倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析
大倾角煤层底板(层状介质)滑移机理及防治技术
大倾角煤层底板（层状介质）滑移机理及防治技术主要内容本课题首次系统地研究了这类煤层开采中至关安全的这一课题，对长壁开采后大倾角煤层底板破坏的力学过程，破坏后底板滑移的力学过程，以及其影响因素进行了分析。
通过课题研究建立了关于大倾角煤层破坏滑移危险性评价体系，通过对一定赋存条件下破坏滑移的危险性判断，建立其识别方法，以进行危险性监测。
经鉴定达到国内领先水平。
技术要点1.课题研究了大倾角煤层层状底板的破坏和滑移机理及防治。
研究表明，底板的破坏和破坏后底板的滑移是两个互相联系而又互相区别的力学过程，长壁开采底板向上的卸载运动是造成底板离层破坏的力源之一，但破坏后的底板是否滑移与破坏顶板的冒落不同，它置于未破坏底板之上，只有不同破坏后介质(板裂，块裂，碎裂)失稳才能发生滑移，课题研究提出了影响底板破坏和影响底板滑移的重要因素。
2.层状底板岩体工程特性是影响破坏滑移的主要因素．对滑移有关键影响的是紧贴煤层0.4-0.5m范围内，1~3层薄层状底板．课题采用数学模拟，力学分析和相似材料模拟实验方法，对结构面，赋存特征，及破坏后形成结构的特征进行了全面系统的研究。
3.课题采用有限元数值分析方法对不同采煤方法的应力环境，开采后应力重新分布，开挖过程应力环境发展过程对底板破坏的影响进行了分析。
从“顶板—支架—底板”相互作用的角度指出底板滑移是造成支架失稳顶板冒落的主因，但支柱的插底又是造成底板破坏的原因之一。
而老顶的运动又是使支柱从不同角度插入底板，形成滑移体的原因之二。
4.课题以代池坝煤矿5944工作面底板破坏滑移研究与防治作为典型，论证了采煤方法的合理性，改革采煤工序职得了明显的社会和经济效益．并在研究的基础上，建立了底板破坏滑移评价体系，包括层状底板破坏滑移危险性的判断及识别，以及有效性的监测。
应用情况及前景1.底板破坏滑移是制约大倾角煤层采煤方法的主要因素．严重影响着目前我国以单体支柱为主的大倾角煤层开采安全的效益，因而本课题有广泛的应用前景；目前课题组正致力于应用对底板破坏滑移的认识，通过横向科研与有关矿井合作对采煤方法进行改革，其中包括：华蓥山矿务局绿水洞煤矿；艾维尔沟煤矿。
采动条件下煤层底板破坏深度测试
采动条件下煤层底板破坏深度测试1：底板破坏一般规律煤层底板岩层采动破裂过程主要包括两个方面；一、工作面影响范围内，破裂发育的最大深度位置。
二、在采动的过程中什么时候破裂发育的深度最大。
2：测试方法（通过钻孔压水）首先在需要试验的地段首先进行钻孔，然后留下测试段封闭钻孔其余部分或是采用止水塞隔离出测试段，最后利用水泵进行压水测试、记录。
室内数值试验就是利用现有或是采集的岩体力学参数，建立地质模型，开挖，后计算分析。
3：试验方法现场测试采用两种压水方法，来进行压水测试。
一：单栓塞隔水试验。
二：双栓塞分段隔压水试验。
1、单栓塞压水试验单栓塞压水试验就是把测试段置于钻孔底部，测试段裸孔，非测试段下套管，进行压水试验。
2、双栓塞分段压水试验双栓塞分段压水试验就是把测试段两端封闭，对测试段进行压水试验。
底板岩层在采动压力下发生破裂，测试段长度约2m。
压水试验压力P=0.2MPa，压水时间为15min~25min，观察每隔5min记录一次表格如下：测试装置：试验步骤:1接好测试仪器.2接上通杆下入止水塞到测试段.3止水塞加压.4压水观测.5止水塞泄压.6重复第二步骤，开始下一测试段测试.7直至测试结束，起初通杆、止水塞.各步骤要求：1、接好测试仪器：按照图3-5示意，接好测试测试仪器。
注意；压力表1的量程为来水压力的2~4倍，压力表2的量程为设计压水压力的2~4倍。
2、接上通杆下入止水塞到测试段；注意：连接过程中，通杆和通杆之间及通杆和止水塞之间利用螺丝连接，在连接及测试过程中尽量不要反向转动，否则可能会引起止水塞掉落。
关闭全部阀门，准备开始测试。
3、止水塞加压：在止水塞确认下入预定测试段位置后，止水塞开始加压。
加压过程；打开阀门1、4，止水塞开始加压，压力表3的压力为 1.5~2MPa时，加压结束，关闭阀门4。
若止水塞的压力小于1.5MPa，在压力泵内加水对止水塞加压。
4、压水观测：当止水塞封闭后，开始压水。
祁东煤矿采后底板破坏深度研究
矿业科技407 祁东煤矿采后底板破坏深度研究池冲锋（恒源煤电祁东煤矿，安徽 宿州 234000）摘要：煤矿的安全生产，需要加强对各类风险因素的防控，针对各种常见的安全问题，采取有效的预防办法。
煤矿采后底板破坏、煤层底板突水等问题的发生，不仅会影响煤矿生产安全，还会对煤炭资源形成破坏。
加强对煤矿采后底板破坏的监测，了解其破坏深度，便于采取针对性的安全管理措施。
基于此，本文以祁东煤矿为例，分析煤矿采后底板破坏的特征，探讨底板破坏深度的监测办法。
关键词：煤矿开采；底板；破坏深度煤矿开采的过程中，安全问题应该引起足够的重视。
根据安全生产的要求，应该针对煤矿开采后底板破坏问题，采取有效的防控措施。
底板的变形、破坏，主要受到水文地质条件的影响，同时也与采矿工艺有关。
