摘要：甘庄煤矿14号煤层受上部8号煤层开采影响,矿压显现强烈。为确定下部煤层开采时支架的工作阻力,运用理论分析、数值模拟和现场实测的方式对近距离煤层下部煤层开采的顶板结构及工作面支架载荷展开研究。研究表明,11号煤层开采后底板损伤深度为4.3 m,14号煤层顶板属于承载层部分损伤类型;理论计算得出14号煤层开采后工作面支架阻力为7043.24 kN;数值模拟结果显示下部煤层开采至100 m后,顶板塑性区与上煤层采空区形成周期性贯通,回采期间最大支架阻力为6611.5 kN;现场监测的支架最大阻力为6769 kN,均小于支架额定工作阻力,研究对于指导近距离煤层开采时的支架参数设计和优化开采方案具有借鉴意义。

摘要：我国西部地区有着丰富的浅埋近距离赋存条件的煤炭资源,其特点是煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,覆盖层为含水砂层。该类型矿井工作面开采一旦波及到含水砂层,工作面将产生涌水溃砂等灾害事故。为了预防此类矿山灾害问题,通过弹性力学和复变函数理论建立了近距离煤层开采扰动的"无限平面双矩形孔口"理论力学模型,并对其覆岩结构演化规律进行了深入研究。主要研究结果为:(1)基于弹性力学和Schwarz交替法推导了煤层重复开采扰动覆岩应力场理论公式,并采用理论解析方法对不同中间岩层厚度下覆岩应力场分布规律和破坏范围进行了分析研究。研究表明:覆岩内水平应力σx整体呈"X"型分布,顶底板岩层处于拉应力状态,左右两侧呈椭圆形分布;当中间岩层厚度为20 m时,工作面上方岩层处于拉应力状态,极值拉应力为0.82 MPa,覆岩破坏区达到58 m。与上煤层开采引起的32 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的覆岩破坏范围明显增大;(2)灵露煤矿Ⅱ2-1和Ⅱ3煤层开采相似材料模拟结果表明:整个中间岩层发生破坏,与上煤层开采引起的35 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的裂缝带发育高度明显增大,达到61 m。下煤层采动造成了原上覆岩层裂缝带的二次发育。相似材料模拟试验验证了该理论解析方法的可行性。研究成果对浅埋煤层安全高效开采和可持续性发展具有一定的理论指导意义。

摘要：针对东圪堵煤矿浅埋深、薄基岩大采高工作面现状,利用3DEC数值模拟软件对该矿上覆岩层结构进行了模拟分析,并对工作面支护进行了合理设计。结果表明:东圪堵煤矿大采高工作面开采过程中,在采高4.0m、基岩厚度30m以上时,上覆岩层可形成稳定的承压结构,对工作面开采是有利的;工作面液压支架工作阻力7400kN以上时,可以有效控制顶板;大采高工作面支架选型合理,开采过程中顶板未出现台阶下沉现象,基本顶来压时顶板未出现压死支架现象。

摘要：针对部分充填体载荷设计公式复杂、参数选取随意等造成的留巷失败或浪费等问题,通过分析沿空留巷上覆岩层移动规律,提出了基于采动覆岩结构和ALPS的充填体承载特性,并给出了不同顶板条件下沿空留巷后期充填体载荷的简化估算公式。该估算方法在坚硬及中硬顶板条件下沿空留巷实践中得到成功验证,为沿空留巷充填体的设计提供一定借鉴。

摘要：应用"关键层"理论与离散元数值模拟相结合,研究寺河矿大采高综采采场覆岩结构及运动规律,结果表明,顶板离层量的增加、顶板断裂线的前移是大采高工作面覆岩运动的两个特征。

摘要：查清采空区及其覆岩现状是对采空区进行稳定性评估和治理的基础和关键的工作。以淮北某矿老采空区为例,应用井间地震对拟建场地的采空区及其覆岩现状进行探测,根据探测结果分析了采空区及其覆岩结构类型,基本查明了完整岩层、破碎岩层和较完整岩层的层位和范围,为采空区稳定性评估和治理提供了基础资料和依据。

摘要：针对大倾角煤层采场顶板受力特点建立了非均布载荷作用下顶板的固支梁模型,分析了顶板受力特征,并且结合工作面倾向覆岩运动特征分析了大倾角煤层开采时的矿压显现规律。研究结果表明:大倾角采场顶板压应力最大值位于下端头处梁的下表面,其值比上端头高36%左右,而最大拉应力位于梁上端头的上表面,其值比下端头上表面处拉应力高26%左右,梁的不均衡受力特征以及岩石抗压不抗拉的特性导致工作面上部首先破断失稳造成较早来压;上端头梁的较早受拉破坏以及煤层倾角的影响导致沿倾向由下至上可分为密实充填段、不均匀充填段和动载影响段。密实充填段内覆岩结构主要为受垮落矸石支撑的长悬臂梁,来压强度最小,动载影响段主要表现为短悬臂梁,支架载荷平时较小,动载特征明显。现场支架工作阻力监测结果验证了顶板受力分析和倾向覆岩移动假设的合理性。

摘要：通过对大采高综放采场顶板岩层移动规律的研究,根据采场上覆岩结构及运动规律,提出了一种确定“给定变形”和“有限变形”状态下支架工作载荷和屈服量的方法。结果表明,增加开采高度会大幅度增加直接顶板厚度,增大直接顶板出现大跨度悬顶硬岩的可能性。主顶板的关键层对采场覆岩结构影响显著,准确确定悬挑顶的位置、厚度和潜在最大悬挑跨度是大采高采场顶板控制设计和支护选择计算的关键。

摘要：针对王家岭煤矿在黄土沟壑地貌下开采矿压显现特征明显等情况,采用Get Data软件提取回采范围内的高程数据,采用Surfer进行数据处理,构建黄土沟壑三维地貌;基于数值模拟技术研究了黄土沟壑地貌对综放开采覆岩结构稳定性的影响。结果表明:黄土沟壑地貌对采区原岩应力影响显著,随着采深的增加,其影响逐渐减小,表明浅部原岩应力主要受到黄土沟壑地貌的影响,而深部原岩应力主要与岩层埋深有关;黄土沟壑地貌影响下,随着开采工作面的推进,上覆岩层受到的作用力越来越大,关键层开始失稳破断,采空区下沉最严重的拱形区域持续滞后于空区几何中部位置,工作面超前支承压力集中程度受上覆黄土层厚度影响明显。

摘要：为了解决煤矿采深加大、工作面加长后工作面岩层控制的难题,通过理论分析、相似模拟、现场测试及验证,对深部超长孤岛工作面覆岩垮落结构特征及相应的矿压显现规律进行了研究,结果表明;采空区老顶的破断形态与工作面长宽比密切相关,超长工作面条件下老顶往往形成竖向"X"形破坏,并求得了基本顶上方覆岩下沉挠度函数;通过建立相似模型,分析了覆岩垮落形态和下沉曲线与工作面长度的关系,认为随着工作面长度的增加,工作面倾向极易形成砌体梁结构,使得工作面倾向有可能存在两个或多个压力峰值。并以寺家庄矿15106超长孤岛工作面为例,研究得出其工作面中部老顶并非一次性折断,而是在倾向方向分区域折断,工作面存在多个压力峰值的现象,与理论和相似模拟分析相吻合,为研究深部超长工作面覆岩垮落结构特征提供了理论依据。