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据资料统计,国内煤矿的突水淹井事故80%以上是由断层引起的,大多数是原始地质条件下的非导水断层在采动影响下活化发生突水。出于安全生产和保水采煤的需要,对采场覆岩中断层因工作面的推进而活化突水进行力学分析,研究防止断层活化突水和保水采煤的开采方法。由摩尔-库仑破坏准则得出断层的活化准则,推导出断层活化的临界倾角、断层活化时的临界开采深度和间隔式开采断层活化时工作面临界推进距离。结果表明,断层的破坏形式与断层倾角有很大关系,随着断层倾角的增大,断层的破坏形式依次表现为,随着工作面的推进断层和覆岩一同破坏、剪切破坏和拉破坏。断层倾角越大,越容易活化。以大柳塔煤矿保水采煤为例,应用研究成果计算了间隔式开采工作面的临界推进距离,并且以相似模拟试验验证了计算结果。 相似文献
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煤矿开采过程中断层活化时有发生,是矿井灾害防治研究的热点问题。为了揭示不同断层倾角条件下煤层开采对断层活化的影响,以淮南新集二矿地质采矿条件为例,采用FLAC3D进行数值模拟,系统研究逆断层下煤层开采过程中断层的动态活化规律,阐明了断层活化位置与工作面推进距离、断层倾角之间的关系。研究表明,断层活化可分为累积期、形成期、破坏期3个发育阶段;当工作面回采至工作面推进距离的一半时,断层开始活化,至开采结束,断层滑移量最大;倾角越小的断层面越早开始活化,倾角越大的断层面滑移量越大。研究成果为断层发育区煤炭资源安全开采提供了理论依据和技术参考。 相似文献
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《岩土力学》2020,(Z1)
采用现场调查、数值模拟和地质力学分析的方法,以金山店铁矿东区-340 m和-410 m阶段运输巷为研究背景,开展巷道围岩变形破坏的断层效应研究。研究结果表明,采矿影响区内的断层破碎带巷道变形破坏严重,围岩破坏模式主要表现为巷道顶板垮塌、顶板非对称下沉变形、巷道围岩内挤变形引起的片帮或剥落、巷帮水平张拉裂缝等等模式;-340m阶段运输巷所在的断层破碎带F4位于矿体开采引起移动变形区域,岩体移动变形引起的水平应力释放导致断层破碎带F4与近矿角页岩A2分界面出现错动台阶;-340 m阶段运输巷变形与破坏机制矿体开采,引起巷道围岩向采空区方向移动变形和开采诱发的断层破碎带滑移活化直接造成顶板沿陡倾结构面垮塌两部分,-410m阶段运输巷变形与破坏机制是受开采诱发的-340 m水平及以上断层破碎带岩体下滑活化引起的挤压变形作用。 相似文献
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《中国煤炭地质》2021,(6)
为了揭示不同倾角隐伏断层条件下的底板突水机理,运用剪切破坏理论建立了隐伏断层导水机理的力学模型。根据某实际矿井地质条件构建了倾角分别为15°、30°、45°、60°和落差为3m的隐伏逆断层模型,运用FLAC3D数值模拟方法分析了不同倾角隐伏逆断层在开采条件下的塑性区、垂直应力、孔隙水压力分布情况。结果表明:承压水的理论极限值受工作面埋深、采高、隐伏断层产状及其与底板距离等因素的影响,其中隐伏断层倾角的影响最为显著。当断层倾角较大、且与塑性区相交后断层下盘就会发生大面积破坏,破坏深度可达到23m;当隐伏断层靠近底板破坏区或完全位于采空区下方,隐伏断层末梢垂直应力大幅度降低,且沿断层方向岩层应力也大幅下降;孔隙水压力的压差高度随着隐伏断层倾角的增大而逐渐减小,但底板孔隙水压力的变化趋势则相反,隐伏断层上端末梢的揭露位置越靠近切眼,其孔隙水压力值越大,对开采工作影响越大。 相似文献
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利用井田勘探资料及野外地质资料,分析了梁北一号井田构造特征,认为该井田以断层为主,具有镶嵌构造特征,井田的构造格局是多期构造运动综合作用、互相叠加的结果,喜马拉雅运动对井田构造格架的形成具有重要影响。井田内断层发育,与煤层赋存和开采有密切关系,一方面断层的发育破坏了煤层的连续性和完整性,给煤岩开采造成很大困难;另一方面断层的发育使得埋藏较深的煤层向上抬升,埋藏变浅,有利于开采,扩大了煤层开采的有效面积。 相似文献
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断层破裂带附近采场采动效应的流固耦合分析 总被引：4，自引：0，他引：4
矿井底板突水是一个复杂的多物理场耦合问题,结合含断层破裂带条件下采场开采的工程背景,通过离散元流固耦合分析,研究了采场工作面推进过程中断层带的变形与受力情况以及底板支承压力、渗流矢量和渗流速度的动态发展规律和分布特征。相关模拟结果表明,采场中煤层的开采与断层破裂带之间是相互影响的,以支承压力为代表的采动应力是底板破坏形成导水裂隙带及断层“活化”突水的一个主要诱因,而断层的存在也使得工作面与断层带范围内的围岩应力更加集中,增大了底板破坏突水的危险性。采动过程中,底板破坏所形成的导水裂隙带主要集中在工作面前方及下方围岩中,这些区域渗流速度较大,是形成突水的主要通道。 相似文献
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深部开采突水具有突发性、滞后性和强致灾性等特点,研究突水通道成因、演变规律和致灾机制成为控制深部开采底板突水的关键。大量的防治水实践和理论证实,构造突水通道一般发生在构造与岩层接触面处,为此建立隐伏构造条块体突水判据模型,应用剪切破坏理论方法得到突水理论判据;借助深部承压水上底板断层扩展活化及导水通道演化物理模拟试验,研制了固-流耦合相似材料,选取模拟断层破坏活化的材料并进行了模拟材料的可行性分析;试验直观地展现了含隐伏断层底板在采动应力扰动和高承压水共同作用下底板裂隙形成、隐伏断层扩展、突水通道贯通的全过程。通过对试验监测数据和现象的解读,揭示了应力场-渗流场耦合作用下承压水体上采煤底板滞后突水的机制,并对突水路径形成的时空规律进行了分析探讨,为研究深部开采构造突水提供了新的方法和认识。 相似文献
