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目前已被广泛应用的煤矿开采的关键层理论对煤矿岩层控制提供了重要理论依据,并合理解释了煤矿开采矿压显现现象。该理论认为煤矿开采引起的岩层破断、失稳后形成的铰接结构控制了覆岩的运移规律,但其忽略了层与层之间剪应力对覆岩破断运移规律的影响。基于岩层间存在剪应力这一假设,建立了覆岩组合梁力学模型,获得了非均质组合梁剪应力理论解;提出了考虑层间剪应力的关键层判断步骤,并修正了煤矿开采关键层破断距的计算公式;研究认为关键层控制的上覆岩层并不一定同时随其破断;基于双层岩层开采模型,分析提出了柔性控制层概念：即关键层破断后起到类似关键层作用而控制上覆一层或几层岩层变形的一类岩层;进一步提出了柔性控制层的判别方式,探讨了柔性控制层对关键层复合破断和矿压显现规律的影响,分析认为柔性控制层的存在一定程度上减弱了周期来压强度并产生二次伴随来压现象;结合工程案例,验证了该假设的合理性。 相似文献
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动力扰动诱发承压水底板关键层失稳的突变理论研究 总被引：2，自引：1，他引：1
应用突变理论建立了承压水底板关键层在动力扰动下失稳的双尖点突变模型,探讨了动力扰动诱发煤层底板关键层失稳的机制,给出了关键层在动力扰动下失稳的判据,揭示了关键层动力失稳的机理。研究表明,关键层破坏与否,不仅取决于关键层的内因如几何尺寸和岩石的性质等,还取决于外部作用力的大小和方式;承压水等静载荷作用对关键层结构振动频率的变化有一定的影响;对于受承压水等静载荷作用的底板关键层,不同的动压,如扰动的幅度、作用时间和频率的不同组合会对底板关键层结构产生不同的影响,有的是弹性振动,有的是稳定破坏,有的是突然断裂或失稳。 相似文献
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地表裂缝的形成主要与上覆岩层移动规律有关,为了研究浅埋单一关键层煤层开采造成的地表塌陷型裂缝形成机理,本文通过建立关键层断裂的固支梁和"砌体梁"力学模型,利用尖点突变理论,从力学平衡和能量平衡的角度解释了关键层断裂的原因,推导出了关键层的初次断裂步距和周期断裂步距,分析了关键层断裂与地表裂缝形成之间的关系,利用文中推导出的公式求得大柳塔煤矿12208工作面关键层的周期断裂步距为14.9 m,与现场矿压实测周期来压步距12~15 m以及裂缝平均间距13.7 m相符。研究结果表明:关键层断裂是造成地表塌陷裂缝的主要原因,关键层断裂步距决定了裂缝间距。这对于研究类似采矿地质条件下的地表塌陷裂缝形成机理具有一定借鉴意义。 相似文献
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关键层对上覆岩层的变形起控制作用并与受其直接控制的岩层形成组合梁结构协调变形,依此原理可算得将关键层视为四边简支的弹性薄板时板中面承受的均布荷载,因此可用关键层的变形代替组合梁结构的变形。将承受等效荷载时缓慢下沉的关键层视为平衡体系,依据平衡体系势能最小的原理求得注浆前后关键层的最大挠度和最大拉应力的方向。离层注浆是控制地表变形的有效方法,注浆前后地表的沉陷变形与关键层的挠曲变形密切相关,在忽略表土层对沉陷起弱化作用的前提下可用注浆前后关键层最大挠度的变化间接的反映离层注浆的减沉效果。通过该理论计算得出的减沉值和实测数据较为接近,验证了采用最小势能原理进行注浆前后关键层挠度值计算的可行性。为关键层注浆前后的挠度计算和注浆减沉的效果评价提供了新的方法和思路。 相似文献
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大量实测地质资料与防治水实践证实,深部煤层开采底板含水层存在大量的局部高承压水区域,在强开采扰动下极易诱发底板突水灾害。基于“下三带”、“关键层”理论,将局部高承压水与底板隔水关键层简化为圆筒力学模型,分析研究隔水关键层在局部高承压水作用下的屈服破坏机制,得到了隔水关键层发生屈服的4个临界水压值公式;对各临界水压值进行区间划分,分析不同区间隔水关键层的屈服状态,确定了局部高承压水致使隔水关键层屈服破坏两个阶段的水压判据平衡方程,得出了奥陶系顶部岩层作为隔水关键层剩余隔水能力的计算表达式,并反演得到了开采深度上限、下限公式。结合九龙矿深部开采实际,对所建力学模型进行了验证与应用,进而提出了防止局部高承压水致灾的相关措施,对实现深部煤层安全带压开采具有重要的理论指导意义。 相似文献
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为了研究以煤层顶板弱富水含水层为直接充水水源的顶板透水机理,并探索防治方法,以宁夏宁东煤田红柳煤矿1121工作面开采期间发生的4次大规模透水为切入点,通过理论分析、数值模拟并结合井下钻探等工程技术手段,得出该工作面透水是由煤层开采后顶板岩移形成的次生离层水体引发,提出了煤层顶板覆岩中隔水关键层是造成次生离层水体透水的必要条件;研究了隔水关键层位置、尺寸及其水理性质对次生离层水体周期性透水的控制作用;确定了临界隔水关键层厚度为18 m,并提出了次生离层水体致灾前疏放的最佳时机为次生离层水体形成且周期垮落前,最佳位置垂向上为煤层A主隔水关键层顶板,平面上位于下顺槽距煤帮1/6~1/3工作面斜长范围。 相似文献
