共查询到20条相似文献，搜索用时 531 毫秒
1.
Guimin Zhang Zhenshuo Wang Kai Zhang Yinping Li Yu Wu Yanlong Chen Houquan Zhang 《Environmental Earth Sciences》2018,77(16):588
In solution mining of salt formations, unreasonable salt cavities formed may lead to surface collapse hazards. In this paper, a mathematical model was proposed to analyze the collapse mechanism of the overlying strata above a salt cavern induced by solution mining with double-well convection. In the proposed model, the collapses of the overlying strata were supposed to occur layer by layer, and a thin plate with four edges clamped was introduced to calculate the critical collapse span of each layer. The limit breaking distance of the thin plate can be solved by setting the corresponding surrounding condition. According to the solution, the limit breaking distance is related to the dimensions, the mechanical properties of the rock, the buried depth, and the force status. For the convenience of calculation, a span criterion was introduced to distinguish the limit breaking distance. To keep the immediate roof more stable, the span criterion should be larger. As a case study, the collapse incidents at Dongxing Salt Mine were analyzed by the proposed model, and the collapses were verified to be inevitable under its mining and geological conditions. Discussions were finally carried out to study the influences of the thickness of the immediate roof, tension strength, Poisson ratio, and buried depth on the collapses. Above all, the collapses will occur more easily with the decrease of the thickness, tension strength, and Poisson ratio of each stratum. Especially, the collapse depth will not increase linearly with the buried depth, because of the bulking effect of the overlying strata. 相似文献
2.
陕西黄陇煤田是我国主要产煤基地之一,煤层开采主要受顶板巨厚洛河组砂岩水威胁,水害防控形势严峻,分析顶板涌水特征、研究水害防控关键技术对于煤矿安全生产具有重大意义。在收集该区域典型煤矿工作面涌水量资料的基础上,分析顶板水害类型及其主控因素,总结工作面涌水量变化规律,并研究顶板巨厚砂岩含水层水害形成机理,进而提出顶板水害防控关键技术。结果表明:(1)黄陇煤田顶板含水层充水可分为持续涌水式、非持续涌水式和泥砂溃涌式3类,持续涌水式包括可控持续型和高强度持续型,非持续涌水式分为离层涌水型(包括偶发离层涌水型和频发离层涌水型)和脉冲式涌水型,以及泥砂溃涌型共6型。(2)关键隔水层厚度、煤层与洛河组砂岩间距、洛河组砂岩的富水性共同决定顶板涌水形式:当关键隔水层厚度较小甚至缺失,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距较小时,发生脉冲式涌水;当关键隔水层厚度较大且分布稳定,洛河组砂岩富水性中等至强且与煤层间距较小时发生持续涌水;当关键隔水层巨厚,洛河组砂岩富水性弱且与煤层间距巨大时发生离层涌水;当煤层顶板导水裂隙带范围内的侏罗系地层发育胶结不良地质体或煤层出现冒顶现象,容易形成水砂溃涌灾害。(3)地下水位监测预警技术、地面钻孔疏放离层积水技术、井下泄水巷集中排水技术、排水系统建设与维护技术、减水开采技术等是黄陇煤田水害防治的关键技术;工作面精细管理制度、工作面水情日分析制度、专家会诊及对标学习制度等是做好水害防治工作的配套管理对策。 相似文献
3.
Muhammad Irfan Aziz Akbar Mubashir Aziz Ammad Hassan Khan 《Geotechnical and Geological Engineering》2013,31(2):729-738
Rapid urbanization and expansion of metropolitans in the developing world is pressing the need of tall structures with multiple basements. In several such projects, open land is available around excavation site and unsupported deep excavations by maintaining appropriate side slopes offer economical solution. In this research, subsoil stratigraphy of Lahore district was established to be comprising of a top clay stratum 1.5–8 m thick, followed by a sand layer. Considering subsoil data from several geotechnical investigation reports, the effect of four key parameters viz., cohesion of clay layer, friction angle of sand layer, thickness of clay layer at the top and slope inclination of underlying sand layer on safety factor of open excavations was studied. Six hundred twenty-five slope stability analyses were conducted by considering different geometries and soil properties. Based on the results of these analyses, a regression model was suggested to estimate safety factor of open excavations in similar stratigraphy which would be useful in feasibility studies and preliminary design of deep excavations. It was established that the clay layer cohesion was the most dominant contributor to safety factor. 相似文献
4.
