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我国西部神府东胜煤田主要赋存浅埋近距煤层,煤层埋藏浅,覆岩上部厚松散层大范围分布,近距煤层开采导致覆岩与地表裂缝发育严重,加剧了原本脆弱的生态环境进一步恶化。为探究浅埋近距煤层开采覆岩与地表采动裂缝发育规律,掌握其控制方法,以柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采为背景,结合实测统计分析、物理模拟和分形理论,掌握浅埋顶部单一煤层开采和重复采动下覆岩与地表裂缝发育特征,揭示煤柱布置对裂缝发育的控制作用。研究表明,煤层开采导致的地表裂缝可分为平行于工作面的动态裂缝和工作面开采边界地表裂缝(切眼边界侧地表裂缝和区段煤柱侧地表裂缝),动态裂缝在开采后能够实现自修复,工作面开采边界的地表裂缝不能自修复。下煤层开采区段煤柱侧覆岩与地表采动裂缝发育严重,其与区段煤柱错距密切相关。1-2煤层开采后,基岩垮落角为60°,土层垮落角为65°,边界煤柱侧地表裂缝的宽度为0.26 m。下部2-2煤层开采,煤柱叠置、错距20、40 m时,区段煤柱侧覆岩采动裂缝宽度分别为0.81、0.45和0.22 m,地表裂缝宽度分别为0.65、0.30和0.12 m。通过确定合理煤柱布置方式,能够有效控制覆岩和地表采动裂缝的发育程度,据此确定柠条塔煤矿1-2煤层和2-2煤层开采的合理煤柱错距应大于40 m。 相似文献
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宁夏羊场湾煤矿浅埋煤层开采地面塌陷发育规律及形成机理 总被引：1，自引：0，他引：1
以宁夏羊场湾煤矿Y110207工作面为研究对象,采用无人机遥感技术、野外调查与有限差分软件模拟方法研究浅埋煤层开采的地面塌陷类型、发育规律及其形成机理。(1)浅埋煤层开采地面塌陷以地表裂缝发育为主,地表破坏严重。(2)平行切眼裂缝间隔性出现,展布于整个工作面内,间隔距离为10～120m,局部裂缝形成错台高度约为15cm。平行顺槽裂缝为拉张型裂缝,发育在顺槽至外围一定范围。(3)采煤活动导致地下形成采空区,上覆岩层发生移动破坏,破坏区分为剪切破坏区、拉张破坏区及剪-拉破坏区,分别对压应力区、拉应力区和压-拉转化区。(4)当应力扰动传递至地表,应力值超过覆盖层抗拉强度时地表产生裂缝。随着工作面推进,覆岩内部裂缝带上行裂缝与地表下行裂缝贯通,形成错台。研究成果丰富了该区浅埋煤层的地面塌陷理论知识,为地面塌陷防治提供了理论依据。 相似文献
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煤矿开采所产生的地表沉降、开裂、塌陷等地质灾害,造成地表民房不同程度的损坏。为准确分析矿山开采对地表民房的损坏,从矿山开采造成地表沉降影响范围,矿山开采最大冒落高度与导水裂隙带高度,矿山开采引起地表最大水平移动值、最大曲率值、最大倾斜值等因素来研究分析。综合分析认为：引起地表民房损坏的主要原因一是地表民房正处在采动影响范围内;二是开采冒落带与裂隙带高度已经波及至地表,从而引起地表出现沉降与裂缝等现象,引发房屋开裂等损坏现象;三是煤矿采空区所产生的最大曲率值远远大于地表建筑允许变形值。该方法对研究煤矿开采造成地表民房损坏成因分析具有一定指导意义。 相似文献
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煤炭开采为社会经济带来效益的同时诱发地质灾害、地表排水系统破坏、土地资源浪费等地质环境问题。查明矿区地质灾害发育特征及成灾过程是做好矿区地质灾害防治工作的前提。本文通过对陕北某煤矿开采过程中地质灾害调查资料分析认为采煤造成的矿区地质灾害特征表现为:地表裂缝似阶梯状且多分布在坡顶及坡体上部;裂缝走向同巷道走向近于垂直;矿区地质灾害多以地面沉降-裂缝开始,发展成为崩塌、滑坡、泥石流等矿区灾害链;矿区成灾过程分为"岩体应力改变阶段—地表裂缝—坡体变形—趋于稳定"四个阶段。 相似文献
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为保护黄河流域矿区生态环境,以府谷县庙哈孤矿区安山煤矿125203工作面为背景,采用数值模拟实验、相似材料模拟实验和理论分析相结合的手段,基于工作面过双沟地形开采时地表裂缝发育位置、发育形态等参数,总结出开采诱发地表裂缝发育规律。通过理论分析,建立了浅埋煤层过双沟地形开采地表裂缝发育相对位置函数T及其判别条件,讨论了双沟地形沟谷参数与地表裂缝发育相对位置之间的关系。研究表明,工作面过支沟G1时,共发育地表裂缝4条,最大裂缝宽度23 cm,最大错台11 cm,裂缝发育超前于工作面推进;过主沟G2时共发育地表裂缝7条,最大裂缝宽度79 cm,最大错台45 cm,裂缝发育滞后于工作面推进。裂缝发育相对位置受地质条件、沟深、坡度和沟谷跨度等因素共同影响。地表裂缝发育相对位置函数与裂缝超前(滞后)距离、裂缝宽度和错台以及单沟裂缝总条数密切相关。双沟相互影响程度与工作面推进方向有关。研究结果可为浅埋煤层沟谷下开采地表裂缝发育研究提供一定的理论依据。 相似文献
