荷载作用下采空区覆岩稳定性评价理论研究
发布时间：2021-08-25 06:31
我国采煤沉陷区分布广泛与地上工程建设用地紧张的矛盾日益突出,利用采煤沉陷区土地进行工程建设是缓解这一矛盾的有效途径,在采空区上方实施工程建设已是大势所趋。在采空区上方地表进行工程建设是一个复杂的系统问题,而采空区覆岩稳定性评价是采空区上方地表工程建设的重要一环。虽然采空区覆岩稳定性评价方法较多,但对于采空区覆岩岩体结构类型探测方法、荷载作用下采空区覆岩失稳力学机理及判据,以及基于采空区覆岩失稳的地表沉陷预计等关键科学问题缺乏深入研究。针对上述问题,借助物理探测方法和相似/数值模拟实验研究手段,引入矿山岩层控制理论（砌体梁、关键层等）,对采空区覆岩岩体结构类型探测方法、荷载在覆岩中的传递及附加应力计算、荷载作用下长壁采空区覆岩失稳判据,以及基于采空区覆岩失稳的地表残余变形预测等问题开展了研究,并进行了工程实例应用。主要研究成果如下:（1）以工程实例探索研究了EH-4电导率成像系统和井间地震波层析成像技术在采空区覆岩岩体结构类型探测中的应用,得出:（1）利用EH-4或井间地震并结合钻探,能查明采空区覆岩岩体完整岩层、较完整岩层、碎裂岩层和散体结构等层位和范围,可以较好地确定采空区覆岩岩体结...
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
房柱式开采采空区覆岩结构示意图
1绪论4图1.2条带开采采空区覆岩结构示意图Fig.1.2Schematicdiagramofoverburdenstructureinstripmininggoaf（2）长壁开采采空区覆岩结构形态简述长壁式采煤法是我国目前主要的采煤方法，占我国国有煤矿的95%以上。国内外许多学者针对长壁开采覆岩结构形态进行了探索，并提出了许多假说和理论，比较经典的假说如下：悬臂梁假说（德国学者施托克提出的并得到英国的弗里德和前苏联格尔曼等人支持），预成裂隙假说（比利时的A．拉巴斯提出），铰接岩块假说（前苏联学者Г．H.库兹涅佐夫提出的），“传递岩梁”理论（我国宋振骐院士提出的），以及“砌体梁”结构理论（我国钱鸣高院士提出的并进一步发展的“关键层”理论）等等[108]-[119]，这些假说、理论的提出、继承和发展，对采场矿压与支护、覆岩破坏与岩层移动、建（构）筑物采动保护等方面意义巨大。图1.3为采空区覆岩的砌体梁结构模型（相似模拟图片）。其中A为煤壁支撑区，B为离层区，C为重新压实区。图1.3长壁开采采空区覆岩砌体梁结构示意图Fig.1.3Schematicdiagramofoverburdenvoussoirbeamstructureinlongwallmininggoaf已有矿山开采沉陷理论和开采实践表明，长壁采空区上覆岩体主要分为垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。各带具体岩层破坏和结构特征如下。垮落带根据岩层破坏特点分为不规则垮落带和规则垮落带，相应的岩体结构ABC
1绪论4图1.2条带开采采空区覆岩结构示意图Fig.1.2Schematicdiagramofoverburdenstructureinstripmininggoaf（2）长壁开采采空区覆岩结构形态简述长壁式采煤法是我国目前主要的采煤方法，占我国国有煤矿的95%以上。国内外许多学者针对长壁开采覆岩结构形态进行了探索，并提出了许多假说和理论，比较经典的假说如下：悬臂梁假说（德国学者施托克提出的并得到英国的弗里德和前苏联格尔曼等人支持），预成裂隙假说（比利时的A．拉巴斯提出），铰接岩块假说（前苏联学者Г．H.库兹涅佐夫提出的），“传递岩梁”理论（我国宋振骐院士提出的），以及“砌体梁”结构理论（我国钱鸣高院士提出的并进一步发展的“关键层”理论）等等[108]-[119]，这些假说、理论的提出、继承和发展，对采场矿压与支护、覆岩破坏与岩层移动、建（构）筑物采动保护等方面意义巨大。图1.3为采空区覆岩的砌体梁结构模型（相似模拟图片）。其中A为煤壁支撑区，B为离层区，C为重新压实区。图1.3长壁开采采空区覆岩砌体梁结构示意图Fig.1.3Schematicdiagramofoverburdenvoussoirbeamstructureinlongwallmininggoaf已有矿山开采沉陷理论和开采实践表明，长壁采空区上覆岩体主要分为垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。各带具体岩层破坏和结构特征如下。垮落带根据岩层破坏特点分为不规则垮落带和规则垮落带，相应的岩体结构ABC
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于采动岩层控制的煤炭科学开采[J]. 王家臣. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[2]我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望[J]. 康红普,徐刚,王彪谋,吴拥政,姜鹏飞,潘俊锋,任怀伟,张玉军,庞义辉. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[3]煤炭开采与岩层运动[J]. 钱鸣高,许家林. 煤炭学报. 2019(04)