过高的含水层水压，往往会增加煤层底板突水的风险，对于下部煤层的开发形成制约，破坏煤炭资源。
煤矿开采期间出现底板破坏的情况，应该具体掌握其动态特征，通过数值建模，确定其破坏规律、破坏深度，进而为煤矿开采的安全管理提供有价值的参考。
1 煤矿采后底板破坏的特征分析 煤矿开采的管理工作中，应该重点加强对各类安全问题的防控，确保生产的安全性，避免煤炭资源受到危害，同时维护工作人员的人身安全。
煤矿采后底板破坏、突水问题的有效预防，能够充分保障煤矿生产安全、顺利的进行。
以安徽恒源煤电股份有限公司祁东煤矿为例，通过对底板变形破坏深度的检查，分析底板变形的动态特征，具体操作如下。
1.1 工作面概况 通过对祁东煤矿的调研，结合现场收集的材料进行理论分析，计算相关数值。
在现场监测中，应用光纤光栅监测系统、地质雷达探测，测得底板破坏范围。
在此基础上，分析工作面回采地质概况，具体包括工作面位置（工作面起止标高、里段面宽与走向长、外段面宽与走向长、回采面积等）、煤层结构（煤层厚度、煤层产状变化、煤层可采性指数、煤层变异系数等）、煤层顶和底板岩性（细砂岩、泥岩、粉砂岩、煤层等）、煤炭资源及储量（储量边界、储量块段平面积、煤层平均厚度、煤层平均倾角、煤层容重、工作面可采储量）等信息。
煤层顶底板破坏深度计算
煤层底板破坏深度计算目前，国内外对底板破坏深度的研究已经有许多种方法，本次研究主要是运用弹塑性力学方法结合莫尔—库仑（Mohr-Coulomb）强度理论，依现场观测数据为依据，辅助进行计算机数值模拟，综合计算显德汪矿9#煤层底板岩体受采动影响的最大破坏深度，并提出该矿区9#煤层底板破坏深度的经验公式，为企业的安全开采提供科学依据。
6.1底板岩体破坏带空间分布形态许多学者对煤层底板采动影响规律进行了研究，提出了煤层底板岩体采动带的空间分布形态。
6.1.1近水平煤层煤层回采后，其顶板以冒落角ψ向上冒落，最终形成顶板中部冒落的比较充分，采空区在中部充填较密实，而在采空区两侧顶板冒落得最不充分，充填不实（图6-1）。
煤层底板在采空区两侧有较大的自由空间，在地应力作用下，底板岩体能够充分膨胀，产生较多的采动裂隙，近水平煤层在采动边缘下方附近岩体的破坏深度最大。
图6-1煤层顶板岩体冒落示意图煤层底板中破坏带的形态也可用计算的方法得出。
考虑到底板岩体的受力状态，以图6-2中的X1X I剖面作为计算模型，作用在弹性表面某一局部面积上的力系，被作用在同一局部面积上的另一静力等效力系所代替，则载荷的这种重新分布，只在离载荷作用很近的地方才使应力的分布发生显著变化，在离载荷较远处影响极小。
图6-2中的X1X I剖面的应力分布图形可采用等效模型（图6-3）代替。
图6-2中等效应力q＝(n+1)P0/2，作用宽度为工作面端部至应力峰值距离（x a）的图6-2长壁工作面支承压力分布图图6-3 底板上应力简化示意图（P 0─原始应力）2倍，即L ＝2 x a 。
煤层底板内岩体自重产生的应力为γz ，在平面应变状态中，底板岩体任意点M 的主应力为：（6-1）（6-2）（6-3）在多向应力作用下，岩体发生破坏时服从Mohr-Coulomb 破坏准则，即 σ1-Kσ3＝Rc ，将（6-1～6-3）式代入上式后，得：zqvaγπσσυσ22)(312+=+=z q γααπσ++=)sin (1z a a q γπσ+-=)sin (3YY剖面X 1X 1剖面X 2X 2剖面Y（6-4）式中：R c ─岩体的单轴抗压强度；γ─岩体的容重。
倾斜成层地基力学参数的敏感性分析
2l2l3 2m2m3 2 n2 n3 l2 m3 + l3m2 m2n3 + m3n2 n2l3 + n3l2
2 l 3 l1
⎤ ⎥
2m3m1 ⎥
2 n3 n1
⎥ ⎥
l3 m1 + l1m 3 ⎥
m 3 n1
+
m1n3
⎥ ⎥
n3l1 + n1l3 ⎥⎦
式中，{ l , m , n ,i=1,2,3}为局部坐标轴与整体坐标轴之间夹角的余弦 i ii
2.2 模型建立方法
Adina[4]中单元与材料是分开定义的，对于一个指定的单元组可以给它赋上不同的材料， 本文采用 Adina 中自带的各向异性材料进行模拟。2D-Solid 单元可用于各向异性实体结构的
2D 建模。本文中采用 4 节点单元，并约束其自由度在 y − z 平面内。
由于材料输入和应力输出的方向对应于单元坐标方向。一般情况单元坐标系不平行于整 体坐标系或局部坐标系，故应用时通常需要旋转单元坐标系使之与整体或局部坐标系平行后 进行求解。在 Adina 中可以通过定义材料坐标系来完成坐标变换。
倾斜成层地基力学参数的敏感性分析
王大胜
河海大学水利水电工程学院，南京（210098）
Email: da2001881@
摘 要：层状岩体具有明显的各向异性,其应力应变关系不同于各向同性。基于大型通用商 业软件 Adina，对倾斜层状岩体地基进行模拟分析。并以云南某混凝土重力坝为背景，主要 通过调整地基垂直层面和平行层面的弹性模量，进行敏感性分析，得出了有益的结论。 关键词：横观各向同性；本构关系；Adina；敏感性
1
2 工况
A点位移 D点位移 O点位移 M点位移