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采动条件下断层活化易于诱发冲击地压、底板突水等动力地质灾害,如何对采场断层活化引起的一系列动力地质灾害开展超前防治预警,一直是煤矿安全开采面临的科学技术难题。从数值模拟、相似物理模拟及现场测试三个方面,概述国内外采场断层活化方面的研究现状;围绕断层活化的监测预警方法,包括微震监测技术、声发射技术、视电阻率监测技术、光纤监测技术、注水试验等,从方法原理、研究现状、技术特点等方面对现有的主要测试与评价方法进行了总结;结合当前国内断层复杂区的煤炭资源开采,重点分析断层活化诱发的几类典型动力地质灾害形成机制及其内在联系;当前,对于采动诱发下的断层活化多维多尺度全程精细化监测技术等研究工作仍然不足,基于煤矿开采精准化、智能化需求,指出断层复杂区煤层开采研究应向多场耦合、精细化模型构建、多手段综合探查、智能预警等方向发展。认为通过进一步开展断层活化的基础理论、精细化模拟、多维多场多尺度监测预警的技术系统研究,可为煤矿智能化引领下的矿井地质保障工作提供坚实基础。 相似文献
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普觉锰矿是黔东地区典型的南华纪"大塘坡式"沉积型锰矿床。区内一系列后期构造对早期形成的沉积型锰矿的埋藏和保存具有重要影响,深部构造格架及其与含锰岩系之间关系的勘查分析对区内找矿预测和深部锰矿勘查十分关键。为了查明普觉锰矿区成矿地质体和断裂构造的空间分布及其相互关系,采用音频大地电磁法（简称AMT）对区内地下电性结构特征和构造格架进行研究。在物性分析的基础上,构建了与测区地电结构大致相似的构造理论模型,通过开展不同模式的理论模型反演计算,优选出了适宜于研究区的Occam-TE一维反演为初始模型的非线性共轭梯度TM模式二维反演方法。运用上述反演方法对区内实测数据进行反演,识别了区内构造格架和含锰岩系的空间展布特征及二者的接触关系,查明了断层F0在深部未对含锰岩系造成破坏。应用研究结果表明,AMT对指导普觉锰矿区及毗邻地区开展深部找矿预测意义重大。 相似文献
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工作面内隐伏断层不仅严重影响煤炭资源的高效回采,而且给煤矿安全生产带来了潜在威胁。通过对工作面内隐伏断层的槽波地震数值模拟,证实了槽波透射法探测隐伏断层的可行性。采用全息观测方式对45301工作面进行了透射槽波探测,通过频散分析及CT成像,查明了工作面隐伏断层分布情况。探采对比表明,透射槽波探测技术能够有效探查工作面内部的隐伏断层,为煤矿安全开采提供有效技术支撑。 相似文献
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Land resources in opencast coal mine are excavated and occupied during the process of mining. Severe soil compaction resulted from heavy machinery lead to a series of consequences: vegetation cannot grow normally, loss of soil and water take place constantly, and landscape is damaged. Therefore, for the future development of reclamation and ecological restoration in opencast coal mine, it has become one major task to carry out the reconstruction of damaged landscape. According to the damage characteristics of land landscape in mining area, this paper summarized the data acquisition methods of damaged land landscape in this field, including remote sensing, GPS RTK, UAV, 3D laser scanning. Fractal and landscape index methods reflecting landscape were also reviewed. Besides, landscape remodeling and reconstruction theories were concluded, which include landscape ecology, microtopography and imitated-nature landform. Base on the above mentioned, it was found out that the UAV, 3D laser scanning technologies and fractal characterization method were rarely applied. In order to provide theoretical guidance and scientific basis for improving the effect of damaged landscape reconstruction and recreation in opencast coal mine, future research should be targeted on strengthening technology, deepening the fractal theory, creating landscape planning and technology system of damaged land. 相似文献