[4]煤矿采空区拟建铁路选线区地基适宜性分析研究[J]. 蔡为益,张东升,陶祥令. 煤炭工程. 2019(02)
[5]浅埋近距离房式采空区下应力场分析及动压机理研究[J]. 霍丙杰,范张磊,谢伟,段志华,路洋波,荆雪冬. 煤炭科学技术. 2019(01)
[6]岩层控制与煤炭科学开采——记钱鸣高院士的学术思想和科研成就[J]. 许家林. 采矿与安全工程学报. 2019(01)
[7]浅部老采空区地表建设可行性评价[J]. 韩科明,李凤明,谭勇强,徐乃忠. 煤矿开采. 2018(05)
[8]浅埋煤层群大采高采场初次来压顶板结构及支架载荷研究[J]. 黄庆享,黄克军,赵萌烨. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[9]基于功效系数与改进AHP法的地下矿山采空区稳定性评判[J]. 董宪久. 有色金属(矿山部分). 2018(04)
[10]覆岩关键层结构失稳后的运动特征与“再稳定”条件研究[J]. 韩红凯,王晓振,许家林,吴玉华,季英明. 采矿与安全工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]煤矿老采空区上方高速公路建设安全性评价及其关键技术研究[D]. 郭庆彪.中国矿业大学 2017
[2]阿勒泰某金矿采空区稳定性评价与采矿方法优化研究[D]. 黄武胜.北京科技大学 2016
[3]老采空区残留空洞空隙分布规律 研究与应用[D]. 张宏贞.中国矿业大学 2013
[4]老采空区残余沉降非线性预测理论及应用研究[D]. 王正帅.中国矿业大学 2011
[5]小浪底库区采空区稳定性研究[D]. 赵忠明.河南理工大学 2011
[6]复杂采空区稳定性及近区开采安全性研究[D]. 彭欣.中南大学 2008
硕士论文
[1]南当厂矿采空区和矿柱稳定性分析及地压监测方案研究[D]. 王亚军.长沙矿山研究院 2018
[2]榆神府黄土沟壑区煤层开采地表沉陷灾害分析及评价[D]. 张碧川.西安科技大学 2018
[3]海湾矿房采采空区上覆煤层安全开采研究[D]. 王涛.西安科技大学 2018
[4]煤炭开采对地下水环境影响评价研究[D]. 侯聪超.黑龙江大学 2018
[5]苍山县石膏矿采空区危险区划及可视化研究[D]. 孙文建.中国地质大学(北京) 2018
[6]基于InSAR的老采空区地表变形监测与分析[D]. 周祺超.西安科技大学 2017
[7]郑州市某高速公路下方采空区稳定性分析与评价[D]. 胡克杨.西安科技大学 2017
[8]房柱式采空区下综采工作面顶板动压灾害防治技术研究[D]. 姚安涛.煤炭科学研究总院 2017
[9]王家塔矿区采空区地表沉陷机理及模型预测研究[D]. 刘彤.吉林大学 2017
[10]铁路荷载下采空区“活化”规律及稳定性评价[D]. 王晋超.青岛理工大学 2016
本文编号：3361588
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
房柱式开采采空区覆岩结构示意图
1绪论4图1.2条带开采采空区覆岩结构示意图Fig.1.2Schematicdiagramofoverburdenstructureinstripmininggoaf（2）长壁开采采空区覆岩结构形态简述长壁式采煤法是我国目前主要的采煤方法，占我国国有煤矿的95%以上。国内外许多学者针对长壁开采覆岩结构形态进行了探索，并提出了许多假说和理论，比较经典的假说如下：悬臂梁假说（德国学者施托克提出的并得到英国的弗里德和前苏联格尔曼等人支持），预成裂隙假说（比利时的A．拉巴斯提出），铰接岩块假说（前苏联学者Г．H.库兹涅佐夫提出的），“传递岩梁”理论（我国宋振骐院士提出的），以及“砌体梁”结构理论（我国钱鸣高院士提出的并进一步发展的“关键层”理论）等等[108]-[119]，这些假说、理论的提出、继承和发展，对采场矿压与支护、覆岩破坏与岩层移动、建（构）筑物采动保护等方面意义巨大。图1.3为采空区覆岩的砌体梁结构模型（相似模拟图片）。其中A为煤壁支撑区，B为离层区，C为重新压实区。图1.3长壁开采采空区覆岩砌体梁结构示意图Fig.1.3Schematicdiagramofoverburdenvoussoirbeamstructureinlongwallmininggoaf已有矿山开采沉陷理论和开采实践表明，长壁采空区上覆岩体主要分为垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。各带具体岩层破坏和结构特征如下。垮落带根据岩层破坏特点分为不规则垮落带和规则垮落带，相应的岩体结构ABC