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煤矿区地质灾害类型多,诱发因素复杂,地质灾害危险性评估具有与众不同的特色。以鄂尔多斯某煤矿为例,运用MapGIS的叠加图层功能,对矿区的工程建设场地的适宜性进行了评价。现状评价认为,研究区的地质灾害为地面塌陷和裂缝,危险性小。运用采深与采厚比,预测评价区北部为塌陷区,南部为沉陷区,因9煤组埋藏浅于16煤组,故9煤组塌陷区面积大于16煤组。经过计算,开采最大影响半径为168.5m,因此,评估区范围为井田边界外扩170m。最大冒落带和导水裂隙带高度计算表明,研究区的最大冒落带高度和导水裂隙带高度都小于煤层顶板埋深,不会沟通地表,但区内的部分钻孔会沟通上覆岩层的含水层,存在危险性。综合分析认为,评估区西北部为地质灾害危险性中等区,东南部为危险性小区,并据此提出了留设保安煤柱,落实村庄搬迁等措施。 相似文献
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无人机遥感技术在采煤地面塌陷监测中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究无人机遥感技术在采煤地面塌陷监测中的应用,以宁东煤炭基地金凤煤矿011805综采工作面为例,探讨了利用无人机遥感技术进行地表裂缝解译、地面沉降量计算和地面塌陷规律研究的方法。结果表明:无人机飞行航高可根据需要识别的地表裂缝宽度确定,地形平坦地区识别2 cm地表裂缝的飞行航高一般应不超过143 m;地表裂缝宜于采用基于光谱、延长度和紧密度规则的面向对象的信息提取方法进行自动识别,在采用这种方法发现地表塌陷裂缝时宜采用基于边缘检测的图像分割模型和基于Full Lambda Schedule的图像融合模型;对无人机遥感地表高程值进行拟合校正可近似获得采煤工作面地表下沉量和下沉系数,说明无人机遥感技术可应用于采煤地面沉降量监测;综采工作面内地表裂缝数量多,总体垂直回采方向排列,切眼和顺槽附近地表裂缝数量少,总体平行顺槽和切眼展布。 相似文献
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煤矿采空塌陷的危险性预测评估与防治措施——以华亭矿区大柳矿井为例 总被引：1，自引：0，他引：1
煤矿开采后引发地面塌陷的危险性预测评估是煤矿地质灾害危险性评估的核心内容。以华亭矿区大柳矿井地质灾害危险性评估为例,介绍了煤矿采空引发地面塌陷危险性预测评估的基本内容及评估深度,并提出了较全面的矿区采空塌陷的防治措施,可以为矿井开采后防治地面塌陷提供指导。 相似文献
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陕北浅埋煤层大规模、高强度开采诱发了严重的地面塌陷,造成大面积土地损毁、水土流失和植被死亡,导致表生环境出现退化。为掌握浅埋煤层开采地面塌陷裂缝发育规律,明晰其机理,提出适宜的治理恢复措施,实现“煤?水?生态”的协调发展,以陕北张家峁井田和柠条塔井田为研究区,采用实地调查、模拟实验和理论分析相结合的方法开展了浅埋煤层开采地面塌陷规律及防治方法研究。结果表明:浅埋煤层开采地表裂缝呈“O”型展布,静态发育特征与采高和地形地貌呈正相关关系、与采深呈负相关关系,且同一工作面切眼附近地表裂缝发育程度最高、巷道次之、面内最低;地表裂缝具有“先开后(半)合”和“只开不合”2种活动特征,整体活动时间为4~9 d,活动期间裂缝初始开裂宽度与最大发育宽度呈线性正相关关系,与稳定宽度呈线性和指数2种正相关关系;黄土沟壑区下坡段开采地表裂缝活动与表土块体的稳定性系数有关,而稳定系数与坡角呈负相关的一次幂函数,与主裂缝间距呈正相关的一次幂函数。上坡段开采坡体裂缝“先开后(半)合”活动受岩块倒转和坡体滑移双重控制,面内沟底裂缝“先开后合”的活动特征受关键岩层运移控制。研究提出了黄土沟壑区沟底贯通型裂缝“裂缝填充+沟道恢复”、坡体裂缝 “裂缝充填+微地形改造”的治理方法和风沙滩地塌陷区的“三圈”修复模式。研究成果在陕北安山煤矿和柠条塔煤矿进行了应用,效果良好。 相似文献
