文摘

为了研究位移的变化规律提出和上覆地层应力场孤立的支柱与充填采矿方法,自行设计模型分离柱的等效开采高度和压力的监测系统是用来研究上覆地层的进步失败引起的位移和应力的变化规律,随着等价采高的增加。试验测试的结果显示如下:(1)等价采高时小,隔离煤柱上的上覆地层弯曲和消退,但双方的采空区上覆地层位于保持稳定。(2)随着等价采高的增加,应力集中的程度上部分煤柱将上升和生产塑料失败首先附近大型采空区塌陷。孤立的工作面之间的地层可以消退,邻近大屈服采空区。(3)进一步随着等价采高的增加,新裂缝的屋顶孤立工作面将在双方团结雕刻采空区的裂缝在水平方向,导致裂缝的高度的显著上升。三个采空区将演变成一个大型雕刻采空区,和垂直裂缝外的一面雕刻采空区彼此相交形成“骨折乐队”。这项研究获得的预防要点的隔离煤柱开采充填方法和提供指导方针来实现这种技术和防止岩爆。

1。介绍

由于分段开采煤柱开采一个孤立的离开或不合理的开采布局与填充方法是资源枯竭型矿业领域的必然选择1- - - - - -3]。与上覆地层的复杂结构隔离煤柱,煤层开采可能引起的变化空间结构和岩爆的发生4- - - - - -8]。等价采高的关键指标是控制运动的上覆地层充填开采工作面,所以研究等价采高已成为一个完整的隔离煤柱开采成功的关键因素。苗族和鸡胸9首先定义等价采高和提出了一个方法来计算等效矿业与gangue-filled高度。Zhang et al。10),按照控制不同层上覆地层的特征差异,定义了临界填充率和创建定理对填充率。鸡胸et al。11)测试煤柱顶板运动和特征变换的地带,取而代之的是煤矸石、和实施的项目gangue-filled乐队在条带煤柱。丹等。12]研究了相似模拟用充填法开采薄煤层超高水材料。崩落法相比,他们发现活动的程度上覆地层在采空区缓解,无雕刻区或骨折发生。Junfei et al。13]提出的方法可能性指数诊断来判断全球爆发的可能性失败和采矿对孤立的煤炭质量。Guangwei [14]介绍了活性度的测试方法来研究煤层开采后采空区离开paste-filling条带煤柱的方法,表明填料的强度是影响沉降的主要因素和地面的激活。江和徐,Zhijie et al。15,16]采用相似材料模拟研究床分离的特点开发和裂缝分布下high-located hard-thick地层,分析发展的规则和disaster-causing机制hard-thick岩体在不同的地层。Atsushi和哈尼17)专注于不稳定的隔离煤柱的原则,造成时间皮肤、退化、异质性和力量。Linming et al。18)采用计算机断层扫描技术来预测潜在的破裂区和危险程度。Shaojie et al。19]研究了上覆地层的空间结构和运动规则通过paste-filling开采煤柱地带。他们发现,随着煤柱开采的区域增加,上覆地层的结构将改变从“c型”到“铰链接合”unequal-height支持。Sitao et al。20.]分析了overall-instability-induced机制隔离煤柱岩爆和破裂灾害提出了评估方法基于实际承载力。Weijian和Weijun21]研究地层的运动机理和特点引起煤柱在三种情况下由煤矸石回填、交换和他们建议二次稳定的运动是由多个压缩支持由煤矸石充填和负重。Xikui et al。22]研究了上覆地层的结构变化特征在煤柱开采地带和填充率计算方法提出基于地表沉陷的控制。Xuesheng等人,石林等。23,24]研究了煤岩组合通过机械实验的失败法,建立了煤的损伤本构模型。在[25,26),屋顶设计,切削参数的优化人员gob-side进入深层煤矿通过数值模拟和离散单元的力学建模程序。