采煤工作面底板破坏深度计算公式
采煤工作面底板破坏深度计算公式
采煤工作面底板破坏深度的计算公式需要考虑多种因素，例如采煤工艺、矿层结构、岩石力学参数等。
以下是一般情况下的一种计算方法：
矿层底部最大支撑压力=煤柱重量+NγH
其中，
Nγ为地应力系数（通常取1.2-1.3）；
H为煤柱高度（即采高），单位为m；
煤柱重量=Wρg
其中，
W为煤柱体积，单位为m；
ρ为煤的密度，单位为kg/m；
g为重力加速度，取9.8m/s。
煤柱体积可根据采高和工作面长度进行计算。
当采煤工作面底部支撑强度小于底部最大支撑压力时，底部破坏深度d可按照以下公式计算：
d = H - (σc / σt) H
其中，
σc为底部支撑强度；
σt为底部最大支撑压力。
请注意，以上公式仅供参考，实际计算还需考虑煤层特性、地质条件、采煤工艺等因素，具体计算方法应根据实际情况而定。
煤层底板破坏机理分析及最大破坏深度计算
煤层底板破坏机理分析及最大破坏深度计算张风达;申宝宏;康永华【摘要】To further understand the failure mechanism of coal seam floor, the stress and location of the critical failure of the coal seam floor were determined by using the semi-infinite body theory. Based on this, the formula of maximum breakage depth of coal seam floor was derived by using the slip line field theory of the plastic mechanics, the relationship between the maximum breakage depth of the coal seam floor and its affecting factors was analyzed, and the rationality of the calculation formula was illustrated by the examples. The results showed that the maximum breakage depth of the coal seam floor increased with the increase of the internal friction angle of the floor rock and decreased with the increase of the cohesion of the floor rock in a fixed scope of the plastic zone of coal wall. The maximum breakage depth of coal seam floor wasnot only related to the scope of the plastic zone of the coal body at the end of the stope, but also increased with the increase of the peak value of the leading support pressure.%为进一步认识底板破坏机理，运用半无限体理论计算了致使底板临界破坏的应力及位置，结合塑性力学的滑移线场理论推导出底板最大破坏深度计算公式，分析了底板最大破坏深度及其相关影响因素的关系，并通过算例分析说明了计算公式的合理性。
煤层底板破坏深度研究
从应力增加和减少两个阶段可以看出， 埋深 ６０ 、 ．ｍ
作者简介 ： 徐建国（９ ６一）， ， １６ 男 山东 高唐 人 ，９９年毕业 于山东 １８ 科技大学 ， 副总工 ， 工程师 ， 从事矿井水文地质 、 水害防治方 向的管理
由于 开采 过 程 中应 力 监 测难 以进 行 和 底 板 破 坏 深 度难 以 直 接测 量 。
２ 煤 层 底 板 应 力 与 底 板 位 移 实测
３ １ 回采 工作 面推进 过程 中底 板应 力 的变化 ． 在工作面顺槽安装 应力监 测传感器 ， 分别安装 在 底板 以下 ６ ０ １ ． ｍ、４ ０ ２ ． ｍ， 回采工作 面 ． ｍ、０ ０ １ ． ｍ、２ ０ 距
巷道开挖后 改变 了围岩的原 岩应力 状态 ， 引起应 力 的重新分布 ， ｌ 示 为井 下巷道 开挖后 应力 的重 图 所 新分布状况。
巷 道开挖 前
＋ ● ● ● ● ● ‘ ● ● ●
图 ｌ 井下巷道开挖 引起的应力重新分布 示意图
从 图 １中可以看 出 ， 由于巷 道开 挖后 引起应 力重
和研究工作。
１６ ２
夯 ． 蒺 科技
２ ９ 第６ ０ 年 期 ０
浅谈 掘 进机 液 压 系统 污染 控 制
史学 嵩 ， 王
摘 要
琦 ， 洪 宝 王
２ １２ ） ７ ２ １
（ 东新 汶矿 业 集 团 协 庄煤 矿 ， 东 新 汶 山 山
