用户名: 密码: 验证码:
综放面顶板岩体稳定性地质动态评价及控制
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
运用地质学、岩体力学、开采沉陷学及工程物探技术等学科的理论和方法,在分析新集井田13 煤层及其顶板岩层的地质条件基础上,用地震CT 探测了工作面内的隐伏构造并评价了煤岩体地质力学参数。借助现场实测、相似模拟试验、数值模拟计算等手段,研究了弯曲下沉带内巷道变形破坏和岩层移动规律、综放面矿压显现规律。综合岩石介质条件、赋存环境条件、工程因素等,建立了13 煤层顶板岩体稳定性动态模型,在此基础上,对综放面顶板岩体稳定性进行了动态评价与预测,并针对不同地质条件提出了顶板岩体控制的对策,研究成果已在现场得到应用。
Based on the theory and methods of geology, rock mass mechanics, mining subsidence and engineering geophysics exploration, after the geological condition of 13th coal seam and its roof rock mass have been analyzed in xingji No.1 mine , the insidious structures in the longwall top-coal caving face are detected by seismic tomography technology and the geological mechanic parameters of coal seam are estimated. The behaviors of over strata moving and roadway deformation within the curve subsidence zone and mining pressure are studied with methods of site measure, physical modeling and digital computer modeling. Depending on medium condition, buried background and engineering factors, the dynamical models of the roof stability are established, and the roof stability is dynamically evaluated. The measures of roof controlling, which has been applied to practicality, are suggested pertinently according to diverse geological terms.
引文
[1] 安徽新集能源开发有限责任公司.新集矿区科技之路[M].北京:煤炭工业出版社,1996
    [2] 凌标灿,梁袁,廉法宪,等.复杂煤层综放开采煤质主要指标的预测和考核[A]. 尚海涛(eds.),综采放顶煤综合技术研究与应用[C](2000 年综采放顶煤与安全技术研讨会论文集),煤炭工业技术委员会,2000,278-281
    [3] 李中伟,孙茂也.放顶煤开采技术与实践经验[M].北京:煤炭工业出版社,1996
    [4] 尚海涛.发展中的我国综放技术:在第二届全国放顶煤理论与实践研讨会上的讲话[J].煤,1995,4(5),3-5
    [5] J. Wu, S. Yan & J. Wang . A study on the laws of roof movement in longwall with top-coal caving[A]. Mining Science and Technology[C], Gou & Golosinski(eds), 1996 Balkema, Rotterdam , ISBN 90 5410 8258,51-56
    [6] 吴键.综放开采技术15 年回顾[A]. 吴健(eds.),全国第三届放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C].矿山压力与顶板管理,1998,1-9
    [7] 吴健,孟宪锐,姜耀东.中国放顶煤开采技术的发展[A]. 吴健(eds.),99’厚煤现代化开采技术国际专题研讨会论文集[C].北京:煤炭工业出版社,1999,101-112
    [8] 吴健,秦跃平,王家臣,等.关于放顶煤开采基础理论的研究框架[A]. 吴健(eds.), 全国第三届放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C]. 矿山压力与顶板管理,1998,137-141
    [9] 杨振复,罗恩波.放顶煤开采技术与放顶煤液压支架[M].北京:煤炭工业出版社,1995
