【摘要】：針對工作面開采后頂板采動破壞帶探測難題,為了掌握開采引起的頂板巖層裂隙發(fā)育高度,確保含水層下煤層安全開采,先采用經(jīng)驗公式預計、FLAC3D數(shù)值模擬等方法,對陽城煤礦實際工作面頂板采動裂隙發(fā)育高度進行計算和模擬,再運用"鉆孔雙端封堵測漏裝置"進行現(xiàn)場實測,對經(jīng)驗公式預計和數(shù)值模擬結(jié)果進行驗證,并使三者結(jié)果進行相互比對。研究表明:(1)頂板采動破壞帶發(fā)育高度的理論公式預計值為41.3m,數(shù)值模擬結(jié)果為33.92m,現(xiàn)場實測結(jié)果為37.67m;數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場實測所得結(jié)果基本接近,而經(jīng)驗公式預計的結(jié)果偏于保守,綜合考慮,確定該工作面頂板巖體采動最大破壞高度為37.67m;(2)隨著工作面推進,頂板塑性區(qū)不斷增大,當工作面推進至90m時,頂板巖體裂隙發(fā)育高度已經(jīng)達至上限值33.92m,此后不再增加,塑性區(qū)最大高度呈一條與煤層頂部近似平行的直線,且頂板塑性區(qū)變化與最大主應力的變化趨勢一致;(3)從煤層傾向切面來看,頂板塑性區(qū)發(fā)育高度形狀近似成"馬鞍形",這與實際相吻合。綜上所述,該煤礦頂板采動破壞高度模擬與實測結(jié)果,可指導煤礦安全生產(chǎn),并為礦井防治水提供重要的科學依據(jù),具有重要的實用價值。
[Abstract]:In view of the difficult problem of detecting the roof mining failure zone after mining, in order to grasp the height of crack development of roof strata caused by mining, and to ensure the safe mining of coal seam under aquifer, the methods of empirical formula prediction and FLAC3D numerical simulation are adopted first. The development height of roof fissures in Yangcheng coal mine is calculated and simulated, and the experimental formula prediction and numerical simulation results are verified by using "double end plugging and leak detection device of borehole". The results are compared with each other. The results show that: (1) the predicted value of theoretical formula for the height of roof mining failure zone is 41.3 m, the numerical simulation result is 33.92 m, and the field measured result is 37.67 m; The numerical simulation results are close to the field measured results, but the results predicted by the empirical formula are conservative. Considering comprehensively, it is determined that the maximum mining failure height of the roof rock mass of the working face is 37.67 m. (2) with the advance of the working face, the plastic area of the roof increases continuously. When the working face advances to 90 m, the height of the crack in the roof rock mass has reached the upper limit value of 33.92 m, and it has not increased since then. The maximum height of the plastic zone is approximately parallel to that of the top of the coal seam, and the change of the plastic zone of the roof is consistent with the change of the maximum principal stress. (3) the height shape of the plastic zone of the roof is similar to that of saddle, which is consistent with the actual situation. To sum up, the simulation and measurement results of roof mining failure height in this coal mine can guide coal mine safety production and provide important scientific basis for mine water prevention and control, and have important practical value.
【作者單位】： 山東科技大學礦業(yè)與安全工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(51034003,51474137)
【分類號】：TD327.2;TD745.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 M·Pataric′ ,A·Stojanovic′ ,馮克浦 ,楊侖;傾斜礦層的臨界采動[J];河北煤炭;1985年04期

2 胡海峰;采動坡體穩(wěn)定性的有限元數(shù)值模擬[J];礦山測量;2000年02期

3 孫世國,蔡美峰,王思敬;礦山復合采動效應的時空屬性[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2000年06期

4 邵強,馮德學;采動影響下公路損害特征及防護[J];煤炭工程;2004年02期

5 王冬梅;煤礦區(qū)采動損害預計系統(tǒng)的設計及其應用[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2005年05期

6 李鳳明;;采動區(qū)地表減沉技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];煤礦開采;2006年01期

