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高位硬厚岩层采动覆岩结构演化特征及致灾规律

发布时间:2018-03-17 16:40

  本文选题:高位硬厚岩层 切入点:相似模拟试验 出处:《采矿与安全工程学报》2017年05期  论文类型:期刊论文


【摘要】:针对工作面赋存高位硬厚岩层的地层条件,采用相似材料模拟试验方法,制作了工作面上覆单层和两层高位硬厚岩浆岩的相似模型,研究了开采过程中的覆岩结构及其演化特征;通过力学理论分析,揭示了上覆岩层的破断规律及覆岩结构的形成机制;分析了典型采动覆岩结构的致灾规律,并采用工程实例进行验证。研究结果表明:单层硬厚岩层初次破断前、周期破断阶段分别形成"梯"型、"Γ"型覆岩结构;两层硬厚岩层条件下,下位硬厚岩层破断前形成"梯"型覆岩结构,上位硬厚岩层破断前后分别形成"梯-Γ"型复合覆岩结构、"F"型覆岩结构;工作面上覆岩层破断角α在(45°,90°)区间内,破断迹线总是与岩层层面成一定夹角。高位硬厚岩层条件下集中应力高、积聚能量大,易诱发静载型动力灾害;"梯"型覆岩结构失稳易诱发动力灾害及离层水(气)突涌现象;"Γ"型覆岩结构失稳易诱发动力灾害,但不易发生离层水或瓦斯突涌。
[Abstract]:According to the formation conditions of high hard thick strata in working face, the similar models of single layer and two layers of high hard thick magmatic rock are made by using the method of similar material simulation test. The overburden structure and its evolution characteristics during mining are studied, the breaking law and formation mechanism of overburden rock structure are revealed by mechanical theory analysis, and the disaster causing law of typical mining overburden rock structure is analyzed. An engineering example is used to verify the results. The results show that the "ladder" type and "螕" type overburden structure are formed in the periodic rupture stage before the first failure of the single-layer hard and thick strata, and under the condition of two layers of hard and thick rock formations, The "ladder" type overburden structure is formed before the hard and thick rock formation is broken in the lower position, the "ladder 螕" type composite overburden structure is formed before and after the upper hard thick rock layer breaks, and the "F" type overburden structure is formed, and the overlying rock fracture angle 伪 is in the range of 45 掳~ 90 掳. The fracture track is always at a certain angle with the strata. The concentration stress is high and the accumulation of energy is large under the condition of high hard and thick strata. It is easy to induce static dynamic disaster, "ladder" type overburden structure instability is easy to induce dynamic disaster and water (gas) surge phenomenon, "螕" type overburden structure instability is easy to induce dynamic disaster, but it is not easy to happen separated water or gas surge.
【作者单位】: 山东科技大学资源与土木工程系;山东科技大学矿业与安全工程学院;兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿;淮北矿业集团;
【基金】:国家自然科学基金项目(51374139,51704185) 山东省自然科学基金项目(ZR2013EEM018,ZR2017BEE045) 山东省高等学校科技计划项目(J17KA218) 山东科技大学人才引进科研启动基金项目(2016RCJJ034)
【分类号】:TD325

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本文编号:1625598

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