    [10] J. Zhao & Q. Fu , Research on roadway layout for ensuring safety in longwall top-caol caving system [A]. Mining Science and Technology ’99[C], Xie & Golosinski(eds), 1999 Balkema, Rotterdam , ISBN 90 5809 0671, 39-42
    [11] Bao Li & Qiang Fu, Study of the motion of overlying strata in top-coal caving system by finite deformation mechanics [A]. Mining Science and Technology ’99[C], Xie & Golosinski(eds), 1999 Balkema, Rotterdam , ISBN 90 5809 0671, 329-332
    [12] 于双忠,彭向峰,李立平,等. 煤矿工程地质学[M]. 煤炭工业出版社,1993
    [13] Elliott R E .The mine geologist and risk reduction [J].The Mining Engineer, 1974(133):173~184
    [14] Ferm J C. A study of roof falls in underground mines on the Pocahontas 3 seam, southern west Virginia and Southwestern Virgina. United States Department of Interior, Bureau of Mines, Final Report on Contract No.H0230028,1978
    [15] Horne J C Ferm J C Carucciio F T and Baganz B P. Depositional models in coal exploration and mine planning in appalachian region .AAPG,1978,62(12):2379~2411
    [16] Hylbert D V.Developing geological structureal criteria for predicting unstable mine roof rocks .Bumines Open File Rept 9-78,United States Department of the Interior,1977
    [17] Barton, N. , Lien, R. and Lunde , L. , Eng, Classification of Rock Masses for the Design of Tunnel Support, Rock Mechanics, Vol. 6,1974,189-236
    [18] Bieniawski Z T. 工程岩体分类[M].吴立新,王建峰,刘殿书等译. 徐州:中国矿业大学出版社,1993:16~58
    [19] Petranoff T V,Carlson G D, Horne J C,Levey R A, and McKenna E. The effects of a rider coal and splay deposits on roof conditions in the Stansbury Mine. In:Carter L M,eds. Proceedings of the Fourth Symposium on the Geology of Rocky Mountain Coal,1980. ResSer 10. Colorado Geological Survey, 1980. 29~33
    [20] Damberger H H. Nelson W J Krausse H F. Effect of geology on roof stability in room-and-pillar mines in the Herrin(No.6) Coal of Illinois. In:Chugh Y P and Van Besien A, eds. Proceedings:First Conference on Ground Control Problems in the Illinois Coal Basin.Southern Illinois University, 1980.14~32
    [21] Bunnell M.Roof geology and stability of an underground coal mine in Carbon County, Utah.Utah Geological and Mineral Survey Bullrtin, 1982,(118):121~128
    [22] Houseknecht D W and Iannacchione A.T Anticipating facies-related mining problems in Hartshorne Formation, Arkoma Basin,AAPG,66,1982