至于运动煤柱开采上覆地层的孤立,地表沉陷,和应力分布从支持的东西,大量的研究在过去的年27- - - - - -31日]。然而,很难找到一个研究运动和上覆地层的失败与不同的等价采高隔离煤柱。基本的静态负载隔离煤柱有很大数量所以它可能诱发动力灾害如破裂。如果一个大型的运动和失败上覆地层发生在煤柱开采,这将导致一个增量动态工作负载的脸。等效开采高度有直接关系的最大高度隔离的屋顶工作面消退,具有相当大的意义矿业安全隔离煤柱和有效率。

本文介绍了自行设计layered-mining系统和监控系统上覆地层的运动。类似的模拟方法来分析进化规则的位移场和应力场,在上覆地层进步失败的过程。上覆地层的研究显示变换的规则和机制的负载释放和获得进化规则上覆地层的裂缝和断裂的拱在相邻采空区。研究结果为隔离煤柱的开采提供指导和灌装的设计方法。

2。项目背景

本研究是基于C8301工作面充填法在远古时期煤矿,山东,中国。远古时期煤矿位于科煤田,露出北部的汤口勘探区域在山东省济宁市。因为大量的煤是在地表建筑物、露天开采法在前面的阶段。的隔离煤柱开采领域# 5和# 8达到14。收集那些离开了资源安全、维持可持续发展的煤矿,远古时期煤矿进行系统性研究的东西来代替隔离煤柱。等价采高=采矿工作面高度-采空区压实填满东西的高度。简化,煤层的开采高度被视为等效开采深度的实验。

工作面C8301是第一个填充孤立的工作面。它位于南部的矿区开采深度的# 8 778米和3.2米厚煤层。煤层的倾角是7°-19°,直接的屋顶是粉砂岩的身高1.5 - -2.5米,和主要的屋顶是粗砂岩的高度6.9 - -8.4米。这是20.1米以上煤层中砂岩高25.2米。煤层的结构很简单,和采矿方法采用完全机械化技术的长期下滑趋势墙向后矿业。周围的条件如下:东采空区工作面8308,南边是T5-4断层保护煤柱,西边是8307工作面采空区,北边是东翼的保护煤柱巷道−725米。工作面的宽度是96,和开采区域的长度为424米。的位置工作面C8301图给出1。

直接影响充填采空区的范围和强度运动和上覆地层的失败。压缩后的最终高度的东西决定了上覆地层的空间结构变化和工作面支承压力分布,在安全开采起着重要的作用。本文采用相似模拟方法研究上覆地层的应力分布和移动基于等效的隔离煤柱开采高度。

3所示。模型试验的过程

3.1。装置模型试验

因为物理相似模拟方法具有可靠性和直觉,它可以用来研究运动规则和空间结构倾向于上覆地层的孤立了不同采高工作面。

工程背景和模型特点的基础上,该测试利用自主研发的钢架测试站,这是由垂直支柱,挡板,和基地层,如图2。测试站有一个大小为330厘米30厘米基于平面应变的140厘米。在双方的框架,有由两个高强度carbon-type垂直支柱U酒吧,在框架上施加侧向约束。模型的地板连接基地通过污点和垂直支柱承载模型和试验材料、构造简单应变条件隔离煤柱的开采。铺挡板通过螺栓固定在垂直柱子一个接一个的高度增加试验材料。

3.2。模型参数和测试计划

根据地质条件工作面C8301,上覆地层的简单应变模型运动的隔离煤柱开采充填方法的建立。相似的比例是一个关键因素试验结果(32]。几何尺寸、单位重量、强度和边界条件的模型,以及应用载荷和变形行为,将满足三个相似定律。这个模型几何相似比,C_l= 1:150年,容重相似比,C_r= 1:1.6,应力相似比,C_p= 1:240。屋顶的模型是应用等效负荷为0.062 MPa,屋顶和双方的边界是固定的。按照相似材料模拟的理论(33),沙子和石膏作为骨料,石灰作为粘结剂,云母粉层压材料。考虑实际地质资料在工作面煤岩层,混合比例可以通过重复类似的材料分配和比较。模型包括24层,屋顶的21层和底部只有2层。建模参数确定和混合材料比例中可以看到表1。