1绪论4图1.2条带开采采空区覆岩结构示意图Fig.1.2Schematicdiagramofoverburdenstructureinstripmininggoaf（2）长壁开采采空区覆岩结构形态简述长壁式采煤法是我国目前主要的采煤方法，占我国国有煤矿的95%以上。国内外许多学者针对长壁开采覆岩结构形态进行了探索，并提出了许多假说和理论，比较经典的假说如下：悬臂梁假说（德国学者施托克提出的并得到英国的弗里德和前苏联格尔曼等人支持），预成裂隙假说（比利时的A．拉巴斯提出），铰接岩块假说（前苏联学者Г．H.库兹涅佐夫提出的），“传递岩梁”理论（我国宋振骐院士提出的），以及“砌体梁”结构理论（我国钱鸣高院士提出的并进一步发展的“关键层”理论）等等[108]-[119]，这些假说、理论的提出、继承和发展，对采场矿压与支护、覆岩破坏与岩层移动、建（构）筑物采动保护等方面意义巨大。图1.3为采空区覆岩的砌体梁结构模型（相似模拟图片）。其中A为煤壁支撑区，B为离层区，C为重新压实区。图1.3长壁开采采空区覆岩砌体梁结构示意图Fig.1.3Schematicdiagramofoverburdenvoussoirbeamstructureinlongwallmininggoaf已有矿山开采沉陷理论和开采实践表明，长壁采空区上覆岩体主要分为垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。各带具体岩层破坏和结构特征如下。垮落带根据岩层破坏特点分为不规则垮落带和规则垮落带，相应的岩体结构ABC
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于采动岩层控制的煤炭科学开采[J]. 王家臣. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[2]我国煤炭开采与岩层控制技术发展40a及展望[J]. 康红普,徐刚,王彪谋,吴拥政,姜鹏飞,潘俊锋,任怀伟,张玉军,庞义辉. 采矿与岩层控制工程学报. 2019(02)
[3]煤炭开采与岩层运动[J]. 钱鸣高,许家林. 煤炭学报. 2019(04)
[4]煤矿采空区拟建铁路选线区地基适宜性分析研究[J]. 蔡为益,张东升,陶祥令. 煤炭工程. 2019(02)
[5]浅埋近距离房式采空区下应力场分析及动压机理研究[J]. 霍丙杰,范张磊,谢伟,段志华,路洋波,荆雪冬. 煤炭科学技术. 2019(01)
[6]岩层控制与煤炭科学开采——记钱鸣高院士的学术思想和科研成就[J]. 许家林. 采矿与安全工程学报. 2019(01)
[7]浅部老采空区地表建设可行性评价[J]. 韩科明,李凤明,谭勇强,徐乃忠. 煤矿开采. 2018(05)
[8]浅埋煤层群大采高采场初次来压顶板结构及支架载荷研究[J]. 黄庆享,黄克军,赵萌烨. 采矿与安全工程学报. 2018(05)
[9]基于功效系数与改进AHP法的地下矿山采空区稳定性评判[J]. 董宪久. 有色金属(矿山部分). 2018(04)
[10]覆岩关键层结构失稳后的运动特征与“再稳定”条件研究[J]. 韩红凯,王晓振,许家林,吴玉华,季英明. 采矿与安全工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]煤矿老采空区上方高速公路建设安全性评价及其关键技术研究[D]. 郭庆彪.中国矿业大学 2017
[2]阿勒泰某金矿采空区稳定性评价与采矿方法优化研究[D]. 黄武胜.北京科技大学 2016
[3]老采空区残留空洞空隙分布规律 研究与应用[D]. 张宏贞.中国矿业大学 2013
[4]老采空区残余沉降非线性预测理论及应用研究[D]. 王正帅.中国矿业大学 2011
[5]小浪底库区采空区稳定性研究[D]. 赵忠明.河南理工大学 2011
[6]复杂采空区稳定性及近区开采安全性研究[D]. 彭欣.中南大学 2008
硕士论文
[1]南当厂矿采空区和矿柱稳定性分析及地压监测方案研究[D]. 王亚军.长沙矿山研究院 2018
[2]榆神府黄土沟壑区煤层开采地表沉陷灾害分析及评价[D]. 张碧川.西安科技大学 2018
[3]海湾矿房采采空区上覆煤层安全开采研究[D]. 王涛.西安科技大学 2018
[4]煤炭开采对地下水环境影响评价研究[D]. 侯聪超.黑龙江大学 2018
[5]苍山县石膏矿采空区危险区划及可视化研究[D]. 孙文建.中国地质大学(北京) 2018
[6]基于InSAR的老采空区地表变形监测与分析[D]. 周祺超.西安科技大学 2017
[7]郑州市某高速公路下方采空区稳定性分析与评价[D]. 胡克杨.西安科技大学 2017
[8]房柱式采空区下综采工作面顶板动压灾害防治技术研究[D]. 姚安涛.煤炭科学研究总院 2017
[9]王家塔矿区采空区地表沉陷机理及模型预测研究[D]. 刘彤.吉林大学 2017
[10]铁路荷载下采空区“活化”规律及稳定性评价[D]. 王晋超.青岛理工大学 2016
本文编号：3361588
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3361588.html