煤矿突水溃砂灾害的发生与煤层上履含水层性质、岩性特征及破坏程度等诸多因素有关。通过研究己15煤层顶板基岩与第四系底部的含、隔水性能及顶板覆岩岩性组合特征,计算出一次全部开采3．6m煤层时,其导水裂缝带最小发育高度为38．46m,最大为47．95m,确定了采煤活动导致的上覆顶板含水层发生水力联系的范围,认为己15—13030工作面煤层开采时发生顶板突水的可能性不大;计算一次全部开采3．6m煤层时,防砂安全垂高最大为23．5m．防塌安全煤岩柱最大垂高为12．5m,结合煤层顶板基岩及第四系底部岩层的水文地质特征,认为工作面回采时顶板溃砂的可能性也不大。强调在生产过程中,要加强顶板涌水的观测,同时增加现有排水系统的排水能力,从而为工作面安全回采提供支持。 相似文献
5.
随着煤矿开采强度的不断增大,矿井逐渐向深部转移,冲击地压灾害日益严峻。而深部冲击地压矿井往往存在一层或多层坚硬厚岩层,这些坚硬顶板厚度较大,整体性强,突然断裂时会释放大量弹性能,易引发冲击地压事故,严重制约矿井安全生产。以陕西彬长矿区孟村矿为例,针对矿区内煤层埋藏深、普遍存在多种坚硬厚岩层的特殊情况,提出针对性治理措施：对顶板上方0～80 m范围内厚度超过10 m的坚硬厚岩层进行破断、弱化处理,对煤层上方0～30 m范围的低位岩层采取顶板深孔爆破预裂措施,对煤层上方30～60 m范围内的中位坚硬岩层采取顶板定向长钻孔水力压裂措施,对煤层60 m以上高位坚硬岩层采取地面水平井分段压裂措施;使高、中、低位顶板产生的裂缝在垂向上实现贯穿,将顶板“切割”成相对规则的“块状”结构,使上覆岩层应力由“硬传递”转化为“软传递”;并结合煤层大直径孔卸压、煤层爆破等煤层卸压措施,形成了区域与局部相结合、煤层与岩层全覆盖的“井上下”立体防治模式。工程实践证明：采用“井上下”立体防治模式后,工作面103 J以上微震事件降低88%,周期来压强度降低23%,来压持续时间缩短61%,防冲效果良好。该技术模式的成功... 相似文献
6.
7.
B. C. Biehl L. Reuning F. Strozyk P. A. Kukla 《International Journal of Earth Sciences》2014,103(3):697-712
From salt mine galleries and well data it is known that thick rock salt layers can contain anhydrite and carbonate layers with thicknesses on the millimetre to tens of metre scale. The relatively thick Zechstein 3 anhydrite–carbonate layer in the northern Netherlands has been studied previously using 3-D seismic data. Observations from geophysical well logs in this study reveal the presence of thin sulphate layers on the sub-seismic scale imbedded in the Zechstein 2 (Z2) salt. Core samples, thin sections, seismic data and geochemical measurements were used to determine the mineralogy and origin of one of these Z2 sulphate layers. Bromine analyses show that they mark a freshening event in the Z2 salt, which can be correlated over large distances in the northern Netherlands. Their core-calibrated log signature indicates that the Z2 sulphate layers consist either of pure anhydrite or of anhydrite and polyhalite. The mineralogy and thickness of the sulphate layers are interpreted to vary between synsedimentary morphologic lows (thin anhydrite–polyhalite couplets) and highs (thicker anhydrite layers). Such a combination of core observations and well log analysis is a powerful tool to detect lateral trends in evaporite mineralogy and to reconstruct the environmental setting of their formation. Salt internal geometries can further be used to distinguish between different deformation mechanisms. In our study area, the distribution of sulphate layers within the Z2 salt indicates that subjacent salt dissolution was not the dominant process leading to salt-related deformation. 相似文献
8.