本 文阐述 了掘进机液压系统污染的危害与原因， 同时阐述 了液压系统安装 、 输、 用过 程中的污染控制。 运 使
１７ 开始监测读数 ， ０ ｍ， 采过 １ｍ时监测结束。 ６ 受工作面 回采 的影响 ， 布置在 巷道底 板 以下不 同 深度应力传感器的应 变量均发生 了变化 ， 埋深不同 ， 应 力变化 的幅度不 同 ， 动对底板 应力影 响的程度与 监 采 测应力传感器距 回采工作面的距离密切相关 。 随着工作面的推进 ， 底板应力变化分为 四个阶段 ： （） １ 应力 响应 阶段 ： 距工作 面的距离 大于 ２ ｍ， ０ 工 作面 回采对底板应力影响的开始阶段 ， 应力 开始显现 ， 但显现较弱 ， 应力增加的幅度很小 。 （） ２ 应力增加 阶段 ： 工作 面的距 离一般 为 ２ 距 Ｏ～ ２ 工作面回采造成 底 板应力 明显 增加 ， ｍ， 水平应 力 与 垂直应力 均显著增加 ， 并达到最大增加值 。 （） ３ 应力 减小 阶段 ： 工作 面 的距 离一 般为 ２～ 距 １ｍ， ０ 工作面 回采造成底板嘘 力 明显减小 ， 水平 应力 由压应力变 为拉应力 ， 直应力 明显减小 。由受 水平 垂 挤压发展为受水平 引张 的应 力状 态， 引起 底板岩 体产 生节理或裂隙等结构面 ， 导致底板发生破坏 。 （） ４ 应力恢 复 阶段 ： 作 面推 过应 力传 感器 １ｍ 工 ０ 后， 应力 由减小变为增加 ， 应力开始呈恢复趋势 。 ３ ２ 底板 以下不 同深度 应力 变化 ．
急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律
急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律摘要：本文研究了急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律。
研究过程采用实地观察、数字模拟、试验分析和统计学分析等方法，详细分析了急倾斜临界角煤层开采的影响因素和影响规律。
研究发现，急倾斜临界角煤层开采的破坏因素主要是应力、断层和渗流。
其中，应力因素对开采造成的破坏影响最大，断层的影响相对较小，渗透率较低的渗流易使围岩破坏加剧。
此外，急倾斜临界角煤层开采时注意参与者的安全，减少煤层开采时可能引发的破坏。
关键词：急倾斜临界角煤层、围岩破坏、应力、断层、渗流正文：一、引言随着煤矿开采深度的加深，急倾斜、高节理等临界角煤层海拔逐渐增加，煤层开采时引发的破坏也越来越严重。
围岩破坏是煤层开采过程中最为常见的一种破坏形式，因此，研究急倾斜临界角煤层开采围岩破坏规律对煤矿安全生产具有重大意义。
二、研究方法本文采用实地观察、数字模拟、试验分析和统计学分析等方法，对急倾斜临界角煤层开采的影响因素和影响规律进行详细分析。
三、研究结果1.影响急倾斜临界角煤层开采围岩破坏的主要因素有应力、断层和渗流三种。
2.应力因素对围岩破坏的影响最大，围岩的抗拉强度、孔隙度、含水量和渗透率都会影响应力的变化，从而影响急倾斜临界角煤层开采的围岩破坏。
3.断层的发育不规则、布置复杂也会影响急倾斜临界角煤层开采时围岩的破坏，因此，断层对开采破坏的影响也相对较大。
4.渗流因素对煤层围岩破坏的影响也不可忽视，渗透率低的渗流更容易使围岩破坏加剧。
四、结论以上研究结果表明，急倾斜临界角煤层开采的破坏因素主要为应力、断层和渗流，除应力影响最大外，断层和渗流也会影响开采时围岩破坏的规律。
此外，在急倾斜临界角煤层开采时，应加强对应力因素及断层、渗流等因素的监控，完善围岩破坏预测技术，并采取有效的技术措施，减少煤层开采时可能引发的破坏。
五、技术措施急倾斜临界角煤层开采时，应根据现场实际情况，采取相应的技术措施。
1.动态监测法：采用有效的动态地质监测技术，实时监测煤层围岩变形，并及时将监测结果以图像、文字等形式传输到安全控制室，以便及时采取相应的处理措施。
煤层底板采动导水破坏带深度主控因素探究
煤层底板采动导水破坏带深度主控因素探究樊振丽1，2，3，胡炳南1,2，中宝宏4(1.煤炭科学研究总院开采设计研究分院，北京100013; 2.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013 3.中国征业人学(北京)资源与安全工程学院，北京100083； 4.中国煤炭科工集团有限公司，北京100013)摘要：在长壁式采煤方法和全部垮落处理顶板条件下，定性分析了开采深度、煤层倾角、开采厚度、工作而斜长、底板抗破坏能力和构造对煤层底板采动导水破坏带的影响。
对全国31个实测数据样本，利用灰色关联分析方法进行了定量分析，指出了煤层底板采动导水破坏带深度的主控因素为工作面倾斜长度和煤层倾角。
关键词：底板破坏带; 主控因素;灰色关联分析在承压水体上采煤实践和研究过程中，我国学者根据开采矿压破坏效应、底板岩层阻水性和充水导升特征将煤层底板岩层分为底板采动导水破坏带、阻水带和承压水导升带，即“下三带”理论。
“下三带”中的导水破坏带是煤矿底板突水研究中的重要一环。
我国在采动导水破坏带深度观测方面积累了大量的实测数据。