    [23] R.Shear-Albin, Geological Features that contribute to Ground Control problems in Underground Coal Mine,1993,USBM IC9370
    [24] J. A. Dubinski & B. Syrek. Modification of rock mass activity by roof control. Geomechanics 96, Rakowski(ed.), 1997 Balkema, Rotterdam, ISBN9054109211:3-8
    [25] A. H.Zettler & R. Poisel. The effectivity of rock bolts in tunneling demonstrated by Finite Difference Models(UDEC,FLAC). Geomechanics 96, Rakowski(ed.), 1997 Balkema, Rotterdam, ISBN9054109211:247-252
    [26] 陈宗基. 地下巷道长期稳定性的力学问题[J].岩石力学与工程学报.1982,1(1):1~8
    [27] 于学馥. 地下工程围岩稳定性分析[M].北京:煤炭工业出版社,1983
    [28] 王思敬. 地下工程岩体稳定分析[M].北京:科学出版社,1984
    [29] 王思敬. 坝基岩体工程地质力学分析[M]. 北京:科学出版社,1990
    [30] 胡广韬,杨文远.工程地质学[M].北京:地质出版社,1985
    [31] 孙广忠. 岩体结构力学[M]. 北京:科学出版社,1988
    [32] 孙广忠. 工程地质与地质工程[M]. 北京:地震出版社,1993
    [33] 周维垣. 高等岩石力学[M]. 北京:水利电力出版社,1990
    [34] 朱维申,何满潮. 复杂条件下围岩稳定性与岩体动态施工力学[M]. 北京:科学出版社,1996
    [35] 何满潮,邹正盛,邹友峰. 软岩巷道工程概论[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,1993
    [36] 梁炯均金. 工程地质体控制论[J]. 见: 梁炯均金.岩土工种技术与概念发展(梁炯均金科技文选).徐州:中国矿业大学出版社,1998:111-120
    [37] 刘传孝. 地下硐室围岩结构稳定性特点[J]. 山东矿业学院学报,1999,(1):4~7
    [38] 蒋金泉,韩继胜,冯增强.跨采巷道围岩结构稳定性亚分类及其应用[J].工程地质学报,1999,7(4):321-326
    [39] 剑万禧.巷道围岩稳定性的判据及岩石分类[J]. 工程地质学报,1999, 7(1):20-24
    [40] 谷德振. 岩体工程地质力学基础[M]. 北京:科学出版社,1979
    [41] 陆士良.岩巷的矿压显现与合理支护[M].北京:煤炭工业出版社,1984
    [42] 董方庭. 巷道围岩松动圈支护理论[J]. 煤炭学报,1994,19(1):15-18
    [43] 高谦,苏永华,苏靖.地下矿山工程围岩稳定性模糊动态聚类分区[J].工程地质学报,1997,5(3):205-211
    [44] 彭苏萍,孟召平.煤层顶板稳定性的岩性-结构分类及其应用[A].高德利,等主编.地下钻掘采工程不稳定性理论与控制技术(中国科协第46 次“青年科学家论坛”论文集)[C].北京:中国科学技术出版社,1999:35-42
    [45] 姜福兴,谭云亮,韩继胜,等.巷道围岩动态分类技术研究[J]. 工程地质学报,1999,7(3):243-248
    [46] 唐绍辉,熊永安.基于神经网络的采场冒顶预测[A].第六届全国采矿学术会议论文集[C].《中国矿业》杂志社,1999:664-667
    [47] 李文平,赵向军,杨海滨.煤矿延深巷道人工神经网络工程地质分类方法[J].中国矿业大学学报,1999,28(1),69-73
    [48] Zhaoping Meng, Suping Peng. Influence of stratigraphic facies variations on the roof stability by physical modeling study[A]. Mining Science and Technology ’99[C], Xie & Golosinski(eds), 1999 Balkema, Rotterdam , ISBN 90 5809 0671, 207-209
    [49] 国家计划委员会科技司. 未来中国经济发展关键技术[M].北京:石油工业出版社,1997
    [50] Bieniawski Z T.著,孙恒虎,等译. 矿业工程岩层控制[M]. 徐州:中国矿业大学出版社,1990