构建模型,首先,3基地被放在一个平坦的和稳定的地方,然后使用螺栓连接基地与地板和垂直的柱子。挡板两侧放置地板上。类似的材料铺设在每一层和压缩持平。云母粉中设置两层分层。图3显示了模型建立部分工艺图纸。

3.3。布局和采矿工作面监视点的模型

模型的实际大小是285厘米140厘米30厘米,长度的工作面临着8307年,8308年,和C8301 50厘米,83厘米,80厘米,分别。铺和干后模型,模型的表面涂上离散点,和无触点维克全球应变监测系统是用来测量围岩的变形。维克监控系统由高清摄像头和图像分析软件。研究工作面应力分布特点,11煤层传感器设置在地板上。传感器设置在边界煤柱工作面8307编号为1 #以外,和其他传感器2 # 11 #编号序列,其中传感器设置隔离煤柱下3 # 8 #按顺序编号,每两个传感器之间的间隔16厘米。传感器1 # 11 # 17厘米距离模型的边界。间隔距离1 # 3 # 40厘米,30厘米,和间隔距离8 # 11 # 25厘米,50厘米,分别和26厘米。模型被描述为图4。

研究上覆地层的运动机理与填充方法,充填开采煤炭,按照等效开采的理论高度,相当于矿业超薄煤层。因为重复开采造成的干扰可能导致岩体失败,材料填充模型会产生压缩形变压力屋顶的功能和应用支持在屋顶,屋顶是大范围可能会崩溃。这个试验测试模拟了模型等价采高用充填法和模拟开采过程等效开采高度逐渐增加。采用露天开采模型中首先,和崩落法采矿工作面临着8307年和8308年。中间的煤柱离开开采随着等价采高的增加订单。工作面C8301是由PVC板尺寸为300毫米50毫米,1.3毫米厚。开采前代表填充率100%,下降了5%,每一层开采,以模型的运动规律和应力分布上覆地层与等效开采煤柱高度。充填工作面预留5厘米unmin空间两端截面模型支持影响煤柱上覆地层。

4所示。分析的结果

4.1。上覆地层的渐进的过程失败

为了直观地研究充填开采后上覆地层的运动照片拍摄在不同阶段建模的比较。图5显示了进步的过程失败的上覆地层充填开采工作面C8301。从开发上覆地层的裂缝工作面临双方使用崩落采矿,这表示崩落开采导致上覆地层垂直裂缝和床分离。开采后,垂直裂缝产生在墙的两面采空区向上传播,切断床分离形成断裂拱在一定水平。骨折拱在采空区上覆地层8307有一个半圆形状,高度是19.2米。8308采空区梯形骨折拱高度为54.5米。内的地层断裂拱形式失败和旋转的结构。断裂的屋顶拱发育完全断裂,和非传递垂直裂缝地层断裂拱发展之上。上覆地层包括屈服区,断裂带,bending-subsidence区。