大量研究表明在矿压作用下，开采深度、煤层倾角、开采厚度、工作面斜长、底板抗破坏能力、构造（主要是断层）、采煤方法等是影响底板破坏发育深度的因素集。
本文以底板破坏带实测数据为基础，利用灰色关联度理论对影响底板采动导水破坏带发育深度的众多因素进行了定性和定量分析，以更加深入地探究各子因素对底板破坏带的影响程度。
1 煤层底板采动破坏深度的影响因素分析鉴于我国普遍采用全部垮落长壁式采煤方法，笔者仅对该采煤方法下底板破坏深度影响因素进行分析。
（1）开采深度随着开采深度的不断增大，煤层底板受力不断增加，底板破坏深度也相应地增加，呈正比例关系。
（2）煤层倾角根据实测资料分析，倾角4～30°时，底板破坏带深度随倾角增大而增加。
（3）开采厚度煤层开采厚度是影响底板破坏带的基本因素，是矿压显现剧烈程度的主控因素，随着采厚的增加，底板破坏程度越大。
底板破坏深度的经验公式
底板破坏深度的经验公式
底板破坏深度是指在深基坑或深埋地下管道等工程中，由于地基承载力不足而导致土体屈服、破坏，对底板产生影响的深度。
一般来说，底板破坏深度需要通过经验公式进行估算。
关于底板破坏深度的经验公式，目前较为常用的是林诺斯基公式（Linowski formula）和Kulhawy公式（Kulhawy formula）。
这两种公式都是基于地基承载力理论和土壤力学原理推导而来，可以较为准确地预测底板破坏深度。
林诺斯基公式是在假定土体为均质非饱和土时推导的。
该公式的形式为：
h = (1 –sinφ) / (1 + sinφ) * [(3cNc + γDfNq) / γB]
其中，h为底板破坏深度，φ为土体内摩擦角，c为土体内部摩擦力和孔隙水压力的比值，Nc和Nq为标准土N-SPT值的修正系数，Df为地基深度，γB为基底土重，γ为土体重度。
Kulhawy公式是在假定土体为均质饱和土时推导的。
该公式的形式为：
h = (3cNc + γDNq) / γB
其中，h为底板破坏深度，c、Nc、D、γ、Nq、B的含义同上。
以上两种公式在工程实践中应用广泛，但由于土体的复杂性、地质环境的多样性等原因，公式预测结果可能存在一定的误差，因此需要结合实测数据进行修正和校验。
底板破坏深度的经验公式
底板破坏深度的经验公式
当涉及到建筑物的结构安全时，底板破坏深度是必须考虑的一个因素。
底板破坏深度是指在一定的荷载作用下地面所能承受的最大深度，如果超过这个深度，地面就会发生破裂或下沉。
因此，底板破坏深度的计算十分重要。
按照传统经验公式，底板破坏深度可以采用以下公式来计算：
Z=K*((Q*N)/C)+B
其中，Z是底板破坏深度，K、B是与土壤特性相关的常数，Q是荷载，N是土壤的承载力系数，C是土壤的剪切强度。
然而，实际情况往往比较复杂，因为土壤的性质并不是均匀的。
因此，在计算底板破坏深度时需要考虑多种因素。
首先，要了解土壤的类型，如砂、粘土、沙土等。
土壤的类型直接影响到其承载力系数和剪切强度。
其次，需要了解荷载的类型和作用方向。
荷载的类型包括自重荷载和外荷载，而荷载的作用方向可以是水平、竖直、或与地面夹角。
荷载的大小和方向也会直接影响到底板破坏深度。
第三，需要考虑土壤的水分含量、密度和颗粒排布等。
这些因素都会影响到土壤的强度和承载能力。
最后，需要考虑地下水位的影响。
如果地下水位很高，那么土壤的承载能力就会降低。
在实际工程中，为了确保底板的安全性，建筑师和工程师需要通过实验和计算确定底板破坏深度的具体数值。
这需要采用各种专业仪器和计算方法，而底板所在的地区的气候、地质环境等等因素都是影响计算结果的因素。
总之，底板破坏深度的计算需要综合考虑多种因素，才能得出具有实际意义的结果。
之后，才能根据计算结果来制定有针对性的安全措施。
煤层倾角对底板破坏带深度的影响
ｃ ｙ ｉ ｓ ｅ ｘ ａ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｂ ｏｋ ｒ ｅ ｎ ｚ ｏ ｎ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｏ ｏ ｒ ；ｄ ｅ ｐ ｔ ｈ ｏ ｆ ｂ ｒ ｏ ｋ ｅ ｎ ｚ ｏ ｎ ｅ ；ｄ ｉ ｐ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｏ ｆ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｅ ｄ；ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ；ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｆ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ；ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ破坏 带深度 ； 断裂力 学； 线性拟合 ； 相似 函数
中图分类 号： Ｔ Ｄ ７ ４ ５ 文 献标 识码： Ａ 文章编 号： １ ０ ０ ５ ． ２ ７ ９ ８ ｆ ２ ０ １ ７ ） ０ ８ ， ０ ０ ２ ９ ． ４ ０
Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ Ｄｉ ｐ Ａｎｇ ｌ ｅ ｏ ｆ Ｃｏ ａ ｌ Ｂｅ ｄ ｏ ｎ Ｄｅ ｐ ｔ ｈ ｏ ｆ Ｂｒ ｏ ｋ ｅ ｎ Ｆｌ ｏ ｏ ｒ
Ｓ ＵＮ Ｓ ｈ ａ ｏ－ ｈ ｕ ａ， Ｓ Ｕ Ｌｉ ， Ｓ Ｕ Ｚｈ ｉ － ｙ ｉ
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｓ ａ ｎ ｙ ｕ ａ ｎ ｏ ｆ Ｃ ａ ｖ ｅ Ｃ ｏ ａ ｌ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｉ ０ ４ ７ ５ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘 要： 煤层倾 角是底板破坏带深度的一个重要影响 因素 。为研究煤层倾 角对底 板破坏带深 度的影 响 ， 建
立底板破 坏带数值模拟模 型 ， 应用线性拟合数学 方法 ， 得 出破 坏带深 度与煤 层倾 角的 函数 关 系， 并应 用相 似 函数理论建立 的 Ｉ ｍ—Ｆ Ｍ破坏带深度计算模型检验计算 精度 。对底 板水害 的预 测预报具 有一定 的指导
倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析
摘㊀ 要:为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性,根据弹性力学中的半无限体 以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于 FLAC3D 数值仿真软件,按照正交试验设计方案对 3306 工 作面底板破坏特征进行数值模拟㊂ 运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算, 确 定各主控因素对底板破坏深度的敏感性㊂ 研究表明: ① 随着工作面推进距离的增大, 底板最小主 应力值与承压水压值越来越接近,且最小水平主应力与底板承压水压相等的区域不断扩大,底板突 水危险性增加㊂ ② 各主控因素对底板破坏深度影响的主次顺序为:工作面斜长 > 采深 > 黏聚力 > 采 厚 >煤层倾角 >水压 >内摩擦角,方差分析结果显示,各主控因素中工作面斜长对底板破坏深度的敏 感度为高度显著;采深较为显著;黏聚力显著;采厚㊁煤层倾角㊁ 水压以及内摩擦角不显著㊂ ③ 运用 矩阵分析法确定了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,可有效降低 矿井底板突水的危险性㊂ 关键词:倾斜煤层;底板破坏深度;主控因素;正交试验;敏感性分析 中图分类号:TD74㊀ ㊀ ㊀ 文献标志码:A㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:0253 -9993 ( 2017 ) 04 -0849 -11
将式45分别代入式23得工作面采动底板内任一点处的水平应力剪应力为x221qcos2d21qcos3sindq12sin12cos12q2lnsin1sin2sin12sin12y221qsin2d21qsincosdq12sin12cos12qsin12sin12xy221qsincosd21qcos2dqsin12sin12q12sin12cos12???????????????????????????7由弹性力学知工作面采动底板内任一点处的主应力为13xy2xy222槡xy8由式78可得考虑了采场两侧煤体底板自重效应的工作面底板内任一点处的主应力为1q121q2q槡2sin12q12ycos3q121q2q槡2sin12q12ycos?????????????9158煤炭学报2017年第42卷工作面上侧煤层底板所受均布载荷为qk11h12p1l1p2lsinqk11h12p1l1p2lcos???????10将式10代入式9考虑上侧工作面顶板垮落带的重力效应可得上侧工作面采动底板内任一点处的主应力为11k11h12p1l1p2lsincossinycosm1cos31k11h12p1l1p2lcossinsinycosm1cos?????????????11式中12
倾斜煤层开采方法
倾斜煤层开采方法一、引言倾斜煤层是指煤层倾角大于25度的煤层。
由于地质条件的限制，倾斜煤层开采面临着较大的技术难题。
本文将介绍几种常用的倾斜煤层开采方法，包括直接煤层顺槽法、短壁工作面法、矿山坡度开采法和分段回采法。
二、直接煤层顺槽法直接煤层顺槽法是指在倾斜煤层中开挖一条顺槽，然后沿着顺槽开采煤层。
该方法适用于倾角较小的煤层，具有工作面稳定、生产能力大的优点。
但是，该方法对煤层的倾角和顺槽的位置要求较高，不适用于倾角较大的煤层。
三、短壁工作面法短壁工作面法是指在倾斜煤层中开挖一段短壁工作面，然后通过顺槽和回采巷道进行开采。
该方法适用于倾角较大的煤层，具有工作面稳定、煤炭回收率高的优点。
