上覆岩层

摘要： 我国众多矿井面临水害和瓦斯灾害的威胁。工作面回采后裂隙演化特征是矿山防治水及瓦斯治理的技术基础,对于煤矿安全生产具有重要意义。在叙述煤层开采覆岩破坏和开采覆岩裂隙演化理论的基础上,较系统地梳理相似模拟、数值模拟、钻孔电视、分段注水试验、微震监测技术五种测试方法的工艺技术及装备、测试结果、存在问题及适用条件,并对工作面覆岩裂隙演化测试技术发展趋势进行展望,指出未来数值模拟应引入新的思维和数学方法;相似模拟引入数字岩心和3D打印技术高保真进行还原;现场测试技术向动态化、实时化、智能化方向发展。

摘要： 为深入研究缓斜煤层仰采过程中的煤壁片帮破坏机理,根据淮北袁店一井煤矿1035工作面的具体工程背景,建立煤壁破坏模型,并采用FLAC^(3D)模拟工作面煤壁及上覆岩层的破坏特征。结果表明,袁店一井煤矿1035工作面煤壁的破坏情况与倾角成正比,倾角越大,片帮破坏越严重;相同开采厚度条件下,工作面煤层倾角大于15°时,工作面煤壁水平变形显著增加,片帮情况加重。基于上述分析,结合淮北袁店一井煤矿1035工作面的实际生产,提出缓倾斜工作面煤壁片帮防治措施。

摘要： 安全、快速回撤综采工作面,直接关系到矿井的安全生产,以及产量和效益的提升。山东能源枣庄矿业集团付村煤业有限公司3上1007工作面上覆岩层的载荷,由液压支架及回撤通道支护结构体共同承载,控顶范围内顶板围岩将承受较高覆岩载荷,顶板脱落的风险较大。针对这一问题,通过分析3上1007工作面回撤支架期间覆岩载荷,对3上1007工作面回撤方案进行了优化设计。

摘要： 为研究工作面回采过程中,在经历不同的采空边界条件下,工作面不同覆岩空间结构变化及对矿压显现的影响,基于理论计算、微震监测、应力在线监测等方法,对母杜柴登煤矿30202工作面回采期间所形成的不同覆岩结构类型进行分析,得到不同覆岩空间结构下强矿压显现特征及危险区分布规律。研究结果表明:30202工作面回采过程中,先后经历“一面为自身采空区,三面为实体煤”到“两面为采空区,两面为实体煤”的边界条件,其覆岩空间结构相应的会经历“O”型、“O-S”型到“S”型覆岩结构转换和稳定的过程。工作面在“一面采空”条件下,回采过程中发生强矿压的危险性较小;工作面在经历“一面采空”到“两面采空”边界条件转变过程中,其临近已采工作面采空区侧及其端头煤发生强矿压的危险性较上一阶段明显增加;在“两面采空”条件下,本工作面高位岩层与相邻采空区上覆未回转下沉的高位岩梁容易产生连动,形成高位、跨度大的岩梁失稳,使得30202工作面回风巷侧在叠加应力影响下容易发生强矿压。研究结果可为工作面在不同开采条件下采场矿压特征分析、顶板控制和巷道支护设计提供一定借鉴。

摘要： 采场覆岩会随着工作面的推进发生移动、变形和破断等运动,在纵向上形成“竖三带”,即垮落带,裂隙带及弯曲下沉带。其中准确的裂隙带分布范围将会对矿井安全生产,支护参数优化等方面提供有效的保障,文章通过采用UDEC模拟软件,分析确定了三元福达煤矿15号煤层上覆岩层裂隙带高度。

摘要： 为深入研究极近距离煤层综放开采工作面覆岩“两带”的动态发育规律,采用理论推导、数值模拟和现场实测相结合的方法,分析袁店一矿824工作面覆岩“两带”的裂隙演化特征。结果表明:从岩层层向拉伸率角度,研究上覆岩层垮落带和导水裂隙带的垮落程度,考虑角度影响推导出岩层弯曲下沉边缘段变形前后的长度计算公式,根据覆岩的碎胀特征计算各岩层的最大下沉量,预测垮落带和裂隙带的范围分别为30.2~41.2 m和70.7~78.2 m;采用3DEC数值模拟分析该矿824工作面开挖后上覆岩层垮落的基本形态和裂隙分布规律,结合其应力、位移云图和监测线位移曲线的分布特征,得出垮落带和裂隙带的高度分别为32.50 m和77.25 m;采用分布式光纤应变监测系统,监测工作面前方80 m处上部顶板的受力情况,得出受采动影响的光纤应变呈起伏变化,且应变分布与地层岩性存在对应关系,得出垮落带高度约30.4 m,裂隙带高度约74.8 m,验证采用层向拉伸率和覆岩碎胀性2个方面来预测工作面覆岩“两带”高度的合理性,可为类似方面的研究与施工提供相应的技术依据。