    [51] 段克信.松软围岩煤层开采[M].煤炭工业出版社,1995
    [52] 钱明高,刘成听.矿山压力及其控制[M].煤炭工业出版社,1984
    [53] 蒋金泉,宋振骐.老顶岩层结构断裂规律[A].第四届煤矿采场矿压理论与实践讨论会论文汇编[C].中国矿业大学出版社, 1989,23-30
    [54] 岑传鸿,高存宝.老顶来压步距及断裂位置[A].第四届煤矿采场矿压理论与实践讨论会论文汇编[C].中国矿业大学出版社,1989,31-35
    [55] 吴健.放顶煤开采的顶煤活动规律及矿压显现[A]. 第四届煤矿采场矿压理论与实践讨论会论文汇编[C].中国矿业大学出版社,1989,130-136
    [56] 钱明高,殷建生,刘双跃.综采工作面直接顶的端面冒落[A]. 第四届煤矿采场矿压理论与实践讨论会论文汇编[C].中国矿业大学出版社,1989,73-82
    [57] Murk J. Bottema,Mattew J. Rutty et. Tomographic inversion using shape and velocity parameters[J]. Journal of Applied Geophysics,39(1998)85-93
    [58] Rajendra Singh and T. N. Singh. Investigation into the behaviour of support system and roof strata during sublevel caving of a thick caol seam[J]. Geotechnical and Geological Engineering 1999,17:21-35
    [59] C. Wang, Y. Wang,S.Lu. Deformational behavior of roadways in soft rocks in underground coal mines and principles for stability control[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 37(2000)937-946
    [60] 宋振骐,蒋宇静,宋扬.采场支架与多岩梁老顶总体运动间的力学关系[A]. 第四届煤矿采场矿压理论与实践讨论会论文汇编[C].中国矿业大学出版社,1989,83-90
    [61] 于学馥,张玉卓,葛树高.采矿岩石力学新论[M].上海:知识出版社,1992
    [62] 蒋金泉,韩继胜,石永奎.巷道围岩结构稳定性与控制设计[M].北京:煤炭工业出版社,1999
    [63] 凌标灿,黄向宏.巷道断面形状力学效应三维数值模拟分析.淮南矿业学院学报,2002,22(1):6-9
    [64] C.H.科米萨罗夫著,乔福祥译.采场周围岩体控制[M].北京:煤炭工业出版社,1988
    [65] 陈毓川,赵逊.世纪之交地球科学——重大地学领域进展[M].北京:地质出版社,2000
    [66] 杨硕.采动损害空间变形力学预测[M].北京:煤炭工业出版社,1994
    [67] 李志伟,席京德.缓倾斜特厚煤层综采放顶煤技术[J].煤矿开采,1999,8(2),10-13
    [68] 宋振骐,陈立良.关于综采放顶煤安全开采问题的认识[J].煤,1995,4(1),7-13
    [69] 邵光宗,康立军.63 上10 孤岛综放面的矿压观测研究[J].煤矿开采,1996,(增刊/1 月),13-22
    [70] 冯保秀,牛宏伟.综放顺槽矿压显现及松动圈特点[J].矿山压力与顶板管理,1996,(4),5-6
    [71] 张勇,姜兴阁.邢台综放面矿压规律及顶煤运动[J].矿山压力与顶板管理,1997,(2),9-11
    [72] 张忠温,陈铁林.姚桥矿综放面矿压显现规律研究[J].矿山压力与顶板管理,1997,(2),15-17
    [73] 卢国梁,闫志义,胡守平.两硬条件下综放开采矿压显现规律研究[J].煤矿开采,1999,8(3),32-35
    [74] 赵经彻, 刘先贵. 关于综放开采的岩层运动和矿山压力控制问题[J]. 岩石力学与工程学报,1997,16(2),132-139
    [75] 马其华,郭忠平.综放面矿压显现特点与沿空掘巷可行性[J]. 矿山压力与顶板管理,1997,(3-4),150-152
    [76] 魏锦平,李胜.两硬综放面矿压的数理统计分析[J]. 矿山压力与顶板管理,1999,(1),55-58
    [77] 杨崇阳,杜礼明.耿村矿综放面采空区“三带”的观测与分析[J].焦作工学院学报,1999,18(2),110-113
    [78] 王文,孙洪章.综放面上覆煤岩体运动形态及冒放性[J].山东煤炭科技,1997,(3),15-16
    [79] 魏锦平,李胜.两硬综放面顶煤顶板冒放结构探讨[J].山西矿业学院学报,1997,(4),331-336
    [80] 樊运策.综放工作面顶煤损失的理论分析及提高顶煤回收率的途径[J].煤矿开采,1996,5(1),5-8