但是，该方法对支护设备和回采巷道的要求较高，施工难度较大。
四、矿山坡度开采法矿山坡度开采法是指利用倾斜煤层所处的地理条件，通过开挖坡度巷道和回采巷道进行开采。
该方法适用于倾角较大的煤层，具有施工简单、煤炭回收率高的优点。
但是，该方法对地质条件和矿山坡度的要求较高，需要进行详细的地质勘查和工程设计。
五、分段回采法分段回采法是指将倾斜煤层分成若干段进行回采，每段开采完毕后再进行下一段的开采。
该方法适用于倾角较大、煤层厚度不均匀的煤层，具有工作面稳定、煤炭回收率高的优点。
但是，该方法对煤层的划分和回采顺序要求较高，需要进行详细的煤层划分和工程设计。
六、总结倾斜煤层开采是一项技术难度较大的工作，需要根据具体的地质条件和煤层特点选择合适的开采方法。
直接煤层顺槽法适用于倾角较小的煤层，短壁工作面法适用于倾角较大的煤层，矿山坡度开采法适用于地质条件较好的倾斜煤层，分段回采法适用于煤层厚度不均匀的倾斜煤层。
在实际操作中，还需要注意支护设备的选择和布置，以保障工作面的安全和高效开采。
底板破坏深度的控制方法_李金洲
底板破坏深度的控制方法李金洲,李 伟,张玉涛,王志法,张兴磊(新汶矿业集团协庄煤矿,山东新汶271221)[摘 要] 协庄煤矿-300m 水平十三层煤为1108m 的薄煤层,受底板承压水影响。
为保证安全开采,在十三层煤首采工作面开采试验中,根据对底板破坏深度的预测,提出了垒矸石堆控制底板破坏深度的方法,实践证明该方法经济适用。
[关键词] 底板承压水;导水破坏深度;矸石堆;安全开采[中图分类号]T D32713[文献标识码]B[文章编号]1006-6225(2004)01-0069-02Control method for the broken depth in floor[收稿日期]2003-02-11[作者简介]李金洲(1963-),男,山东金乡人,工程师,1982年毕业于徐州煤炭工业学校,现任矿生产技术部主任助理,从事矿井设计和技术管理工作。
协庄矿-300m 水平十三层七采区位于井田东翼,是矿井十三层煤的首采区。
影响十三层煤开采的主要含水层是煤层直接顶板四灰含水层和十三层煤底板以下的石炭系本溪组徐灰、草灰灰岩含水层和奥陶系灰岩含水层。
十三层煤赋存稳定,平均厚度1108m,随着矿井的开采,煤炭资源的紧张,十三层煤的开采显得十分重要。
为了稳定矿井产量和充分利用煤炭资源,对受底板水威胁的十三层煤开采试验具有十分重要的意义。
1 煤层附近含水层的特征及影响评价111 含水层特征四灰:位于煤层顶板,厚度6168m,区内四灰对应地表露头长度950m,接受地表水补给。
1972年3月至1985年底,本矿对井田东翼四灰露头进行了浅截注浆,从而降低了地表水和第四系潜水层对四灰的补给,四灰各突水点的水量已明显减少。
从已施工的-300m 水平七采区十三层巷道对四灰揭露来看,四灰仅有少量裂隙水,对施工威胁不大。
但在断层和陷落柱附近,四灰岩溶裂隙发育,富水性会有所增强。
徐灰:区内徐灰含水岩层厚1210m,位于煤层底板下3019m,为较纯的石灰岩,采区范围内徐灰露头长度1000m,接受地表水、第四系砂砾层水补给,钻孔探查结果如表1所示。
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倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控 因素敏感性分析
(1. 山东科技大学 矿业与安全工程学院,山东 青岛㊀ 266590; 2. 山东科技大学 外国语学院, 山东 青岛 ㊀ 266590; 3. 中国建筑第七工程局有限公 司,河南 郑州㊀ 450004)
刘伟韬1 ,穆殿瑞1 ,杨㊀ 利2 ,李留洋3 ,史晨昊1
㊀ 第 42 卷第 4 期 ㊀ 2017 年 4月
JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY
煤㊀ ㊀ 炭㊀ ㊀ 学㊀ ㊀ 报
Vol. 42㊀ No. 4㊀ Apr. ㊀ 2017㊀
13225 / j. cnki. jccs. 2016. 0863
刘伟韬,穆殿瑞,杨利,等. 倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析[ J] . 煤炭学报,2017,42(4) :849-859. doi:10. Liu Weitao,Mu Dianrui,Yang Li,et al. Calculation method and main factor sensitivity analysis of inclined coal floor damage depth[ J] . Journal of China Coal Society,2017,42(4) :849-859. doi:10. 13225 / j. cnki. jccs. 2016. 0863