摘要： 针对煤层开采后常出现矿压显现剧烈、煤岩透气性增大和地表下沉等问题,利用二维相似模拟试验研究综放工作面覆岩破坏特征并通过分形理论表征裂隙演化规律。试验结果表明:煤层基本顶初次来压步距为78 m,周期来压步距为24 m;煤层采动裂隙发育,距煤层顶板超过35 m;煤层开采后形成的覆岩裂隙具有分形特征,其分形维数随工作面的推进总体趋势增大;随着工作面的推进,开采位置与覆岩应力测点的水平距离小于40 m时,最初的原岩应力转变为应力集中,当工作面推过应力测点15~20 m后,应力卸压后会出现最小值,随后趋于稳定值;上覆岩层由下而上的垮落表现为非线性,其下沉形态为非对称性,总体垮落趋势近似呈“凹”型。研究结果进一步解释了采动过程中覆岩破坏及裂隙演化规律,可为煤炭开采顶板管理和煤层气抽采提供参考依据。

摘要： 为解决“三下”压煤问题,本文以邯矿集团亨健煤矿2515工作面为研究对象,对现场进行实测,计算地表实测下沉系数;采用文克儿地基假设方法,对比分析了不同开采方法采空区上覆岩层破断规律。结果表明:采用全部垮落法开采,推进距离等于直接顶的极限跨距(l=25.7 m)时极限挠度约为1.057 m,随着工作面推进,直接顶出现破碎;采用高充填率充填开采,充填距离等于25.7 m时,直接顶的极限挠度约为530 mm,出现“接顶”现象,等效采高远远小于直接顶和老顶的极限挠度,从而极大地抑制了直接顶、老顶的破碎和其他岩层的断裂和离层发育。现场实测与理论分析表明:高充填率充填开采条件下,以等效采高为采厚,地表下沉系数较全部垮落法增加15%左右。

摘要： 本设计针对淮北许疃煤矿83下采区近距离煤层采空区下首采工作面无覆岩破断规律可供参考的工程背景,提出通过构建覆岩运移与裂隙演化物理相似模型,研究重复采动覆岩运移及破断规律,得到重复采动后,上覆岩层遭受破坏程度增大,岩层下沉量呈非连续性特点,跳跃显现明显,且采动裂隙将进一步向上发展观点。在采矿行业起到对矿井顶板灾害实现超前防控作用。

摘要： 煤岩体裂隙是工作面流体移动、渗透的主要途径,伴随工作面回采的不断推进,采动覆岩有规律地发生垮落、断裂、下沉等现象,分析这种规律是确定采煤工艺、开采上限、瓦斯抽采层位等的前提工作,本文通过采用FLAC^(3D)数值模拟软件,分析三元福达煤矿15号煤层上覆岩层破坏规律,确保后续开采工作的顺利进行。

摘要： 综放沿空煤巷上覆岩层弧形三角块的稳定对沿空煤巷围岩稳定起着至关重要的作用.要解决综放沿空煤巷的围岩控制问题就必须解决上覆岩层弧形三角块的稳定性问题.随着相邻工作面的推进,沿空煤巷上覆岩层断裂并在煤壁内部旋转下沉,沿工作面走向方向形成砌体梁结构.通过建立开挖后老顶弧形三角块结构及其下部煤岩体的力学模型,对弧形三角块结构的稳定性及巷道周围煤岩体的应力和位移进行力学分析,给出弧形三角块稳定性系数的计算方法,为工程实践提供了理论支持.

