摘要：我国华北型矿区均受石炭二叠纪煤系底部的太灰、奥灰强含水层影响。为分析带压开采过程中,受采动应力及水压双重作用下,煤层底板隔水层承载变形特征及其破坏机理,设计了承压水自动加载系统,通过物理模拟试验再现底板隔水层重复采动影响下裂隙萌生、扩展、贯通等破坏失稳过程。明确底板不同层位的裂隙分布及其形成机理,并通过全场位移监测系统得出底板岩层移动变形规律及位移分区特征。

摘要：为探究侧向采动应力分布规律,运用弹塑性力学理论建立煤岩体侧向采动力学分析模型,同时引入Weibull分布函数,得到煤岩体侧向采动应力方程和破坏深度方程。以顾桥1126(1)工作面为背景,解出煤体侧向采动应力、应力集中系数和塑性破坏深度,并研究各因素对采动应力分布的影响,指导沿空巷道支护设计。研究结果表明:①煤体强度、界面强度、支护强度和煤厚影响煤体稳定性,煤体稳定性增高时,采动影响范围和塑性破坏深度减小,应力集中系数增大;②原岩应力和悬臂梁长度决定煤体原始受力,随煤体受力的增加,塑性破坏深度、采动应力和采动影响范围均增加。根据沿空巷道围岩状态,提出高预紧力全长锚固锚杆+锚索+钢带+金属网的非对称锚网索密集支护方案。现场实测表明:1126(1)回风巷的支护效果良好,可满足回采巷道安全生产的预期要求。

摘要：针对断层受采动影响是否发生活化的难题,以断层带、上盘和下盘为系统,通过解析分析研究系统的稳定性。结果表明:系统有2个应力比状态量,它们是断层面黏结力、内摩擦角、裂隙流体压力及垂直应力等系统参量的函数;系统的稳定性由应力比和应力比状态量的关系确定;断层倾角越接近剪切错动特征角、断层面黏结力和内摩擦角越小、裂隙流体压力越大,系统越不稳定;垂直应力对系统稳定性的影响因黏结力、裂隙流体压力和内摩擦角之间不同的量值关系而有所不同;系统的稳定性可通过超前预注浆、钻孔疏放裂隙流体和设计、选择合理的施工方案改变应力比等措施实现有效控制。研究结果对发育有断层的地下资源开采、地下结构及防震减灾等工程具有参考价值。

摘要：岩巷综掘遇到硬岩时,为了选择合理的松动爆破参数,使全断面硬岩体均能被顺利载割,文章基于地震波CT探测技术对深孔爆破后围岩表面强度弱化范围进行了测试,根据波速在不同介质中传播速度不同,通过爆破前后数据采样分析,得出了爆破后岩体表面强度弱化范围,据此,可采用该探测方法能对爆破参数设计起到较好的指导作用。

摘要：直覆厚硬顶板进行预裂切顶成功与否是工作面安全开采的关键,以顾北矿13121^(上)工作面为研究背景,结合理论分析直覆厚硬顶板初次破断及周期破断步距,提出顶板预裂切顶方案,利用FLAC^(3D)软件对厚硬顶板切顶效果进行验证,对比切顶前后厚硬顶板位移规律及工作面超前支承应力的变化特征。结果显示:预裂切顶可以有效改善硬厚顶板直覆工作面工作环境,切顶后,工作面超前支承应力峰值降低28.39%,超前影响范围缩减了37%,顶板垮落压实步距缩短了43.53%,超前支承应力峰值位置向深部转移,预裂切顶对厚硬顶板直覆工作面矿压控制起到了积极作用,对工作面超前支护设计具有借鉴意义。

摘要：明确工作面底板采动应力分布规律,实现采动影响下底板岩体及巷道破坏程度的精准把握,能有效防止底板巷道的变形失稳。为此,根据极限平衡理论,构建煤岩体超前采动应力力学模型,获得支承压力扰动阶段和采空区卸压阶段底板岩体的力学分布规律,并基于压剪破坏准则及岩体卸荷损伤机制,得到底板岩体及巷道围岩破坏时空演化特征,进一步采用数值模拟进行可靠性验证。结果表明:采高增大,工作面前方煤体塑性区范围增大,超前支承压力集中系数减小;超前采动支承压力越大,底板岩体内主应力差越小,莫尔应力圆半径小,对底板的影响强度减弱,具体表现为底板岩体压剪破坏深度的减小;卸荷后底板岩体受力状态相同,岩体卸荷起点的增大,卸荷量增加,卸荷张拉破坏加剧,底板岩体塑性区呈“马鞍形”;推进过程中巷道围岩塑性区发生由“椭圆形”−“蝶形”−“竖直椭圆形”时空演化特征,采动支承应力越大,巷道破坏越严重,破坏主要集中在顶板及肩角位置。设计初采高度为3.5 m,通过布设光纤测试系统,得到采动过程中底板岩体及巷道随工作面推进变形与破坏的时空演化规律,测得底板岩体破坏深度最大为16.7 m,巷道围岩破坏深度最大为5.2 m,巷道围岩体在整个监测期间内保持稳定,没有发生破坏性影响,满足生产安全需求。

摘要：为分析组合厚硬岩层顶板导水裂隙带发育高度,合理设计区段防水煤柱尺寸参数,文章利用并行电法测试技术探测了两关键层临近赋存顶板破坏特征及其破断规律,结果表明:两关键硬岩层呈现非同步破断特征,当下部关键层出现一个以上破断周期后,引起上部关键层破断;1622(3)工作面组合厚硬岩层顶板导水裂隙带发育高度50 m,为平均采高的12.8倍。研究结果为同类地质条件下采场围岩控制及防水煤柱尺寸设计提供指导依据。

摘要：为了解决厚硬覆岩下沿空留巷侧向爆破断顶施工难度大、工艺复杂的问题,研究充填体在动静载荷下适应性,拟采用巷旁充填柔性材料(矸石)实现留巷.通过刚、柔性约束矸石体试验,分析了不同粒径及横向支护应力对其承载力的影响,掌握了袋装矸石单轴压缩应力应变关系;基于建立的沿空巷旁侧向覆岩结构模型,得到了充填体动静载荷计算方法.研究结果表明:巷旁充填矸石能适应侧向悬顶旋转断裂产生的动静载荷,且施工简单,对厚硬及其类似覆岩下沿空留巷支护设计的确定提供了科学依据.