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Vertical shaft collapse at the Jinchuan Nickel Mine, Gansu Province, China: analysis of contributing factors and causal mechanisms 总被引：1，自引：1，他引：0
Feng-shan Ma Qing-hai Deng Dickson Cunningham Ren-mao Yuan Hai-jun Zhao 《Environmental Earth Sciences》2013,69(1):21-28
In mining areas, vertical ventilating shafts are often threatened by ground movements induced by underground mining. In this paper, damage characteristics related to collapse of the vertical ventilating shaft at the No. 14 exploratory line in Jinchuan Nickel Mine, China are documented. The damage mechanism is then analyzed based on comprehensive consideration of geological conditions and distribution of underground excavations. The results indicate that the high dip angle of the ore body and fault/fissures were responsible for the damage of the shaft when ground movements occurred. Although the damaged shaft was repaired in a short time, its stability and safe usage are still threatened by potential future ground movements, because the shaft is located within a subsiding depression induced by underground mining. This case study indicates that when designing an underground mining operation, it is very important to locate a shaft outside of any area where future mining-induced subsidence may occur. 相似文献
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瓦乌斯矿区(盆地)是一个NW走向、南北均为断层边界的断陷含煤盆地,通过电法工作,发现该矿区煤层露头附近视电阻率等值线密集,推断存在走向断层DF2,但该断层究竟存在与否?产状如何?争议很大。文章基于岩体变形破坏的摩尔强度原理,应用节理应力场分析、赤平投影和断裂共生组合的构造分析方法,判断DF2断层是矿区断裂共生组合中第2序次断裂中的一支,并确定了该断层的产状,结合DF2附近的岩层厚度及变形等特征综合判定了DF2断层的存在。该研究结果对中新生代断陷含煤盆地的构造分析和该矿区煤炭普查工作有积极的指导意义。 相似文献
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辽宁抚顺市区凤翔路地裂缝诱因分析 总被引：3，自引：3，他引：3
抚顺市是一个在煤炭工业基础上发展起来的大城市。煤田开采破坏了该地区的地质环境，在市区内诱发了一系列地质灾害，地裂缝是灾害之一。文章所讨论的地裂缝位于市区内凤翔路南侧，长约1．5km，已造成10余幢建筑物破坏，其中2栋居民楼被迫部分拆除。地裂缝尚在发展，其破坏作用不断加剧。文章通过变形监测数据及地质勘察资料分析，对地裂缝的诱因进行了探讨。认为浑河断裂带是发育地裂缝的地质构造基础，采煤沉陷为地裂缝的发育提供了运移空间及应力条件。该地区频繁发生的矿震加剧了地裂缝的发展及破坏作用。所得结论可供地裂缝治理参考。 相似文献
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文章以攀枝花市钒钛磁铁矿区、龙门山中段煤磷矿区、新康石棉矿区为例，从矿山地质环境概况，矿山主要地质灾害，矿山地质环境分区等入手，全面分析了四川省矿山地质环境现状及开发利用对生态地质环境的影响和破坏，存在的主要环境地质问题及危害。并提出了矿山生态地质环境恢复与重建的建议。 相似文献