当等效开采高度小于0.4米,直接充填采空区的屋顶有一个轻微的弯曲和沉降发展床分离骨折在一个小范围内。采空区的中心部分的屋顶被损坏在某种程度上,但没有发生故障。因此,屋顶仍然具有良好的完整性。当等效开采高度增加到0.8米,充填采空区的直接顶将弯曲和消退,和床上的骨折分离中心的采空区高度增加,但不会产生纵向裂缝。当等效开采高度达到1.2米,眼前的屋顶边缘的采空区首次产生纵向裂缝。当等效开采达到1.4米,垂直裂缝继续向上传播,直到粗硬岩层下的面积。较低的部分直接顶和基本顶分手。与此同时,床分离粗硬岩层之间的发生和下面的岩层。当等效开采高度上升到1.8米,下床的高度分离粗硬岩层进一步传播。塑料失败发生在部分8301年和8308采空区煤柱采空区之间。 The existing bed separation in goaf 8308 will shut to some extent. When the equivalent mining height is 2 m, the height of the bed separation under thick-hard rock reaches its maximum value, and a large range of fractures are produced at 30 m–40 m height above the middle part of goafs 8301 and 8307 with a length of 70 m. When the equivalent mining height increases to 2.2 m, plastic failure takes place in section coal pillar between goaf 8301 and goaf 8308. On the right side of goaf 8308, vertical fractures cut through one another and propagate to the top of the model, getting through vertical fracture on the left side of goaf C8301. Overlying strata on goaf C8301 and goaf 8308 will subside as global. Vertical fractures on the left side of goaf propagate upward but do not arrive at the top of the model. When the equivalent mining height increases to 2.6 m, the section coal pillar between goaf C8301 and 8307 will have plastic failure, and the existing bed separation in overlying strata will shut slightly. The fractures of bed separation thus reclose. Vertical fractures on the left side of goaf 8307 intersect with each other and propagate to the top of the model. Meanwhile, on the top of the semicircle fracture arch, a new cut-through vertical fracture parallel to fracture line on the left is created. When the equivalent mining height reaches up to 2.8 m, the area surrounded by the fracture lines on the left side of goaf 8307 and on the right side of goaf 8308 will subside further. Vertical fractures are developing more completely, and the strata in the fracture arch in goaf 8307 have dislocated. As the equivalent mining height increases further, overlying strata surrounded by fractures of 8307 and 8308 will subside far significantly, and all the existing bed separations in three goafs will close.

4.2。分析上覆地层的变形

随着等价采高的增加,上覆地层的运动提供了一个显著的阶段性演化特性。我们使用Vic-2D全球应变监测系统的非接触识别分散点喷在模型表面。垂直位移绘制在图的轮廓6。

从图6可以看出,与矿业高度增加从0.2米到0.8米,没有明显的床和垂直裂缝在采空区C8301生产分离。屋顶的地层是弯曲和沉降随着全球。直接顶的宽度从33.7扩展到60米,高度传播从15.9到68.4米。上覆地层保持全球连续,不会产生屈服区和裂缝带。因此,结果表明,等效开采工作面高度和宽度的影响在采空区上覆地层,但仍然有一些空间为全球上覆地层的沉降。在采空区上覆地层的沉降C8301最小的数量,和上覆地层的两面屈服采空区仍然保持稳定。

当等效开采高度增加从0.8米到2.4米,上覆地层的运动强度和规模不断增加,与采空区上覆层交互。这包括以下几点:(1)地层运动的范围不断扩大,和屋顶的高度弯曲下沉在采空区C8301垂直方向达到顶端的模型。在水平方向上,在采空区顶板弯曲和下沉C8301与采空区上覆地层的8308。(2)在采空区29米,长43.7米床分离发展和达到最大宽度为2.1米。地层下床分离在同一速度分解为每一层和地层附近采空区8307和采空区8308制作角度69°和64°,分别。暂停地层中垂直non-cut-through骨折。(3)之间的部分煤柱采空区C8301和采空区8308消退,和床分离8308采空区是关闭的。附近的地层位移煤柱采空区侧向一边8307年保持不变。随着等价采高的增加,相同的运动步覆层的每一层扭曲垂直位移在每一层都有很大的差异。因此,结果表明,采空区的床分离切断了从表层向下加载路径,导致地层下床上负载承担分离被传递到部分煤柱和煤柱内导致塑料失败部分首先因为大量装载8308点附近采空区。 The jointed rock beam on the left side of goaf 8308 rotates back slightly.

随着等价采高的增加,采空区的屋顶C8301消退下降更明显。这表明原来的床分离开始关闭。垂直裂缝向上穿过和传播,因此地层弯曲、下沉的范围继续扩大。当等效开采高度达到2.6米,部分煤柱采空区C8301至8308年采空区坍塌,以及地层缺乏支持明显消退。地层断裂线的右边采空区8308是一个30°米宽裂缝带,从边缘向上延伸至屋顶的模型。在采空区互连水平两个高层屋顶,屋顶由2.5米105.3米以上煤层消退。之间的同时,部分煤柱采空区C8301和采空区8307产生失败与顶板下沉2°m为全局索引。当完成煤层开采,地层断裂线左侧的采空区8307°28米宽“骨折乐队”,从边缘向上延伸至屋顶的模型。