为了对煤层顶板稳定性做出合理的评价,从沉积环境入手,通过顶板岩层精细划分对比、岩心精细描述、各类岩石样品的系统采集及测试分析,结合地球物理测井（包括水文测井）、抽水试验、矿井生产资料等,研究顶板沉积环境及其与工程地质、水文地质的关系。结果表明:研究区煤层顶板的沉积环境为曲流河沉积,主要发育泛滥平原沉积微相,零星的发育决口扇、点砂坝沉积微相。泛滥平原顶板岩石稳定性差,点砂坝、决口扇顶板稳定性中等。顶板直接含水层主要形成于延安组曲流河中的决口扇、点砂坝沉积微相形成的中-厚层状透镜状砂岩中;直罗组底部的砂岩含水层形成于多期河道砂岩纵向叠置形成的巨厚层状砂岩中。沉积环境不仅影响煤层顶板工程地质特征而且影响煤层顶板含水层的分布、富水性、导水裂隙带的高度等水文地质特征。 相似文献
9.
硬厚覆岩的破断与结构将发生显著的变化。针对汝箕沟煤矿二2煤层上覆厚层石英砂岩条件,采用现场实测、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,研究了硬厚覆岩裂隙发育特征、破断运动、矿压显现特征及断顶控制技术,为硬厚覆岩工作面灾害防治提供了依据。研究表明,硬厚石英砂岩的微观结构致密完整,呈现大面积悬空、大步距破断运动,引起强烈的支架动载,甚至导致工作面风流逆转、沟通上部采空区隐形火区;硬厚岩层破断运移后产生明显的离层空间,并在开切眼上部和工作面上部及采空区中部形成覆岩主裂隙带,且发育高度大于经验计算数值,甚至与上方采空区沟通诱发灾害;实施开切眼深孔断顶爆破及降低工作面采高,有效缩短了硬厚岩层的初次破断步距,降低了支架动载及主裂隙带高度。 相似文献
10.
煤炭开采活动导致的煤层顶板覆岩地质条件变化及采动裂隙发育是损害地下关键含水层的直接原因,也是造成矿区生态环境退化的根源。煤层顶板覆岩结构中发育的厚砂岩作为一种典型的地质条件,其对覆岩采动裂隙的发育规律具有重要的影响。为此,在分析研究区主采煤层赋存地质条件及其分布规律的基础上,选择陕北煤炭开采区曹家滩煤矿主采2?2煤层顶板覆岩为地质原型,采用FLAC3D数值模拟平台模拟分析了厚砂岩不同厚度和位置对覆岩采动裂隙发育形态和发育高度的影响,并以此提出了相应的“采煤保水”建议。结果表明:研究区2?2煤层顶板覆岩中厚砂岩平均厚度25 m,距2?2煤层平均间距76 m;厚砂岩距煤层30 m时,覆岩采动裂隙表现为“矩形—L形—马鞍形”的动态变化特征,距煤层70 m时表现为“L形—倒梯形—马鞍形”变化特征,距煤层大于95 m时全程表现为“马鞍形”特征;覆岩采动裂隙最大发育高度随厚砂岩层位的升高而先减小后增大;厚砂岩厚度H≥30 m、距煤层间距L>95 m,或H≥60 m、L>60 m时,可有效阻挡采动裂隙向上发育贯穿厚砂岩;在充分考虑厚砂岩对覆岩采动裂隙发育规律的影响,选择合适的空间位置和开采阶段进行合理的覆岩减损和保水防治,实现“边采边治、边采边护”的绿色开采模式。该研究成果可为黄河流域中游陕北煤矿区煤炭开采与生态环境保护协调发展提供理论指导。 相似文献
11.