摘要： 为准确掌握上覆岩层各向应力状态及分布,以实现有效的围岩控制,借助光纤光栅传感技术对覆岩内部水平及三向应力变化规律进行了相似模拟实验监测研究.水平应力监测时,以裸光纤光栅作为传感器直接埋入,检测采动过程中波长漂移量,以得出单个光栅附近水平应力变化,再综合多个光栅的测试结果得出水平应力分布规律;将光纤光栅以特定方式布置形成对三维应力敏感的传感器,并埋入相似模型固定位置,进行采动影响下三维应力变化过程的实验监测研究,结果表明,传感器可以实现对上覆岩层三维应力变化的监测,监测结果与实际变化过程相一致.本项研究对于提高岩层应力监测水平具有重要的意义.

摘要： 以正利煤矿地下约800米采深的三个工作面为地质背景,建立FLAC3D数值模型,研究工作面开采上覆岩层的运移特征,以及顺采和跳采两种不同开采顺序对地表沉降的影响.研究结果表明,顺采造成的塑性区范围更大,跳采造成的地表沿移更大,跳采更易引起孤单工作面应力集中.本研究对地表变形及煤矿安全生产具有科学意义和工程指导价值.

摘要： 通过运用颗粒流数值软件PFC3D,模拟深部地下岩土工程中上覆岩层自重荷载的加载方式,对比分析了说明书上提供的两种主动加载方式和文中推荐的增大密度法被动加载方式,从而得出用建立部分上覆岩层模型,增加这部分模型密度的方法来模拟上覆岩层自重荷载操作方便且符合实际情况的结论。

摘要： 上覆岩层卸压高度的确定是进行邻近层或采空区瓦斯抽放钻孔布置的主要依据.而目前上覆岩层卸压高度仍是一个没有解决的问题。本文建立了表征多种主要影响因素的上覆岩层卸压高度的神经网络模型，通过实践证明能够较准确地预测上覆岩层卸压高度，从而为上覆岩层卸压范围预测提供了一种新的途径。

摘要： 采用四维地球物理技术研究现代煤矿生产对上覆岩层及地下水的影响，是通过观察与分析采矿前、采矿中、采矿后、稳定期各阶段的地球物理数据特征变化，来研究地层与地下水的变化。基于四维地球物理勘探技术，结合地震与电法两种手段来研究煤层采动对上覆岩层及地下水的影响，可以帮助人们深刻分析地层结构的变化，对煤炭“绿色”开采及地下水资源保护起到指导作用。地层及水资源具有一定的自我修复能力，但是恢复能力有限，如果不加保护地肆意开采，会造成水资源的污染及岩层的破坏。采用保护性采煤技术应该是未来煤炭开采的发展方向。按照一定的设计，预留保护煤柱来控制上覆岩层的受力平衡，保护地层的同时也防止了水资源的破坏。

摘要： 本文将数字图像相关法与数字标记点相关法相结合,分析煤矿井下工作面回采过程相似模型实验中上覆岩层的变形破坏规律.利用数字图像相关法全场性和精度高的特点来分析上覆岩层破坏前的变形,由数字标记点相关法获得岩层垮落后的岩层的变形,为全面分析开挖过程中岩层的变形破坏规律提供数据.

摘要： 基于对井工开采上覆岩层的"两带"的变形演化规律的研究分析;针对神华乌海路天矿地下"L"型工作面的开采实际状况,结合当前现场勘察资料,利用理论计算和数值模拟的综合分析方法进行研究,其结果表明:冒落带、裂隙带范围与开采宽度呈现正相关的线性关系,呈现出圆滑"M"型驼峰状;其影响高度随着开采的推进而不断增大,采动至40m达到充分采动,最大值分别为42m和160m;因此,造成裂隙带间的导通,对矿山的安全开采形成了威胁.

摘要： 本文以某煤矿深部开采条件下综采工作面为研究对象，首先分析了工作面的顶底板情况，制定矿压观测的内容与方法，进而分析了采场矿压显现的岩层组成，并利用矿用数字综采支架压力记录系统和顶板动态报警记录仪对工作面直接顶初次跨落步距及老顶周期来压步距进行分析与计算，从而可以得到工作面的上覆岩层运动规律，确定需控岩层的范围，利用单体液压计分析采场推进过程中支承压力的发展变化规律，而且对超前支护范围外的断面收敛仪及顶板离层仪进行实测分析，确定超前影响范围。因此根据矿压监测得到的采场顶板来压特点，从而提出合理的顶板管理措施，建立采场支架与顶板的相互关系，进行老顶来压预报等并得到矿压显现的规律，从而为工作面的高产、高效、安全、低耗创造良好的技术条件。

摘要： 针对崔木煤矿富水顶板特厚煤层综放工作面在限厚开采条件下,仍然频繁出现的出水和压架问题,分析了上覆关键层破断与工作面出水的关系,认为21303工作面导水裂隙带的发育高度受高位厚硬岩层亚关键层Ⅰ的控制,最大发育高度为185m.工作面出水具有周期性,且出水周期性与亚关键层Ⅰ周期性破断有关,出水在形式上可以分为直线型导通和折线型导通两种.在初次和周期性出水期间伴随着工作面强矿压显现.