屋顶的垂直位移在充填工作面等效开采高度增加而增加。小等效开采高度、充填采空区的屋顶只有弯曲挠度随着全球,和其结构没有基本失败,但只有形式裂缝带和bending-subsiding乐队。随着等效开采高度逐渐增加,岩石梁的弯曲挠度屋顶也增加并达到极端的偏转。屋顶生产床分离越低,断裂,屈服在序列。失败的程度和范围显著增加,引起上覆地层的第二乐章两个相邻采空区塌陷,煤柱的部分和一个更大的宽度是第一个失败。大部分失败的长度采空区的屋顶是一个很大的数量。

4.3。分析上覆地层的位移

根据监测数据的上覆地层Vic-2D系统隔离煤柱开采的过程中,不同的层在煤层的垂直位移如图7。在这篇文章中,有效市场假说的数字代表等价采高。从图可以看出7随着等价采高的增加,隔离煤柱显示功能如下:(1)煤柱开采的过程中,部分煤柱的稳定性是一个重要因素,影响屋顶在较低的水平。看到屋顶的实例在20米以上煤层;的情节上覆地层沉降分布的双峰和槽的转折点出现在部分之间隔离煤柱工作面和邻近大型屈服采空区如图7(一)。(2)随着等价采高的增加,上覆地层继续减弱,这表明等价采高为地层运动提供了空间。总之,降低地层沉降位移最大,随着地层的水平上升,上覆地层的沉降位移逐渐下降并趋于稳定。整个情节的上覆地层下沉盆地形状,和模型的边缘双方至少沉降,536毫米。最地层沉降发生在之间的中间区域的隔离煤柱和邻近大采空区。(3)上覆地层的沉降与等效开采高度非线性关系。当等效开采高度小于1.6米,上覆地层的沉降最小值。最重要的是,40米高的屋顶在煤层和岩层上方有相同的块下沉运动。当等效开采高度大于1.6米,矿业活动会导致突出的上覆地层的沉降,这表明,小等效开采高度、顶板下沉的程度是有限的。下级屋顶将失败并形成床分离。上屋顶只拿沉降随着全球的运动。随着等价采高的增加进一步的程度上覆地层沉降明显扩大。(4)随着等效开采高度上升,孤立的工作面和采空区上覆层双方相互作用。矿业孤立工作面将引发第二个沉降采空区上覆地层的两边,上覆地层的大型屈服采空区的塌陷。当等效开采高度达到了一定水平,上覆层的中间部分孤立的工作面有更多比在大屈服采空区沉陷。

4.4。分析压力的监测

煤层开采引起上覆地层运动和变化的压力转移机制。上覆地层的空间结构显示的特征评价随着等价采高的增加。通过研究应力变化在采空区围岩的收购现状不同的地方,可以判断围岩变形和破坏类型。基于这些,可以优化采矿设计的方案,以防止动态灾害引起的上覆地层的空间结构失败。压力传感器安装在底部煤层记录改变垂直应力增量价值的过程。压力传感器9 #记录一些不寻常的状态和数据丢失,因此可以推测9 #压力传感器坏了。其余的压力传感器的数据与等价采高变化如图8。

从图可以看出8采用崩落法开采工作面临两边会导致空间结构的变化,导致负载转移从上覆地层隔离煤柱。这可以体现在情节与压力传感器的数据从3 # 8 #上升,平均应力增量83 kPa。压力传感器下面2 #、10 #采空区双方表现出下降的趋势,其中增量的压力是96 kPa−−69 kPa。在隔离煤柱开采,随着等价采高的增加,煤柱支承压力中心的滴下来,煤柱支承压力在部分逐渐增加。特别是,压力传感器8 #低于部分8308年采空区煤柱在一边,及其增量应力有显著上升。这是因为等价采高为屋顶提供空间的孤立的工作面消退。顶板岩层厚度和强度之间的差异导致非均匀运动在不同级别的地层。因此,它间接地帮助床分离创造条件,可以产生,发展,和穿过,加载从上覆地层可以被转移到部分在隔离煤柱工作面悬岩梁。煤柱在部分上覆地层形成不对称t形结构应力转移(5,34]。因为采空区8308有一个更大的宽度,上覆地层转移更多的负载部分煤柱和促进压力大幅增加压力传感器8 #。

