煤层构造岩顶板稳定性初探

河南登封煤田郜城井田二₁煤层顶板为滑动构造形成的构造岩,岩石破碎,结构松散,极难管理。为寻求合理有效的管理方法,通过宏观观察、镜下鉴定和岩石组构分析等研究,该顶板自下而上可分为断层泥、断层角砾岩、构造破碎带和裂隙带;断层角砾岩分为张性角砾岩和剪性角砾岩,它们是在深层塑性形变的基础上迭加了后期浅层脆性形变的产物。通过工程地质特性试验,其泥化现象明显。针对断层泥软化、膨胀、崩解和泥化现象,应用短段、快速掘砌法施工,严格排水措施,减少岩帮暴露时间,岩帮开挖压力释放槽等方法减缓膨胀;对张性角砾岩围岩,采用工作面预注浆加固,先锚喷后作永久支护办法减少围岩松动;顶板采用密集木支柱支护或迫使冒落法管理。      

芦岭煤矿8煤层顶板特征研究

基于钻孔岩心资料,分析了芦岭煤矿8煤层顶板的岩性类型和顶板的结构类型,统计了顶板30m以内砂岩的厚度和8煤直接顶厚度。按照硬质岩石百分含量(K)的大小将顶板岩体岩性分为硬质岩体、中硬岩体和软质岩体三类;按照直接顶厚度/采高的比值(Km)将顶板的工程地质类型分为无周期来压顶板、周期来压顶板和周期来压强烈顶板三种类型,得出了8煤顶板类型分区。研究结果为该矿工作面布置方法、顶板支护方式的选择提供了依据,为顶板事故的预防提供了参考资料。     

典型留巷顶板条件下巷旁充填体支护阻力分析

将工程实践中接触到的留巷顶板分为厚层直接顶、薄层直接顶和无直接顶3种类型,利用叠加连续层板模型,考虑巷帮煤体承载作用和导致顶板垮落诱因,得出了3种顶板条件下的巷旁支护阻力计算公式。研究表明,巷帮煤体、充填区域顶板承载性能的提高有助于降低巷旁充填体支护阻力。随直接顶厚度的减小,充填体支护阻力反而增大。基本顶层位不同,顶板垮落诱因不同。厚层直接顶时,顶板垮落为自重引起;薄层直接顶时,顶板垮落为基本顶上位岩层作用所致     

胶结充填体-顶板系统稳定性研究

在胶结充填采矿法中,胶结充填体弹性系数和其不接顶高度是空区顶板安全的重要影响因素。基于柔性支护原理,把顶板变形分为两个阶段：顶板在覆岩自重应力作用下产生挠曲变形;顶板与胶结充填体接触后共同承载顶板覆岩自重应力;并据此分别建立了力学模型。以广西盘龙铅锌矿为工程分析实例,研究在不同胶结充填体弹性系数和不接顶高度条件下顶板挠度的变化规律。结果表明：当胶结充填体弹性系数k≥0.1 GN/m3时,不接顶高度h是影响顶板挠度的主要因素,当胶结充填体弹性系数k较小时,弹性系数k是影响顶板挠度的主要因素;当k≥0.1 GN/m3且h≤300 mm时,胶结充填体能有效控制顶板岩层移动和降低储存在其中的应变能。现场勘探结果与理论计算基本吻合,验证了研究成果的可靠性。     

大兴煤矿软岩巷道锚索带网支护技术应用研究

针对大兴煤矿3 208材料巷顶板岩石特征和煤层赋存条件,结合现代煤巷支护技术理论,提出了该巷道锚杆锚索挂网支护参数,并对其顶板离层、巷道收敛变形、锚杆（索）锚固力等日常巷道矿压与支护合理性进行了长期的监测。试用和监测结果表明,大兴煤矿较软弱顶板煤巷应用锚索带网支护技术是成功的、可行的。此外还对层理、节理和裂隙发育的破碎厚伪顶软弱围岩巷道的支护方式提出了建议。     

坚硬顶板煤层一次采全高顶板支护管理研究

大采高综采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向,越来越多地被采用,顶板事故在矿山生产安全事故中占有较大比例,有效控制顶板,合理对顶板进行支护是采矿过程中必须认真考虑的问题。大采高综采工作面采场顶板跨度大、高度高,矿山压力复杂,管理难道大,本文针对某矿9、10号煤层大采高综采工作面顶板坚硬特性,通过理论计算出了不同工作条件下支架工作阻力和顶板支护强度参数,结合对本矿区所做的相似模拟实验结论,对顶板管理中支护强度进行了分析研究,就矿区特定顶板条件选定和提出了具体支护要求。     