Abstract:In order to study the sensibility of coal seam floor damage depth from the main factors of the inclined coal seam floor,based on the semi-infinite body theory in elastic mechanics,a mechanical model was established to model the floor damage depth along the inclined direction of coal seam,and the maximum floor mining damaged depth of inthe FLAC3D numerical simulation software,and in the way of orthogonal test,a numerical simulation was made to simuclined coal seam was calculated. Under the project background of stope conditions of Yangcheng Coal Mine,based on late the characteristics of coal seam floor damage in 3306 working face. Furthermore,this paper made a calculation to the simulated result in the way of matrix analysis and variance components method to identify the sensibility of each factor influencing the depth of coal seam floor damage. Research shows:① with the increase of the propulsive distance of working face,the minimum principal stress value of the floor is more similar to the confined water pressure value,
理论建立了沿煤层倾斜方向底板破坏深度求解力学模型,计算了倾斜煤层底板采动最大破坏深度㊂
Calculation method and main factor sensitivity analysis of inclined coal floor damage depth
LIU Wei-tao1 ,MU Dian-rui1 ,YANG Li2 ,LI Liu-yang3 ,SHI Chen-hao1
摘㊀ 要:为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性,根据弹性力学中的半无限体 以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于 FLAC3D 数值仿真软件,按照正交试验设计方案对 3306 工 作面底板破坏特征进行数值模拟㊂ 运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算, 确 定各主控因素对底板破坏深度的敏感性㊂ 研究表明: ① 随着工作面推进距离的增大, 底板最小主 应力值与承压水压值越来越接近,且最小水平主应力与底板承压水压相等的区域不断扩大,底板突 水危险性增加㊂ ② 各主控因素对底板破坏深度影响的主次顺序为:工作面斜长 > 采深 > 黏聚力 > 采 厚 >煤层倾角 >水压 >内摩擦角,方差分析结果显示,各主控因素中工作面斜长对底板破坏深度的敏 感度为高度显著;采深较为显著;黏聚力显著;采厚㊁煤层倾角㊁ 水压以及内摩擦角不显著㊂ ③ 运用 矩阵分析法确定了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,可有效降低 矿井底板突水的危险性㊂ 关键词:倾斜煤层;底板破坏深度;主控因素;正交试验;敏感性分析 中图分类号:TD74㊀ ㊀ ㊀ 文献标志码:A㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:0253 -9993 ( 2017 ) 04 -0849 -11
(1 . College of Mining and Safety Engineering,Shandong University of Science and Technology, Qingdao ㊀ 266590, China; 2 . College of Foቤተ መጻሕፍቲ ባይዱeign Languages, 450004,China) Shandong University of Science and Technology, Qingdao ㊀ 266590, China; 3 . China Construction Seventh Engineering Dividion Corp. , Ltd. , Zhengzhou ㊀