摘要： 本发明公开了一种上覆坚硬岩层的煤层安全开采方法，旨在实现煤层的安全开采。为此，本发明实施例提供的煤层安全开采方法，利用顶板钻爆法对工作面巷道中采空悬顶的含有大厚度完整坚硬岩层的煤层顶板，实施钻孔爆破，爆裂或切断大厚度完整坚硬顶板岩层；爆破施工完成后，工作面液压支架组向前推进至煤壁面，然后采煤机进行正常的采煤作业，待工作面液压支架组推过直接顶钻孔位置后，由于爆破以及钻孔的作用，工作面巷道的悬顶在工作面液压支架组后方垮落，并充满采空区，实现煤层顶板的泄压；重复上述步骤，直至完成整个煤层的安全开采。

摘要： 本发明公开了一种倾斜岩层上覆土体地基承载力试验装置及量测方法，属于土木工程试验技术领域；该试验装置包括设置在框架内的转动台、被测土体以及加载系统、转动机构和升降系统；所述转动台设置在所述框架内底部上方，所述转动台左端头通过所述转动机构连接转动、下端面通过所述升降系统连接支撑；所述被测土体上端设置所述加载系统、下端紧密贴合在所述转动台上。本发明通过转动台的转动使被试土体下端面倾斜，模拟量测倾斜岩层上土体地基承载力，并可在试验中方便地在被试土体与加载机构之间设置基础相似物，实现对试验目标的连续性加载，获得基础受荷加载时的运动特征以及失稳时应力环测定的地基极限承载力。

摘要： 一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置和方法，装置包括注浆护管、回浆管、集气罩、抽采管路、瓦斯浓度探头、分站、井下平板电脑。所述集气罩安装与钻孔的孔口处，并且在钻孔内设置有注浆护管和回浆管，回浆管位于集气罩部分的端头安装有第一截止阀，所述集气罩通过法兰与抽采管路一端连接，抽采管路上安设有第二截止阀和瓦斯浓度探头，且第二截止阀较瓦斯浓度探头靠近集气罩设置，瓦斯浓度探头通过分站与井下平板电脑连接，抽采管路另一端与抽采主管连接。该装置结构简单，操作方便且成本低，能简单有效的确定赋存瓦斯岩层层位，为优化抽采参数提供了夯实的数据支撑，精准的对岩层瓦斯进行抽采，保障了回采工作面的安全回采。

摘要： 本发明涉及矿山安全技术领域，公开了一种室内上覆岩层离层充水及渗透模拟系统，包括：相似模拟实验装置、相似模拟材料、含水层加载装置和含水层渗流装置；相似模拟材料设置在相似模拟实验装置上，含水层加载装置和含水层渗流装置相连接，含水层渗流装置设置在相似模拟材料中；所述含水层加载装置包括：计算机控制系统、进水管路和设置在进水管路上的加压装置、单向控制阀、压力表和稳压调节器；所述含水层渗流装置包括：蛇形管、导水装置和连接管；蛇形管上设有多个出水孔，这种模拟系统，通过改变含水层的水流量以及水体压力可以分析出工作面的水量变化情况，为防治离层水害提供实验帮助。

摘要： 一种确定上覆岩层赋存瓦斯岩层层位的装置和方法，装置包括注浆护管、回浆管、集气罩、抽采管路、瓦斯浓度探头、分站、井下平板电脑。所述集气罩安装与钻孔的孔口处，并且在钻孔内设置有注浆护管和回浆管，回浆管位于集气罩部分的端头安装有第一截止阀，所述集气罩通过法兰与抽采管路一端连接，抽采管路上安设有第二截止阀和瓦斯浓度探头，且第二截止阀较瓦斯浓度探头靠近集气罩设置，瓦斯浓度探头通过分站与井下平板电脑连接，抽采管路另一端与抽采主管连接。该装置结构简单，操作方便且成本低，能简单有效的确定赋存瓦斯岩层层位，为优化抽采参数提供了夯实的数据支撑，精准的对岩层瓦斯进行抽采，保障了回采工作面的安全回采。

