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回采工作面上覆岩层移动规律的分析【摘要】不同地区的煤层赋存条件往往存在着很大的差异，由此而造成的综合机械化开采过程中的矿压显现特征也会有很大程度的不同，因此，针对不同矿区具体的煤层开采主、客观条件，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，运用数值计算方法对采场周围应力场分布、顶底板岩层稳定性、支架对围岩的支护效果等进行了分析，掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压进行预测预报，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，来保证矿井安全高效生产。
【关键词】工作面；覆岩；移动；规律；分析1.有关采场覆岩活动规律的重要性综合机械化采煤理论及技术已取得很大发展，综合机械化采煤的安全性、经济适用性等已经得到很大提高；综采工作面矿压控制理论技术研究手段、研究成果也有很多。
但是，不同地区的煤层赋存条件往往存在着很大的差异，由此而造成的综合机械化开采过程中的矿压显现特征也会有很大程度的不同，因此，针对不同矿区具体的煤层开采主、客观条件，对采场矿压显现特征进行有针对性的研究，并据此制定有针对性的矿压控制技术措施，仍是保证安全高效生产必不可少的前提工作。
2.顶板垮落距的计算2.1直接顶垮落煤层开采后，将首先引起直接顶的垮落。
回采工作面从开切眼开始向前推进，直接顶悬露面积增大，当其达到其极限跨距后开始垮落。
直接顶第一次大面积垮落称为直接顶初次垮落。
直接顶初次垮落的标志是：直接顶垮落高度超过1～1.5m，范围超过全工作面长度的一半。
此时直接顶的跨距称为初次垮落距。
初次垮落距的大小由直接顶岩层强度、分层厚度、直接顶内节理裂隙的发育程度所决定，它是直接顶稳定性的一个综合指标。
2.2基本顶的断裂随着工作面自开切眼开始推进，基本顶达到初次断裂时的跨距称为极限跨距，也称初次断裂步距。
掌握老顶的初次断裂步距，对采场来压的预测预报、岩层移动的计算与控制具有重要的作用。
基本顶的梁式断裂图3-1 基本顶两端固支梁受力分析（1）（2）式中，M—该点所在断面的弯矩；y—该点离断面中性轴的距离；Jz—对称中性轴的断面矩。
采煤工作面上覆岩层移动及矿压显现规律摘要：在大多数情况下，矿压显现会给地下开采工作造成不同程度的危害。
为了使矿压显现不影响正常开采工作，保证安全生产，必须采用各种技术措施加以控制。
包括对采掘空间进行支护，对松软破碎的煤层进行加固，用各种方法使巷道或回采工作空间得到卸压，对采空区进行处理等。
此外，对矿压的控制不仅在于消除和减轻矿压对开采工作造成的危害，还包括有效地利用矿压为开采服务。
研究矿压显现规律及各种控制方法的基本目的，是为了保证生产安全和取得良好的经济效益。
关键词：采煤工作面支撑压力及其显现地质因素技术因素1.绪论煤炭是我国的主要不可再生资源，它是我国工业生产必不可少的一部分。
因此，研究如何采煤及煤与岩石的关系是十分重要的。
这篇文章主要是介绍采煤工作面上覆岩层移动及其矿压显现规律，采煤工作面的围岩构成，采动岩体破坏的基本形式，裂隙带岩层的结构形式，工作面得矿压显现方式，直接顶的运动规律，基本顶的运动规律，支撑压力及其显现，地质因素，技术因素。
采煤工作面与矿压是息息相关的，要想安全的采煤，把产量搞上去，我们必须去研究矿山压力，因为在矿山压力作用下，会引起各种力学现象，如顶板下沉、底板鼓起、巷道变形后断面缩小、岩体破坏散离甚至大量冒落、煤被积压产生片帮或突然抛出、支架严重变形或损坏、充填物受压缩以及大量岩层移动、地表发生塌陷等。
2.1采煤工作面的围岩构成在煤层或岩层中开掘巷道和进行回采工作，称为对煤层或岩层的“采动”。
采动后在煤层或岩层中形成的空间，称为“采动空间”。
直接位于煤层上方和下方的岩层分别称为煤层的顶板和底板。
根据顶底板岩层距煤层的距离和对回采工作的影响，煤层的顶、底板岩层可以分为伪顶、直接顶、基本顶和直接底。
2.1.1伪顶位于煤层之上，极易垮落的薄岩层称为伪顶。
2.1.2直接顶直接顶位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性，移架或回采后能自行垮落的一层或数层岩层。
2.1.3基本顶位于直接顶之上较难垮落的厚层坚硬岩层称为基本顶。
露天转地下开采地质灾害规律及其防治张海波;刘芳芳;董付科【摘要】对露天转地下开采过程中出现的地质灾害如:露天采场边坡失稳、地面塌陷、矿坑涌水、巷道变形以及泥石流等灾害规律进行了整理论述,并相应提出有效解决措施,为矿山生产安全提供了理论依据.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)003【总页数】3页(P5-7)【关键词】露天转地下;边坡;塌陷;涌水;巷道变形【作者】张海波;刘芳芳;董付科【作者单位】河北联合大学,河北唐山063000;河北地质职工大学,河北石家庄050081;河北地质职工大学,河北石家庄050081【正文语种】中文【中图分类】TD77+10 引言国内一大批深凹露天矿正在或即将转入地下开采,露天转地下或露天地下联合开采已经成为当前和今后一段时间国内矿山的热点之一。