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位于采煤影响区的高压线、输气输油管道、河道等设施对地表动态移动极为敏感。以甘肃某煤矿在金沙河下开采为背景,通过现场地表移动监测,获得薄冲积层条件下综放开采地表动态移动变形规律。研究表明：薄冲积层下综放开采地表具有下沉移动起始期很短、活跃期较长等特点。地表移动活跃期位于工作面前方110 m至工作面后方400 m范围内,历时185 d,期间地表点下沉量可达到该点总下沉量的90.7%;地表移动剧烈期在工作面后方50 m至150 m范围内,但剧烈扰动时间相对较短,历时约60 d。基于测点下沉曲线为S型分布、下沉速度曲线类似为正态分布特点,建立了考虑开采时间和工作面推进速度因素的地表下沉及下沉速度动态模型,并追踪刻画出地表测点往复式下沉与水平运动的轨迹。薄冲积层下开采,地表裂缝更易平行于工作面走向方向发育,并且随工作面的推进,地表裂缝具有前移和密集区向工作面外侧小范围扩大的时空特征。 相似文献
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发生于2006年9月11日的南京石膏矿特大突水灾害不仅改变了矿区及外围的地下水流场, 并引发了矿区地面沉降变形, 对地表附属物产生了一定的破坏作用, 造成了包括矿山关闭在内的巨大财产损失。南京石膏矿涉及典型的深部矿山地质工程问题, 影响地下开采稳定、矿山灾害和环境问题的主要因素是矿体及围岩的岩性结构及岩体结构构造, 特别是断裂构造及其影响带裂隙发育情况、富水性、导水率。围岩的岩溶强烈富水带的存在是矿坑突水的直接水源; 矿体的软岩特性、矿山开采扰动使采场周围的应力场重新分布、开采对断裂构造及裂隙带等结构体的活化作用都加剧了突水灾害的发生。 相似文献
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通过对北掌勘探区地质构造、水文地质条件、各煤层赋存情况及钻孔取样试验成果的分析研究,评价了本区在将来开采过程中出现地面塌陷与地裂缝、矿区荒漠化、地下工程地质灾害、瓦斯爆炸与煤层自然和矿井突水等主要地质灾害类型的可能性,以及对人们正常生产生活和矿井安全生产等环境方面的影响,并提出了预防和减轻各类地质灾害的措施建议。 相似文献
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频繁矿震诱发断层活化以及由此引起的地裂缝不仅对矿井生产构成威胁。同时对于城市安全、居民生活也构成严重危害。论文根据工程场地岩土体破裂的观点,以辽宁抚顺地裂缝为例,采用理论解析、数值模拟等手段,开展了矿震引发地裂缝扩展效应探讨。研究认为：地下开采对抚顺地区的地质环境造成了破坏,地表沉陷为地裂缝的发育提供了运移空间及应力条件。浑河断裂带为抚顺地区地裂缝发育提供了地质构造基础。频繁发生的矿震加剧了地表裂缝的扩展及破坏作用。 相似文献
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河北平原地裂缝分布特征及成因机制研究 总被引：14，自引：8，他引：14
河北平原是地裂缝地质灾害较发育的地区。通过河北平原地裂缝地质灾害时空分布规律研究,对河北平原地裂缝形成的主要因素及成因机制进行了研究。河北平原地裂缝主要分布在山前冲洪积扇裙区,发育在全新世地层中。地裂缝地质灾害平面形态上可分为直线型、雁列型、锯齿型、折线型和弯曲形。地裂缝地质灾害空间分布上有方向性、群集性和系统性。河北平原地裂缝分布范围呈逐渐扩大的趋势;分布区域从时间上呈逐渐由南向北扩展之势。河北平原从时间上地裂缝发育条数和发育长度随时间各有不同特点。导致河北平原地裂缝发生的主要因素有地震构造、地下水超采和地面塌陷。 相似文献
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水竹湾煤矿主井井口上方的危岩呈南北走向,自下而上分成四级,是典型的自然危岩与采矿影响相结合的危岩类地质灾害。危岩体发生崩塌后,其运动方式主要表现为滑动、滚动、跳跃、自由崩落。根据危岩的运动过程原理,对该矿的危岩构成进行了研究,认为危岩破坏的内在因素是构造裂隙和卸荷裂隙,外在因素是大气降雨、植物根劈、温差作用、时间效应、地震及人类放炮等。通过分析水竹湾煤矿危岩崩落运动过程,得出岩块落距范围与实际崩落影响范围基本一致。可见这危岩崩落运动过程分析方法,可为估算陡崖或危岩矿山地质灾害提供定量化依据。 相似文献
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郭家湾煤矿地处神府矿区新民采区西北部,为生态环境脆弱区。井田七层煤三个煤组开采后引发地面塌陷、含水层疏干、土地结构变化等地质环境问题,严重制约了地方经济的发展。为了煤炭资源可持续发展,研究陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施,以1∶10000野外详细调查为依据,首先进行现状评估,然后针对矿山工程建设可能遭受、加剧、引发的矿山地质环境问题进行预测评估,最后提出了以移民搬迁、回填裂缝、生态恢复、建立矿山地质环境监测体系等为主的防治措施,让煤矿开采与矿山地质环境问题恢复治理并行。旨为陕北地区乃至全国煤矿,在保护地质环境中开发利用矿产资源提供依据和示范。 相似文献