    [81] 杨永辰.综放面顶煤回收率的研究[J].河北建筑科技学院学报,1999,16(2),54-58
    [82] 顾铁凤, 郭常胜. 利用裂隙与工作面布置匹配技术提高综放面的顶煤回收率[J]. 东北煤炭技术,1999,(2),12-17
    [83] 杨景贺,袁聚良.综放面顶煤加固技术试验研究[J].煤炭科学技术,1999,27(4),4-6
    [84] 王金华,赵森林.邢台矿综放面全煤巷道组合锚杆支护技术[J].煤炭科学技术,1999,27(1),14-17
    [85] 曹胜根,刘长友.综放面沿空掘巷壁后充填技术[J].河北煤炭,1998,(4),37-38
    [86] 宋振骐,赵经彻.综放开采的岩层运动和矿山压力控制[A]. 尚海涛eds.,综采放顶煤综合技术研究与应用(2000年综采放顶煤与安全技术研讨会论文集)[C].煤炭工业技术委员会,2000,19-26
    [87] 何富连,钱明高,刘长友.高产高效工作面支架-围岩保障系统[M].徐州:中国矿业大学出版社,1997
    [88] 杨淑华,姜福兴.综采放顶煤支架受力与顶板结构的关系探讨[J].岩石力学与工程学报,1999,18(3),287-290
    [89] 吴健.综放采场支架-围岩关系的新概念[A].尚海涛(eds.),综采放顶煤综合技术研究与应用(2000 年综采放顶煤与安全技术研讨会论文集)[C].煤炭工业技术委员会,2000,27-35
    [90] 钱明高,缪协兴.综放采场围岩-支架整体力学模型[A]. 吴健(eds.),全国第三届放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C].矿山压力与顶板管理,1998,10-12
    [91] 钱明高,曹胜根,缪协兴.综放工作面支架与围岩相互作用特点[A].尚海涛(eds.),综采放顶煤综合技术研究与应用(2000 年综采放顶煤与安全技术研讨会论文集)[C].煤炭工业技术委员会,2000,6-18
    [92] 陈忠辉,谢和平.“三软”厚煤层综放面岩层控制[A]. 吴健(eds.), 全国第三届放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C]. 矿山压力与顶板管理,1998,142-145
    [93] 高峰,缪协兴,钱鸣高.老顶给定变形下直接顶受力变形分析[A] .吴健(eds.), 全国第三届放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C]. 矿山压力与顶板管理,1998,148-151
    [94] 杨永辰.综放面支架与围岩相互作用关系的分析[J].煤矿设计,1999,(6),5-7
    [95] 徐全恒.综放面顶板管理[J].煤矿开采,1999,8(1),53-55
    [96] 杨本水,尹纯刚.大倾角“三软”综放面顶板管理[J]. 矿山压力与顶板管理,1999,(1),46-48
    [97] 胡守平,巩文胜,柴爱芳.忻州窑矿坚硬顶板综放工作面顶板控制方法[J].煤炭科学技术,2000,28(9),7-10
    [98] 徐金海,张顶立.综放工作面破碎顶板冒落特点及控制技术[J].煤,1999,8(2),30-32
    [99] 张顶立.综放工作面直接顶结构分类及控制方法[J].煤,1998,7(4),5-8
    [100] 张顶立,何佐德.综放采场上覆岩层运动模式及其控制[J].煤,2000,9(5),1-4
    [101] 宋选民,靳钏铭,魏锦平,等.综放采场煤岩组合移动规律及控制研究[A]. 吴健(eds.),99’厚煤现代化开采技术国际专题研讨会论文集[C].北京:煤炭工业出版社,1999,160-170
    [102] 宋朝阳,赵军.综放面冒顶事故分析及防止措施[A].尚海涛(eds.),综采放顶煤综合技术研究与应用(2000年综采放顶煤与安全技术研讨会论文集)[C].煤炭工业技术委员会,2000,326-331
    [103] 张宪奎,孙荣久. 综放工作面架前冒落预防措施及处理方法[J].煤矿开采,1998,7(1),7-9
    [104] 黄明利,唐春安,李报,等.综放开采上覆岩层破坏过程数值分析[A].吴健(eds.), 全国第三届放顶煤开采理论与实践研讨会论文集[C].矿山压力与顶板管理,1998,146-147
    [105] 曹胜根,钱鸣高,刘长友.综放支架工作阻力与端面顶板稳定性.[A]吴健(eds.),99’厚煤现代化开采技术国际专题研讨会论文集.[C]北京:煤炭工业出版社,1999,142-150
    [106] 彭苏萍,孟召平.长壁工作面顶底板稳定性数值模型计算分析[J].中国矿业大学学报,1999,28(1),41-45
    [107] 杨文采.地球物理反演和地震层析成像[M].北京:地质出版社,1989
    [108] 赫尔曼.由投影建图像—CT 的原理基础[M].北京:科学出版社,1985
    [109] 郑高升,凌标灿.地震CT 技术在新集矿区的应用[J].淮南矿业学院学报,1998,18(3),6-8