Summary The deformational behavior of underground excavations in rock salt is difficult to predict because of the time-dependent
properties of rock salt, and its response to many other parameters, which influence its behavior. To investigate the influence
of important parameters such as time, temperature, geology, opening geometry, excavation sequence, and effects of the immediate
roof layer on underground excavations in rock salt, deformation measurements from the Waste Isolation Pilot Plant (WIPP) were
used. 相似文献
12.
冀北榆树沟煤矿区褐煤地下气化地质条件分析 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对冀北沽源县榆树沟煤矿白芈系青石砬组含煤地层地质条件进行分析,认为仵该矿区进行煤炭地下气化是可行的。研究区构造简单,为一轴向近东西向的舒缓向斜,主要煤层厚度大,最大平均厚度为24.31m。可采煤层顶板多为泥岩、炭质泥岩,尤其是煤系上覆的“三趾马红土”层,对气体有良好的圈闭作用。由于褐煤的灰分含量高,26％～49．03％,地下气化时对煤层顶板影响小,主要煤层埋藏浅200—300m,水文地质条件简单,根据诸多因素分析认为该矿区适合进行褐煤地下气化开采。 相似文献
13.
通过对唐口煤矿地应力、3上煤层及顶板岩层冲击地压测试结果分析,认为3上煤层属强冲击倾向性煤层,3上煤层顶板属弱冲击倾向性岩层;在采深1000m条件下,随着地应力的增大,煤、岩层的冲击倾向性将会增大。因3上煤层为易碎煤,厚度较大,顶板弹性能易突然全部释放,形成冲击地压;3上煤顶板主要为中砂岩、细砂岩及泥岩,质地坚硬,在煤层开采过程中,煤壁附近出易现高应力集中带,在顶板中聚集的弹性能在自重力和采掘干扰下会突然释放,形成冲击地压。在生产过程中采取钻屑法、沿采煤工作面轨道顺槽安装顶板离层报警系统、合理开拓避免应力集中和叠加、对煤层进行注水,降低煤体弹性和强度、提高支护结构的承载能力等一系列措施,较好地预防了冲击地压的发生。 相似文献
14.
针对软弱厚煤层综放开采沿空留巷动压显现明显,顶板易出现不均匀切顶下沉等问题。通过现场调研、理论分析和数值模拟,阐明了软弱厚煤层综放开采沿空留巷动压显现特征和变形机制,提出了软弱厚煤层沿煤层顶板布置沿空留巷变形协同支护体系。研究结果表明：综放开采采出厚度大,沿煤层底板留巷时沿空留巷煤层顶板承载能力差,“底板−巷旁支护体−顶板”支护体系载能力不协调,是造成软弱厚煤层沿空留巷产生大变形的主要原因;沿煤层顶板留巷变形协同支护体系的提出提高了沿空留巷帮部、顶底板及巷旁支护体的协同承载能力,可有效地保证软弱厚煤层沿空留巷的围岩稳定。研究成果在古城煤矿的成功应用,证明了该支护体系在软弱厚煤层综放沿空留巷中的可行性。 相似文献
15.
浅埋采场初次来压顶板砂土层载荷传递研究 总被引：7，自引：0，他引：7
通过实测发现了厚砂土层载荷传递现象,提出了顶板关键层载荷层载荷传递因子的概念。运用动态载荷相似材料模拟实验,得出了初次来压期间厚砂土层的“拱形”和“弧拱形”破坏特征,建立了载荷传递力学模型,得出了初次来压载荷传递因子的计算公式。 相似文献
16.