等价采高的增加,挖掘隔离煤柱的应力分布是w型。这是因为等价采高的屋顶有一个小的初始值和孤立的工作面有弯曲的主要运动和沉降。与此同时,屋顶的床分离切断压力转移和结果的路径逐步减少压力对工作面增量。另一方面,随着等价采高的增加不断,原来床分离在屋顶开始关闭。中间的屋顶完全孤立的工作面移动,从而导致一个稳定的趋势,增量的压力在这个领域。

而等效开采高度从2.4增加到2.6,压力增量部分煤柱会跳。压力传感器3 #,8 #有不同值的338 - 414 kPa和707 - 105 kPa,放大的分别为22.5%和52.5%。等价采高继续增加,压力对岩石底部有一个轻微的增加和数值情节传感器记录的保持不变。这是因为骨折在屋顶的高度增加稳步煤柱上创建一个大数量的加载。如果等效开采高度达到2.6米,部分煤柱能够导致负担过重的压力下变形超过临界值。它可能诱发直通屋顶骨折孤立的工作面和采空区在双方之间。因此,它提供了更多的空间,上覆地层的沉降,使垂直裂缝发展速度和互连模型的顶部。平衡结构中创建三个采空区上覆地层。

5。演化特征的上覆地层充填孤立的工作面

在矿业孤立的工作面,采空区上覆地层结构的双方处于相对稳定的状态。屈服采空区上覆层有一个广泛的沉降和一个高度发达的床上分离。隔离煤柱熊,作为基础,上覆地层静负荷和重量的悬浮在两方面阐述了采空区岩层。而隔离煤柱开采使用填充方法,上覆地层充填采空区的缓慢和床分离有一个轻微的发展。之间有一个过渡区充填采空区,采空区塌陷,上覆地层的运动强度和床的高度分离的中等水平。随着等价采高的增加逐渐充填采空区的屋顶消退,甚至破裂,所以它可以导致失败的临时稳定结构的采空区对双方和更高级别的上覆地层的第二乐章。等效开采高度直接影响上覆地层的空间结构的特点充填工作面和具有相当大的意义上覆地层的倾斜空间结构的演变三个工作的脸。

5.1。运动规则等效开采上覆层隔离煤柱的高度

等价采高的增加,在充填采空区上覆地层的空间结构和屈服采空区两边变化序列。主要过程如下:(1)紧凑充填采空区对应于一个小的等效开采高度。有一个有限的空间充填采空区的顶板下沉,直接的屋顶会弯曲和消退。上覆地层的整体结构仍然完整。(2)随着等价采高的增加,空间充填采空区的屋顶平息相应地扩大。当等效开采高度大于的最大挠度充填采空区的屋顶,屋顶的直接将分手,基本的屋顶将弯曲和消退。(3)随着等价采高的增加不断,在充填采空区上覆地层的范围和程度进一步扩大。如果等效开采高度大于最大挠度基本的屋顶,屋顶基本破裂和屈服采空区双方保持稳定。(4)等效开采高度达到一定水平时,骨折充填采空区不断发展和切断原骨折在水平方向相邻小采空区。两个采空区之间的中间部分开始被激活。 (5) With the equivalent mining height increasing further, overlying strata on filling goaf also cut through the adjacent large goaf in horizontal direction. Three goafs interact with each other in a large scale, which has the same theory as evolution rules of structure of overlying strata in mining the isolated coal pillar using caving method.