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复杂地质条件下矿山地下开采地表变形规律的研究 总被引：7，自引：0，他引：7
地质条件是矿山开采岩层移动的基础,复杂的地质条件常使得地表移动角、沉陷角预测不准,导致灾难性后果。以典型复杂地质矿山程潮铁矿东区为例,以多年地表变形监测结果为依据,对在其特殊地质条件下地表变形和岩层移动的机制进行了分析研究。结果表明,地下采矿是矿区岩体破坏的直接诱因,地下水产生的静水压力和动水压力强化了岩体的变形与破坏;矿区岩体中断层、节理等特殊地质结构是岩体破坏的基础;构造应力场的存在是围岩向采空区产生较大移动变形的主要影响因素;在采矿之初,地表塌陷主要是由地下水疏干引起的;地表大规模塌陷形成以后,地下采空区的扩大是引起地表塌陷的主要原因,但矿区特殊的地质条件对地表塌陷范围的扩展速度有重要影响。 相似文献
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在详细调查研究区内地质灾害现状的情况下,对采煤引起的覆岩破坏、地表变形等进行了预测,并采用模糊综合评判二次评价模型对地质灾害危险性进行了综合预测。结果表明,研究区地质灾害现状不发育,但井下采矿工程对地面建筑物的危险性大,易引发崩塌、地裂缝、地面塌陷等灾害;预测地质灾害危险大区分布于井田北部、东部和南部,危险性中等区则位于井田中部。预测结果对于矿井的安全生产具有一定的指导意义。 相似文献
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Jianwei Qiao Jianbing Peng Yahong Deng Yanqiu Leng Zhenjiang Meng 《Journal of Earth System Science》2018,127(1):10
Qinglong Graben is located in southeastern Yuncheng Basin, China flanked by two north-east trending normal faults, where the geological condition is favourable for generating earth fissures. Since 1978, five earth fissures have formed in Qinglong Gaben. In the present work, a series of geological investigation consisting of site investigation, geological drilling and trench excavation was used to characterise and determine the reasons for the formation of the earth fissures. The site investigation indicated that the trend of the five earth fissures are parallel to the general strike of the normal fault, i.e., geological drilling and trench studies revealed that syn-sedimentary fault is the key reason for the formation of the earth fissures. Additionally, over-exploitation of groundwater and erosion process are important factors in the development and expansion of the earth fissures in Qinglong Graben. The earth fissures forming process in Qinglong Graben can be divided into three stages: the regional extension first caused normal faults under the surface, and then the pumping action of excessive groundwater induced the normal faults propagate to the surface, and finally the erosion promoted the formation of the current earth fissure. 相似文献