沿空留巷厚层复合顶板传递承载机制

为探寻沿空留巷厚层复合顶板的传递承载机制,结合复合顶板松软易变形、容易造成巷旁充填区顶板抽冒和巷内顶板切落的特征,建立巷旁支撑系统力学模型,得出顶板、墙体和底板的系统刚度算式,阐明复合顶板吸收变形的特征。直接顶、墙体和直接底组成巷旁支护系统共同承担顶板压力,系统刚度随着顶底板刚度的增加而增大,初始刚度越小增大的效果越明显;厚层复合顶板具有良好的吸收变形能力,利于缓解巷旁墙体的压力;提出可有效提高巷旁支护系统刚度、增强复合顶板传递承载能力的整体化加固技术。研究成果成功应用于10 m厚复合顶板条件。     

黄县煤田煤层顶底板稳定性分析

本文介绍了黄县煤田主要可采煤层顶底板岩层的工程地质特征及稳定性分区情况。由于本煤田煤层围岩成岩作用差,岩石物理力学性质指标较低,因而煤层顶底板大部不稳定。结合矿井开采实际,本文进一步论述了煤层顶底板稳定性与岩层结构面特征,胶结物成分、岩层破碎程度、软弱夹层存在及构造应力方向等有很重要的关系。并且建议今后新建井主要巷道方向应尽量取南北向,以避免构造应力的影响。     

强冲击地压矿井煤层顶板覆岩结构研究——以孟村煤矿为例

矿井工作面上覆坚硬厚层顶板对冲击地压的产生具有重要影响,顶板坚硬厚层砂岩通常因沉积相的变化在横向和纵向上呈现出厚度、顶底板起伏和岩石力学性质等方面的变化。陕西彬长矿区孟村煤矿地质条件复杂,主采煤层顶板发育多层厚砂岩,矿井长期受冲击地压灾害威胁。为准确掌握工作面顶板坚硬厚层砂体层位及展布状态等信息,对其进行压裂弱化,保障矿井安全高效开采,基于孟村煤矿工程地质条件,通过井下工作面巷道顶板钻孔取心编录和钻孔电视测井方法,进行工作面顶板覆岩结构探查,对顶板主要砂体采样,进行岩石学、沉积相和岩石物理力学性质等特征分析,得到如下主要成果：(1)孟村煤矿401103工作面顶板100m内可对比划分出5层连续的砂体,工作面沉积微相变化导致各砂体厚度和顶底板标高不稳定;(2)401103工作面顶板延安组二段、直罗组、安定组底部均为河流相沉积,河流微相中的天然堤相细粒砂岩和粉砂岩的岩石力学强度相对最大,随着岩石粒径的逐渐增大,边滩相和河床滞留相中、粗粒砂岩的强度相对降低。不同沉积环境同一粒级砂岩的岩石力学强度因石英含量增高、硅质胶结物含量增高、颗粒支撑结构等因素而增大;(3)井田现今构造应力和顶板坚硬厚层砂...     

声波测井在煤层顶板稳定性评价中的应用效果

通过测井技术,用获得的强度指数(R)来评价岩石强度,其结果与地质研究结论是一致的,也就是说,用声波测井可直接判断煤层顶板的稳定性。实践表明,越靠近煤田边界煤层顶板岩石强度指数越小,顶板也越不稳定,越靠近煤田中心部位煤层顶板岩石强度指数越大,煤层顶板也越稳定。     

鱼洞河滑坡地质特征及稳定性分析

在分析滑坡体工程地质条件和滑带土特征的基础上,分析影响因子对滑坡稳定性的敏感性.采用不平衡推力法和简布法,模拟多种外部条件,分析滑坡稳定性表明,滑坡整体处于稳定状态,局部可能失稳,对大坝安全运行不造成巨大危害.     

锦屏一级电站尾水调压室大角度上仰孔锚索施工

锦屏一级水电站地下厂房尾水调压室顶拱发育有f14、f18断层及煌斑岩脉,开挖后出露断层及其影响带岩体破碎,风化强烈,围岩不稳定,为了洞室稳定及施工安全,设计采用预应力锚索进行加强支护。介绍了尾水调压室大角度上仰孔锚索的施工方法。     

大型地下洞室顶板稳定性的岩体结构控制效应

采用结构力学方法和块体稳定性分析程序UNWFDGE分析了溪洛渡水电站大型地下洞室中错动带单条发育、结构面成组发育和结构面集中发育呈碎裂岩体三种情况下的围岩稳定性,得出了错动带出露的临界稳定厚度和潜在不稳定块体的特征,为支护处理提供了重要的理论依据。     

