条带煤柱失稳引发覆岩与地表运动规律试验研究

发布时间：2021-09-22 19:11

　　为保护地表建筑物及最大限度回收煤炭资源,我国条带开采矿区地下遗留了大量的条带煤柱以及未充填的采空区。条带煤柱长期承受覆岩载荷,同时受采空区积水、邻近采动等因素的影响,发生失稳的可能性大大增加。条带煤柱失稳导致覆岩与地表再次运动,成为地表灾害的潜在隐患。当前对条带煤柱失稳引发的覆岩与地表运动规律、特征均不明确,因此有必要对此开展研究。本文基于前人在条带煤柱稳定性、煤柱-顶板力学系统、条带开采地表沉陷理论等方面的研究成果,以条带煤柱失稳为前提,采用物理模拟与数值模拟结合的方法,研究了条带煤柱失稳引发的覆岩与地表运动规律。论文主要进行了以下工作:（1）采用含有石蜡成分的相似模拟材料预制条带煤柱模型,利用电热丝对模型进行分级加热,实现条带煤柱模型失稳。对不同配比的含石蜡材料的进行单轴压缩试验,结果表明:条带煤柱模型强度随石蜡含量增加而升高;配比一定的情况下,模型试件的单轴抗压强度离散性较小,力学性能稳定。（2）研制了含柔性加载装置的三维综合模拟试验系统,具有结构简单、组装拆卸方便、性能稳定等优点,提高了三维模拟试验的效率和准确性。结合二维和三维物理模拟试验各自优势,分别研究了条带煤柱失稳引起的... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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岩体、矿柱和下伏岩体，则地表的下沉量由三部分组成：上覆岩体的下沉、矿柱??的压缩和下伏岩体的沉陷。??建立图２．１、图２．２、图２．３所示的整体坐标及上覆岩体和下伏岩体局部坐标??系，条带开采工程岩体应满足的基本条件如下：??内??—?／?？??图２．１条带开采整体坐标系??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｏｖｅｒａｌｌ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ｓｔｒｉｐ?ｍｉｎｉｎｇ??？ｊ??ｉ??ｘｎ２??（）＼：???，?ｚ????ＺＫ??ＸＫ?？??〇Ｋ＾ｒｙ２??Ｚｌ?ＸＫ?＿??Ｔａ?ＸＩ?＾??ｏ丨??图

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【参考文献】：
期刊论文
[1]不同含水率条带煤柱稳定性研究[J]. 杨永杰,赵南南,马德鹏,张福俊.  采矿与安全工程学报. 2016(01)
[2]深井宽条带开采煤柱稳定性及地表移动特征研究[J]. 郭惟嘉,王海龙,刘增平.  采矿与安全工程学报. 2015(03)
[3]我国采煤沉陷区治理技术现状及发展趋势[J]. 李凤明.  煤矿开采. 2011(03)
[4]采空区坚硬顶板流变破断力学分析[J]. 王金安,李大钟,尚新春.  北京科技大学学报. 2011(02)
[5]山区急倾斜煤层开采上覆岩层弯曲挠度预计[J]. 李辉,梁冰,李刚,白云鹏,张春梅.  中国地质灾害与防治学报. 2010(03)
[6]采空区顶板蠕变损伤断裂分析[J]. 张向阳.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2009(05)
[7]水平应力与裂隙密度对顶板安全厚度的影响[J]. 江学良,曹平,杨慧,林杭.  中南大学学报(自然科学版). 2009(01)
[8]基于薄板理论的采场覆岩关键层的判别方法[J]. 林海飞,李树刚,成连华,张伟.  煤炭学报. 2008(10)
[9]基于板模型的采场顶板破断机理分析[J]. 李肖音,高峰,钟卫平.  采矿与安全工程学报. 2008(02)
[10]接触单元法在层状顶板离层变形分析中的应用[J]. 张百胜,闫永敢,康立勋.  煤炭学报. 2008(04)

博士论文
[1]条带开采工程非线性动力稳定性研究[D]. 张彦宾.河南理工大学 2012
[2]深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D]. 陈绍杰.山东科技大学 2009
[3]煤矿区采动覆岩离层分布规律与地表沉陷控制研究[D]. 赵德深.辽宁工程技术大学 2001

硕士论文
[1]大型地下工程三维可加载物理模拟实验方法研究[D]. 张艳丽.西安科技大学 2009
[2]宽条带充填全柱开采条件下的地表沉陷机理及其影响因素研究[D]. 郭爱国.煤炭科学研究总院 2006



本文编号：3404243