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本文以奥陶系灰岩为例分析了煤矿水害的形成机理,概括了煤矿隔水关键层原理。在此基础上,以某地煤矿为例,总结了在巷道掘进和工作面回采等阶段的实践中所采取的几类防治水措施。 相似文献
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针对高强开采井田王家岭煤矿综放工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯积聚问题，基于岩层控制关键层理论，对顶板垮落走向与倾向采动裂隙发育进行研究。采用数值模拟的方法研究采空裂隙随工作面推进的演化过程，分析顶板裂隙发育高度，确定大直径高位定向长钻孔最佳布孔层位及钻孔结构，并进行工程实践。结果表明，依据关键层理论计算及采动裂隙数值模拟预测层位布设大直径高位定向长钻孔，抽采效果较好，单孔最大抽采纯量2.10 m3/min，最大抽采体积分数31.39%，4个定向长钻孔累计抽采瓦斯纯量28.99万m3，工作面上隅角瓦斯体积分数最低下降至0.46%，瓦斯治理效果显著，解决了上隅角瓦斯超限问题，保障了工作面的安全回采。 相似文献
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浅埋煤层覆岩结构稳定性数值模拟研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以神东矿区大柳塔矿井1203综采工作面为例,运用适合分析岩层断裂和垮落的离散元数值模拟软件,建立了相应的数值分析模型,进行动态数值模拟计算。其结果揭示了浅埋煤层关键层结构变形破坏规律,给出了控制关键层切落失稳的开采高度为2 m,为神东矿区的保水开采和生态环境保护提供了重要的参考依据。 相似文献
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基于板壳理论建立了两邻边固支、两邻边简支条件下高位主关键层的力学模型,利用瑞利-里兹法,推导出高位主关键层弯曲挠度函数的近似解析式和应力分布表达式,求解出高位主关键层破断跨度的计算式,并分析了该条件下的破断规律。根据现场微震监测,研究了高位主关键层破断运移与微震活动之间的关系。研究结果表明：该边界条件下主关键层破断前的最大挠度点靠近两简支边侧;主关键层破断失稳过程中,当破断前悬跨系数大于1时,主关键层沿倾向固支边上表面首先发生破断,当悬跨系数小于1时,主关键层沿走向固支边上表面首先发生破断,且主关键层破断跨度a与倾向悬露长度b的关系曲线呈W型。高位主关键层破断运移时诱发大能量微震事件,其破断步距和形式的分析结果与强微震活动规律相一致。 相似文献
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加蓬海岸盆地南、北次盆成藏特征对比 总被引：1，自引：0，他引：1
加蓬海岸盆地属于被动大陆边缘盆地。盆地沉积盖层主要由白垩系、古近系和新近系组成,沉积地层组合具有明显的三分性,包括早白垩世盐下层系、早白垩世晚期阿普特期盐膏层和晚白垩世至新近纪盐上层系。根据目前的油气发现,北加蓬主要富集盐上油气资源,南加蓬主要富集盐下油气资源。从构造沉积背景、油气地质条件、油气发现规模、油气平面分布、油气勘探潜力5方面对南、北次盆进行对比,分析南、北次盆的油气聚集差异,结合勘探现状分析其勘探潜力,并指出南加蓬次盆勘探难点为圈闭识别,北加蓬次盆的勘探难点是砂体预测。 相似文献
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文章在分析采矿型崩滑灾害发育特征的基础上，得出西南煤系地层山区地下采动型崩滑灾害常发生在层状碳酸盐岩与碎屑岩地层组成的褶皱翼部和核部的陡崖带上，与地形地貌、地层结构与地下采矿工程活动等因素关系密切，并指出薄矿层开采诱发大型山体崩滑灾害的具体过程:①采空后覆岩顶板塌落—覆岩顶板离层，采空区上覆岩层内部及层间自下而上应力传递；②地下水运移通道形成，并加快更大范围岩体结构破坏及扩展，加速了岩体结构面的松动与破坏；③上覆岩层不均匀沉降导致坡脚压裂，山体大型岩体结构面逐渐拉剪或压剪变形扩展，最终山体发生累积损伤与大规模崩滑灾害。此外，传统经验公式的计算方法对此类采矿型崩滑灾害已不适用，建议开展西南煤系地层山区地质结构与地下采动诱发崩滑灾害的相互作用关系、薄矿层采空区上部山体累积断裂损伤—岩体松动、裂隙扩展-岩溶管道流、裂隙流变化的链式响应机制、地下采动型崩滑灾害评价方法等关键科学问题的研究，以推动采矿型地质灾害防灾减灾工作的发展。 相似文献
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通过分析川西北金矿集中区的地层在金成矿中的作用 ,指出金矿成矿物质是多源的 ,且以寒武系及其下伏地层为主要物源 ;构造 -岩浆活动是地层中成矿物质活化、迁移的主要动力源 ,浅部赋矿地层的物理化学性质是金成矿的关键因素。 相似文献
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介绍了PAA高分子聚合物冲洗液在狮子庙金矿区复杂地层钻探中的成功应用，分析和探讨了PAA高分子聚合物冲洗液对复杂地层中护壁的作用机理。 相似文献