汶川大地震诱发地质灾害主要类型与特征研究

“5．12”汶川大地震诱发了数以万计的次生地质灾害,对灾区人民生命财产安全构成严重威胁,并成为影响灾区灾后恢复重建的重要因素之一。本文在对汶川I地震区地质灾害进行大量现场调查的基础上,结合室内分析模拟,对汶川地震诱发的滑坡、崩塌、不稳定斜坡（震裂山体）和泥石流等主要次生地质灾害的主要类型及特征进行了较系统地分析研究。结果表明,强震诱发滑坡灾害发生特点与岩性结构和地形条件有较明显的关系,在硬岩、软岩和松散堆积物分布区,滑坡的启动、运动和停积形式有较大的差别,但总体上都具有高速、高动能、强大动力等特征。强震诱发的崩塌主要包括高位大型崩塌;小规模块石崩落、抛射;崩塌诱发大规模滑坡3类。强震条件下大多数崩塌都表现出一定的水平抛射特征。强烈的地震动力使极震区众多山体大范围震裂松动,形成了大量震裂山体。这些震裂山体的地表裂缝具体又可细分为断裂裂缝、震裂裂缝和滑裂裂缝3类。汶川地震形成了巨量泥石流物源,再加上震后泥石流爆发的临界降雨量大大降低,其启动和运动方式发生明显改变,在今后数年内,泥石流将是影响灾区恢复重建的最大地质灾害隐患,应高度重视,采取切实有效措施加以防范。     

塔河油田近地表微测井记录中低频段研究

在塔河油田近地表微测井数据中普遍存在一段频率低、能量强、波形胖的低频段记录,一般出现在高速层顶界附近。那么,这一特殊的低频段是如何产生的,对激发井深的选择又会产生什么样的影响,是该地区地震采集时不得不面临的重要问题。以往认为该低频段是由岩性变化引起,并且在井深设计方面是选择避开低频段。笔者通过实际资料、理论分析、井深试验的结果分析,认为该低频段是由虚反射引起,在低频段中激发并不改变单炮质量;并对低频段的表现特征、产生机理及对激发井深选择的影响进行了详细的分析,在激发井深设计中可以不考虑低频段的影响。     

冲击作用下岩石破碎比功理论分析及模糊预测模型

从岩石破碎机制分析出发,通过建立岩石破碎比功模态,确定破岩机具结构尺寸、岩石力学特性和破岩工艺三类对岩石破碎比功有影响的参数。引入模糊逻辑法,将上述参数作为模糊逻辑分析的输入变量,岩石破碎比功作为模糊逻辑分析的输出变量,建立用于预测岩石破碎比功的预测模型。将该模糊预测模型应用于某工程实例,通过对比模型所得结果与工程实践中的真实岩石破碎比功,该模型所得结果与工程实践中的真实值比较接近,预测模型设计合理,模糊推理规则能够表达工程实践,在给定输入变量的情况下,该模型可有效预测岩石破碎比功这一重要特征参数。     

下峪口煤矿2号煤层赋存地质特征研究

根据大量钻探及井下采掘揭露资料,探讨了下峪口煤矿2号煤层的赋存特征,分析表明2号煤属不稳定薄煤层,煤层总体厚度呈NE—SW向薄厚交替变化特点,区内可划分为两个相对的厚煤带和两个薄煤带。煤体结构以碎裂煤为主,兼有少量的糜棱煤及碎粒煤,,煤层顶以粉砂岩与砂岩顶板为主。通过对2号煤厚度变化分析,认为沉积环境、河流的同生冲刷及构造挤压是影响厚度变化的三个主要因素。     

三峡库区小溪隧道口危岩稳定性评价与防治

小溪隧道进口危岩位于重庆市涪陵区乌江西岸,岸坡陡峻。陡崖脚泥岩风化凹进形成崖腔,陡崖顶有阶梯状陡坎,在构造裂隙、软弱陡崖基座、卸荷裂隙带等因素的控制下,稳定性极差。作者采用地质分析和量化分析方法对危岩作了稳定性评价。危岩破坏形式有坠落、倾倒和滑塌3种。随着软弱基座差异性风化的进一步发展、崖腔进一步扩大、卸荷裂隙逐渐连续贯通,危岩体将失去稳定产生崩塌。采用支撑、锚固、拦石、排水、少量危石清除相结合的综合防治措施,是行之有效的。通过3个水文年的监测显示,本区工程在经历多个雨季后,每个监测点都是稳定的,危岩整治效果明显,防治措施起到了良好作用。     

南京下蜀土结构强度研究

利用常规三轴试验,研究了南京下蜀土结构强度及其影响因素。结果表明,下蜀土存在明显的结构性。当应变小于屈服应变时,土体的结构强度迅速的发挥;当应变大于屈服应变时,土体结构发生破坏,结构强度逐渐降低;最终当各个结构单元重新排列稳定时,土体结构完全被破坏。讨论了围压和含水量对结构强度的影响,结果表明南京下蜀土土体的结构强度和围压无关,和含水量有良好的幂函数关系。结构强度与非饱和土中吸附强度有一定的关系,可以用结构强度代替吸力,从而简化非饱和土抗剪强度公式。 