摘要： 本发明公开一种基于地下水库的浅层煤炭开采上覆岩层损伤程度确定方法，包括：确定浅层煤炭开采区域中的沉陷区域及沉陷区域内的地下水库分布信息，获取沉陷区域的地表渗水量，对沉陷区域内的地下水库水量变化信息进行监测，根据地表渗水量和地下水库水量变化信息确定沉陷区域中上覆岩层渗水强度，根据上覆岩层渗水强度确定上覆岩层损伤程度。以上方案中，基于煤矿井下地下水库系统，利用地下水库储水量的变化反应地下水库上方的上覆岩层的渗水能力的变化，将上覆岩层的渗水能力作为上覆岩层损伤程度的影响因素，给出了具体的判断方法。本发明的上述方案具有方法简单，结果可靠，实现了煤矿开采上覆岩层生态损伤的快速简单判断的效果。

摘要： 一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置方法及结构，包括注浆管、测斜管以及渗压管，S1；进行定孔和测量放点，利用钻机对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作；S2，将钢绞线、注浆管以及测斜管或者渗压管通过自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；或者，直接将测斜管和注浆管通过固定装置进行束缚形成两管组，本发明目的是在于提供一种在同一钻孔内同时监测岩移、水文、应力、内部沉降等参数监测的监测技术，以实现对同一监测点位岩移、水文、应力等参数的同时监测，因为钻孔深且安装空间狭小，巧妙的设计和施工工艺可以是三种传感器兼容且大大降低钻孔掘进费用。费用在传统方案的1/3～1/4。

摘要： 本实用新型公开了用于特厚煤层综放开采上覆岩层运动的监测装置，包括固定支架，所述固定支架一侧的中部固定连接有测量机构，所述测量机构底部的中部通过连接孔插接有测量杆，所述测量杆表面的一侧固定连接有刻度板，所述测量杆的底端固定连接有固定底板，所述固定底板底部的一侧设置有防滑套，所述测量机构顶部的中部开设有插接孔。本实用新型通过测量机构、测量杆、刻度板、插接孔、观测机构、连接绳、氢气球和连接弹簧的设置，底部的测量杆在向下缓冲时，将顶部的连接绳向下拉扯，使得连接绳的顶端带动氢气球进行向下拉动，并且在连接绳的表面设置有刻度线，便于进行观察升降高度，从而达到了便于将覆岩层整体的沉降高度进行记录与测量。

摘要： 本实用新型涉及监测传感器技术领域，尤其是指用于采煤沉陷区上覆岩层内部监测的多传感器安装结构，包括固定安装座，所述固定安装座上方固定连接有伸缩杆，所述固定安装座下方设有保护箱，所述保护箱内设有监测机构和转动机构，所述固定安装座上还设有控制器；所述监测机构包括孔隙水压计、锚索应力计和固定测斜仪，所述保护箱的箱底对应所述孔隙水压计、锚索应力计和固定测斜仪分别开设有通孔，所述转动机构包括转盘，所述转盘上开设有一个工作通孔。本实用新型将三种检测仪器安装于同一个钻孔内，同时监测上覆岩层的岩移、水文、应力信息，减少了钻孔数量，大大降低了整个检测工程的费用。

摘要： 一种采煤沉陷区上覆岩层多参数监测传感器布置结构，包括注浆管、测斜管以及渗压管，S1；进行定孔和测量放点，利用钻机对沉陷区上覆岩层进行钻孔操作；S2，将钢绞线、注浆管以及测斜管或者渗压管通过自外而内的通过固定装置进行束缚形成三管组；或者，直接将测斜管和注浆管通过固定装置进行束缚形成两管组，本实用新型目的是在于提供一种在同一钻孔内同时监测岩移、水文、应力、内部沉降等参数监测的监测技术，以实现对同一监测点位岩移、水文、应力等参数的同时监测，因为钻孔深且安装空间狭小，巧妙的设计和施工工艺可以是三种传感器兼容且大大降低钻孔掘进费用。费用在传统方案的1/3～1/4。