总结整个过程的试验测试,相当于开采高度决定了极端的屋顶空间消退和结果评价的差异直接屋顶,基本的屋顶,并在相邻采空区上覆地层。导致屋顶的等价采高的孤立的工作面和采空区在双方不稳定的被定义为关键等价采高如表2。

5.2。功能空间结构等价采高的进化机制

等效开采高度的影响上覆地层的结构孤立的工作面如图9。可以看出W,W1,W₂隔离煤柱宽度,相邻采空区塌陷,小和邻近大型采空区塌陷,分别;h₁和h₂是地层在雕刻区域的高度和地层在床上的高度分离区开采煤柱孤立使用填充方法。h₃在床上的高度是地层区采用崩落法分离。在矿业孤立的工作面,上层有一个完整的结构,阐述了采空区上覆地层双方都处于一个相对稳定的状态。孤立的工作面熊静负荷和负荷转移双方从采空区。等效开采高度降低,孤立的屋顶工作面会弯曲,折断,旋转和上覆地层的负载转移到部分煤柱。部分煤柱在高的压力下会产生塑料未能减少支持的能力。拱结构在采空区双方将失去的屋顶拱的支持,和孤立的工作面骨折可以用水平裂缝相交在双方的采空区,产生新的裂缝和床上分离。三个采空区的屋顶开始相互移动。

当等效开采高度很小,屋顶会弯曲,稍稍消退,全球和骨折不会产生。也就是说,如果h₁近似为零,床分离产生中间慢慢采空区的屋顶。上部地层负荷转移到床的边缘分离,和煤柱应力集中出现在开始部分,但上覆结构的结构仍然是稳定的。当等效开采高度逐渐增加,降低屋顶上孤立的工作面开始为每一层断裂和旋转,这意味着在屈服区地层的高度(h₁)在床上开始增加,屋顶的高度分离(h₂)就会增加。上覆地层更负载转移到床的边缘分离区,导致更高的应力集中。煤柱如果加载部分超出了极端煤柱强度、煤柱的部分将引起塑料失败,导致老顶回落,然后床的高度分离区进一步上升。随着等价采高继续增加,上覆地层生产床上分离的范围隔离煤柱将会增加。邻大型采空区上覆地层高,所以它可以传输更多的负载隔离煤柱,导致更高的应力集中。它可以表明,等效开采高度增加到一定程度时,附近大型屈服采空区煤柱的部分就会失败的。

6。结论

本文研究了上覆岩层的破坏过程和应力的变化规律孤立工作面C8301在远古时期煤矿充填开采模型设计的自主研发类似的仿真系统。同时也分析了影响等价采高的上覆地层的稳定。在此基础上,本文研究了运动规则,阐述了采空区上覆地层充填采矿工作面和崩落采矿两边增加等效开采高度。等价采高的控制和关键领域需要加强支持中演示了充填开采隔离煤柱。结论如下:(1)煤柱充填采矿模式为孤立的小扰动在上覆地层,可以实现与不同的等价采高隔离煤柱开采。位移测量系统设计的表面覆层能满足需求,但它仍然需要改进。(2)类似的模拟方法能够判断煤柱的潜在不稳定部分。随着等价采高的增加,大采空区煤柱相邻部分首先将会崩溃。因此,如果等效开采高度很小,煤柱变形截面是一个关键点,需要更多的关注。否则,如果等价采高大,截面变形煤柱双方成为监控的关键。(3)等效开采高度起着至关重要的作用在空间上覆地层的进化。当等效开采高度达到了一定水平,上覆地层的裂缝隔离煤柱与原骨折双方阐述了采空区顶板。屋顶的范围和程度将大幅增加,和屋顶三采空区演变为上覆地层形成的结构采用崩落法开采隔离煤柱。(4)用充填法开采隔离煤柱有望提高填充率。等效开采高度应限制在一定的水平,和后挡板应设置接近小的采空区。加强支持对部分矿山工作面煤柱上覆地层的稳定性。(5)进一步研究的空间结构演化上覆地层厚和硬顶和支承压力分布预计将在未来,进行完善和升级试验模型,以探索的影响了采空区的运动高层地层和先进在工作面支承压力的分布。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称他们没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金批准号。51674014和51674014下,山东省重大科技创新项目批准号下2019 sdzy02,中国自然科学基金重点项目批准号下51634001。