    [110] 刘盛东,凌标灿. 矿业工程中的地震CT 技术[A]. 世纪之交煤矿地质学术论文集.[C]西安:西安地图出版社,1999:450-453
    [111] 刘盛东,程学丰.采矿中的声波探测技术[A].第六届全国采矿学术会议论文集[C].《中国矿业》杂志社,1999:107-110
    [112] 刘盛东,李文华.煤层内断层在双巷声波CT 重建图象中的表现[J].煤炭学报,2000,35(3):230-233
    [113] 杨永杰. 巷道围岩松动圈的地质雷达探测及应用[J].工程地质学报,1997,5(3):276~281
    [114] 王辉,黄鼎成. 地震层析成像方法及其在岩体结构中的应用[J]. 工程地质学报,2000,8(1):109~117
    [115] Suping Peng, Y.Liao,B.Zhang & M. Sun. A high resolution 3D-seismic technique for distinguishing geological structure in the complex coalfield[J]. Mining Science and Technology ’99[C], Xie & Golosinski(eds), 1999 Balkema, Rotterdam , ISBN 90 5809 0671, 175-178
    [116] S. Wanstedt,S. Carlsten, S. Tiren. Borehole radar measurements aid structure geological interpretations[J]. Journal of Applied Geophysics 43(2000)227-237
    [117] 王桂梁,曹代勇,姜波,等.华北南部的逆冲推覆构造伸展滑覆与重力滑动构造—兼论滑脱构造的研究方法[M].中国矿业大学出版社,1992
    [118] 兰昌益.淮南煤田二叠纪石盒子统13-1 煤层的形成条件[J].淮南矿业学院学报,1988,8(2):5-9
    [119] 杨守山,兰昌益,杨本才. 淮南煤田颍凤区山西组沉积环境[J]. 中国煤田地质,1992,4(2):6-9
    [120] 彭苏萍.复合型三角洲的沉积作用展布格局及聚煤特征[D].中国矿业大学北京研究生部,1988
    [121] 孟召平.煤层顶板沉积岩体结构及其对顶板稳定性的影响[D]. 中国矿业大学北京研究生部,1999
    [122] 凌标灿.花家湖矿11-2 煤层的地质条件及其对开采的影响[J].矿业科学技术,1995,23(3):5-8
    [123] 凌标灿,彭苏萍,孟召平.新集矿区推覆构造对开采地质条件的影响[J].中国煤田地质,2001,13(4),7-9
    [124] 凌标灿,周庆富,梁袁,等.巨厚片麻岩下缩小防水煤柱综放试采[A].世纪之交煤矿地质学术论文集[C].西安:西安地图出版社,1999:392-394
    [125] 王涤清,吴天蒙.三维地震勘探在高速推覆体覆盖区的应用[J].煤田地质与勘探,1997,25(3):49-54
    [126] 李祥根.中国新构造图.中国地震研究所编制,1997
    [127] 谢和平,周宏伟,王金安.FLAC 在煤矿开采沉陷预测中的应用及对比分析[J].岩石力学与工程学报,1999(4),397-401
    [128] 彭苏萍,凌标灿,郑高升,等.采场弯曲下沉带内部巷道变形与岩层移动规律研究[J].煤炭学报,2002,27(1):21-25
    [129] 葛道凯.河南平顶山矿区石炭二叠纪主要可采煤组和顶板稳定性的沉积模式及应用[D].北京钢铁学院,1990
    [130] 闻新,周露,王丹力,等.MATLAB 神经网络应用设计[M].北京:科学出版社,2000
    [131] 苏晓生.掌握MATLAB6.0 及其工程应用[M].北京:科学出版社,2002
    [132] 谢广祥,曹伍富,王德润,等.基于人工神经网络的煤巷锚杆支护设计研究[J].煤炭学报,1999,24(6),599-604
    [133] 朱川曲,缪协兴,肖红飞.神经网络方法在综放工作面的应用[J].煤炭学报,2001,26(3):249-253
    [134] 邓建辉,李焯芬,葛修润.BP 网络和遗传算法在岩石边坡位移反分析中的应用[J].岩石力学与工程学报,2001,20(1):1-5
    [135] 冯夏庭,Masayuki Kosugi,王泳嘉.岩石力学参数的非线性估计[J].岩土工程学报, 1999,21(3):268-272
    [136] 李英龙,C.Dinis Da Gama.基于BP 网络的矿业因素分析方法的再研究[A].第六届全国采矿学术会议论文集[C].《中国矿业》杂志社,1999:642-644
    [137] 彭苏萍,孟召平.矿井工程地质理论与实践[M].北京:地质出版社,2002

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700