7 郎志俊;謝偉;夏軍武;;采動損害控制治理探討[J];煤;2009年11期

8 周興國;王東權(quán);;煤礦區(qū)橋梁抗采動地基加固設計研究[J];河南建材;2011年04期

9 趙希偉;張燕海;王列平;;許疃礦非采動沉降趨勢預測與安全監(jiān)測研究[J];礦山測量;2012年02期

10 何萬龍;孔昭璧;康建榮;;山區(qū)采動滑移的應力—應變模型[J];礦山測量;1991年02期

相關會議論文 前10條

1 范學理;;礦山采動損害治理工程對策及環(huán)境重建[A];中國科協(xié)2004年學術年會第16分會場論文集[C];2004年

2 杜青龍;;煤礦采動對地表煙囪的影響實例分析[A];陜晉冀煤炭學會地質(zhì)測量專業(yè)學術研討會論文集[C];2006年

3 何萬龍;胡德禮;康建榮;;山區(qū)采動坡體的應力應變數(shù)值分析[A];巖土力學數(shù)值方法的工程應用——第二屆全國巖石力學數(shù)值計算與模型實驗學術研討會論文集[C];1990年

4 范學理;;礦山采動損害研究領域的再思考與定位建議[A];2010全國“三下”采煤與土地復墾學術會議論文集[C];2010年

5 夏玉成;;應用元胞自動機方法預測煤礦區(qū)采動損害的演化態(tài)勢[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責任和對策（上冊）[C];2002年

6 沈永祥;徐建斌;;礦區(qū)采動破壞土地的治理[A];中國科協(xié)2004年學術年會第16分會場論文集[C];2004年

7 劉天泉;;礦井采動影響力學及其在特殊開采技術中的應用[A];巖石力學在工程中的應用——第二次全國巖石力學與工程學術會議論文集[C];1989年

8 劉天泉;;礦山采動影響學及特殊開采技術的新進展[A];中國巖石力學與工程學會第三次大會論文集[C];1994年

9 馬文頂;趙海云;張少華;;巖體采動破壞物理模擬再現(xiàn)新探討[A];中國科協(xié)2004年學術年會第16分會場論文集[C];2004年

10 張華興;徐乃忠;胡炳南;康永華;王明立;劉鴻泉;趙有星;張剛艷;孫洪星;梁京華;王建學;許延春;宋孝平;陳千;譚永強;陳佩佩;劉治國;;礦區(qū)采動減沉技術[A];2003年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術獎獲獎項目匯編[C];2004年

相關博士學位論文 前10條

1 翟曉榮;礦井深部煤層底板采動效應的巖體結(jié)構(gòu)控制機理研究[D];安徽理工大學;2015年

2 徐平;采動沉陷影響下埋地管道與土相互作用及力學響應研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

3 陳偉;陜北黃土溝壑徑流下采動水害機理與防控技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

4 孔勝利;采動煤巖體離散裂隙網(wǎng)絡瓦斯流動特征及應用研究[D];中國礦業(yè)大學;2015年

5 薄云山;晉華宮礦多煤層采動影響煤巷圍巖破壞機理與控制[D];中國礦業(yè)大學(北京);2015年

6 傅睿智;淺埋藏近水平特厚煤層采動覆巖及地表移動規(guī)律研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2016年

7 于廣云;采動區(qū)大變形擾動土物理力學性質(zhì)演變及工程響應研究[D];中國礦業(yè)大學;2009年

8 何姣云;礦山采動災害監(jiān)測及控制技術研究[D];武漢理工大學;2007年

9 夏玉成;構(gòu)造環(huán)境對煤礦區(qū)采動損害的控制機理研究[D];西安科技大學;2003年

10 徐文全;采動空間圍巖應力監(jiān)測技術及應用研究[D];中國礦業(yè)大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳勝云;采動曲率變形對地表建筑物的影響研究[D];太原理工大學;2016年

2 吳鴻濤;厚松散層重復采動下地表沉陷移動規(guī)律研究[D];安徽理工大學;2016年

3 李琛;近水平煤層采動邊界裂縫導水性研究[D];華北科技學院;2016年

4 馮軍;山區(qū)采動地表沉陷規(guī)律及應用研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

5 謝文蘋;采動影響下礦區(qū)充水含水層水化學時空演化機理研究[D];合肥工業(yè)大學;2016年

6 陳大陽;觀文煤礦采動滑坡危險性研究[D];西安科技大學;2016年

7 左超;采動影響下巷道圍巖變形機理及支護技術研究[D];安徽理工大學;2017年

8 段昆鵬;復雜地質(zhì)構(gòu)造條件下高速公路壓煤采動影響的適應性研究[D];重慶交通大學;2013年

9 田薇;采動損害的技術與經(jīng)濟評價系統(tǒng)研究及其應用[D];遼寧工程技術大學;2013年

10 王冬梅;基于地質(zhì)觀點的煤礦區(qū)采動損害預計系統(tǒng)[D];西安科技大學;2004年

，

本文編號：2374662