龙凤煤矿含煤地层为海陆交互相的上二叠统龙潭组,含4号、5号、9号和13号四层可采煤层,其中5号煤层和9号煤层间距较小,煤层特征差异不明显,部分钻孔5号煤层和9号煤层的对比难度较大。根据所掌握的地质资料,结合测井成果,总结出该矿区所特有的测井曲线特征：煤系地层龙潭组的上覆地层夜郎组和长兴组分界处自然伽马和视电阻率曲线界面陡直特征;5号煤层顶板的自然伽马高异常与9号煤层底板的自然伽马高异常特征;13号煤层顶板的自然伽马高异常与15号煤层相对高自然伽马异常特征;15号煤层下伏地层茅口灰岩陡直视电阻率与自然伽马曲线特征。依据其测井曲线,准确的划分出二较厚煤层（约4m）、而相距仅6m的5煤层与9煤层。 相似文献
17.
运用石油地质学与煤成气地质学等研究方法,分析了鲁西南地区煤成气盖层类型及其分布特征。研究表明,鲁西南地区除发育较好的煤成气烃源岩、储集层外,盖层保存也较完整,具备了该地区良好的煤成气成藏条件。在各凹陷区内,石炭—二叠系保存完整,其煤层上覆的泥质岩分布广泛,且多含有机质,厚度100～400m,其中包括一套对煤成气封闭能力最佳的杂色铝土质泥岩层(俗称"B层铝土"),厚10～30m;古近系也发育了多套以泥质岩为主的沉积,泥质岩总厚度达1000m以上,这些泥质岩大多为暗色,富集有机质。这些形成于不同时期的煤系地层上覆泥岩层共同构成了本区较好的区域性盖层。尤其在成武凹陷、鱼台凹陷和大汶口凹陷发育的古近系化学蒸发岩类——石膏、岩盐,是该地区煤成气最重要的区域盖层。 相似文献
18.
近松散层开采覆岩导水裂隙带沟通上覆含水层导致了顶板水害事故的发生。在其他开采因素相似时,工作面顶板覆岩结构的不同会致使导水裂隙带发育高度出现较大差异。为此,通过收集淮北煤田17例近松散层开采覆岩导水裂隙带发育高度实测数据作为训练样本,利用一行两列向量对近松散层工作面顶板覆岩结构进行量化,并联合煤层采厚、煤层倾角、工作面斜长、开采深度、松散层厚度共计6个影响因素作为输入数据,实测导水裂隙带发育高度作为输出数据,依据径向基函数神经网络建立了考虑覆岩结构影响的近松散层开采导水裂隙带发育高度预测模型。并将该预测模型应用于淮北煤田中的青东煤矿,经钻孔冲洗液漏失量与钻孔彩色电视观测验证,获得预测结果相对误差为3.3%,低于《“三下”开采规范》中经验公式计算误差19.2%。该方法为近松散层开采导水裂隙带发育高度的合理确定提供了理论支持。 相似文献
19.
20.
断层作用下深部开采诱发冲击地压相似试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以典型断层型冲击地压矿井为例,采用相似材料模拟试验方法,基于覆岩空间结构失稳与断层活化耦合致灾原理,分析了巨型逆冲断层下盘煤层开采采场覆岩运动过程、工作面倾向支承压力及断层面的应力变化规律,研究了巨型逆冲断层影响下巨厚坚硬顶板易冲击煤层冲击地压显现特征。试验结果表明：煤层开采诱发巨型逆冲断层冲击灾变过程分为3阶段：第1阶段,受煤层采动影响,上覆岩层发生空间运动,煤体中形成明显高应力集中区;第2阶段,覆岩多层空间结构演化诱发断层活化,断层活化导致空间结构外部岩体回转,给空间结构施加外部载荷,造成空间结构失稳加剧,煤岩体的应力激增,影响范围扩大;第3阶段,断层滑移释放能量,提供动载荷。根据应力监测数据变化规律,划分了逆冲断层的明显影响区域,研究结果为断层影响下煤层开采的防冲策略与设计提供可靠依据。 相似文献