综放开采覆岩运移规律的埋深效应,结果表明:浅埋深薄基岩条件下,虽然埋深不同,综放采场覆岩均形成了稳定的"悬臂梁+铰接岩梁+拱"结构,松散层和地表会随着"铰接岩梁"周期性失稳而滞后工作面成整体切落式垮落,地面出现台阶式下沉,工作面与地表沟通,进而直接破坏覆岩含水层和地表水系,生态环境遭受严重的破坏;随着埋深的增加,地表最大下沉值增加,最大下沉量位置距工作面的距离增大。 展开更多
关键词 浅埋深 薄基 综放开采 运移 埋深效应
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深部采场采动应力、覆岩运移以及裂隙场分布的时空耦合规律 被引量:10
19
作者 王新丰 高明中 李隆钦 《采矿与安全工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第4期604-610,共7页
以淮南矿区3个典型的深井工作面为工程背景,运用数值模拟、相似模型试验和现场监测的综合研究方法,对深部采场采动应力、覆岩运移以及裂隙分布的动态演化特征和时空耦合规律进行系统研究,相应探讨了采动应力场、覆岩位移场及顶板裂隙场... 以淮南矿区3个典型的深井工作面为工程背景,运用数值模拟、相似模型试验和现场监测的综合研究方法,对深部采场采动应力、覆岩运移以及裂隙分布的动态演化特征和时空耦合规律进行系统研究,相应探讨了采动应力场、覆岩位移场及顶板裂隙场的动态响应机制。研究发现:采动应力受开采进度影响明显,工作面见方前后20 m的范围为应力显著影响区,两者之间具有动力响应的瞬变演化特征。覆岩运移具有很强的时空观,同一层位的岩层随推进时步增加垂直位移近似成"Z"字型分布。顶板塑性区的破坏范围与推进度保持同步协调关系,扩展空间由下及上,破坏深度由表及里,影响时间由短变长。顶板破断具有瞬时突变、分段延伸和分区迁移的时空特点,覆岩裂隙场经历了卸压失稳、张裂破坏、萎缩变小、拟合封闭的时空演变过程。现场监测获得了推进时间与覆岩破坏的采动响应模式,研究结论为深部煤岩动力灾害的防控提供理论参考。 展开更多
关键词 深部采场 采动应力 运移 裂隙分布 时空耦合规律 动态响应
坚硬顶板近距离煤层覆岩运移与应力演化特征 被引量:1
20
作者 张宁博 欧阳振华 孔令海 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第1期216-219,共4页
基于坚硬顶板和近距离煤层群耦合开采条件作业空间安全隐患较大的问题,采用离散元软件对该条件下采动覆岩运移规律及顶板应力演化特征进行了研究。结果表明:老顶及上下层位坚硬顶板的垮落形态分别呈“W”型、“V”型和“U”型;开采... 基于坚硬顶板和近距离煤层群耦合开采条件作业空间安全隐患较大的问题,采用离散元软件对该条件下采动覆岩运移规律及顶板应力演化特征进行了研究。结果表明:老顶及上下层位坚硬顶板的垮落形态分别呈“W”型、“V”型和“U”型;开采初期,上下层位坚硬顸板协同弯曲运动,工作面回采70m后,二者间出现离层并随工作面推进(90133和110131)出现2次突然垮落;顶板岩块水平应力与垂直应力的变化决定其运动状态。 展开更多
关键词 近距离煤层 坚硬顶板 运移 应力演化 3DEC
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