随之所产生的地质灾害问题,也是当前各个矿山面临的新问题。
如露天转地下复合开采条件下所产生的地质灾害如岩体变形和移动所诱发的露天边帮滑坡、地面坍塌等,是露天转地下矿山所面临的重要地质问题。
1 露天采场边坡失稳露天采场边坡的稳定是确保露天开采安全生产的关键,但是露天转地下开采的矿山稳定性问题既不同于单一的露天开采,又不同于单纯的地下开采,复合开采矿山的岩体经历露天和地下二次开挖扰动,应力场和位移变化比较复杂(见图1)。
图1 地下与露天综合开采和应力作用原理图从应力场的变化来看,随着露天开挖的进行,由于卸载作用,边帮岩体内的能量逐步得以释放,露天采动影响范围内应力状态不断发生变化,岩体也产生相应的变形和滑移,系统处在一种动态平衡的变化之中。
露天开采末期转入地下开采,地下开采引起的应力变化会对露天采用影响范围内的岩体产生二次扰动,表现为地下采动效应对原来平衡体系的干扰或作用,使得两种采动效应相互影响和扰动,形成一个复合动态变化系统。
边坡的地质体由于形成条件、改造作用强度差异,致使其物理力学性质复杂,就是在同一地区,同一岩体或岩组内,会出现物理力学特征的强烈的空间和时间变化性[1]。
露天矿山转地下开采隔离层安全厚度及采动稳定性研究摘要：大型矿山，在露天开采后期及结束后，将采用地下开采，而研究露天转地下开采采矿方法是基础性工作，是非常有必要的。
基于此，对市政工程进行研究，以供参考。
关键词：露天矿山转地下开采；隔离层安全厚度；采动稳定性引言露天转地下开采是一项复杂的系统工程，地表矿坑与地下结构组成复合的动态开采系统。
其中，在露天转地下联合开采过渡时期，隔离层的设计是关系到矿山能否安全生产的重要问题，通过布置一定厚度的隔离矿柱可以保障露天与地下开采同时正常运行。
若隔离层过薄，会对井下生产带来极大安全隐患，若隔离层太厚，又会使得矿产资源严重浪费。
因此，隔离矿柱安全厚度的确定及其采动影响分析是露天转地下矿山需要开展的一项重要研究工作。
1工程概况某铜矿分为露天和地下开采２种方式：露天开采分南北２个采坑，南采坑计划开采到最低标高34ｍ水平，现已完成开采，北采坑计划开采至－50ｍ水平，现已开采至底部境界标高－14ｍ；地下开采范围为矿权范围内＋300～－255ｍ，首采中段为－100ｍ中段（标高－50～－100ｍ），现已经全部完成回采并进行了充填，正在回采的－150ｍ中段，采场分布高度为－95～－137ｍ，因前期露天开采仍在进行，地下开采采用嗣后充填采矿法。
2隔离层安全厚度计算常用的隔离层稳定性分析方法主要有：荷载传递线交汇法、厚跨比法、结构力学法、松散系数理论法、普氏拱理论、空场长宽比法、Ｋ．Ｂ．鲁别涅依特理论估算法等。
3数值模型建立及开采方案3.1三维建模采用FLAC3D程序建立三维计算模型，模型尺寸：矿体倾向Ｘ＝1250ｍ，走向Ｙ＝1050ｍ，标高Ｚ为－300ｍ至地表。
整体模型网格采用六面体单元划分，共计473058个实体单元，461200个节点。
3.2边界条件模型上部设置为自由面，允许发生自由位移，四周设置法向约束，限制水平位移，允许发生竖向位移，底部设置固定约束。
计算时不考虑其他构造应力的作用，在垂直方向施加反向应力加速度，在自重应力下平衡初始地应力。
第1篇覆岩与地表移动规律第1章覆岩与地表移动规律1.1 概述各种有用的矿物赋存在地下岩体中的一定位置，与周围的岩体相接触，并保持其应力平衡状态。
地下矿物开采后，采出空间周围的岩层失去支撑而向采空区内逐渐移动、弯曲和破坏。
这一过程随着开采工作面的不断推进，逐渐地从采场向外、向上（顶板）扩展，直至波及到地表，引起地表下沉，形成所谓的下沉盆地(Subsidence basin)。
采动覆岩与地表移动变形的过程是开采破坏了原岩应力状态形成新的平衡的必然过程。
开采引起矿层及围岩的移动和破坏在时间及空间上是一个复杂的运动破坏过程，其特点如下：（1）从采空区至地表，覆岩破坏范围逐渐扩大、破坏强度逐渐减弱，根据覆岩破坏特征一般将其划分为冒落带、裂隙带和弯曲下沉带，即所谓的“三带”如图1—1所示；图1—1 采动覆岩移动破坏三带分布图a－冒落带；b－裂隙带；c－弯曲下沉带（2）覆岩移动状态可划分为5个区，如图1－2所示。
其中：①垂直下移区。
该区域的岩层在重力作用下作垂直于矿层的运动。
②垂直上移区。
该区域的岩层在侧向及底板应力的作用下向上移动。
③垂直与水平移动区。
该区域的岩层在覆岩自重及水平应力的作用下，作向采空区中心方向的移动。
④底板下移区。
该区域的岩层在支撑压力的作用下，向底板卸压区移动。
⑤开采支撑压力区。
该区域的岩层要承受采空区上覆岩体重力的转移，形成开采支撑压力区，开采支撑压力区的应力值一般高达原岩应力的1.5～3.0倍。
第1章 覆岩与地表移动规律第 页2图1－2覆岩内部移动状态分布图1.2 覆岩移动破坏规律1.2.1 “三带”的形成矿层开采后，其覆岩要发生移动和破坏。
经长期的观测证实，覆岩移动和破坏具有明显的分带性，它的特征与地质、采矿等因素有关。
在采用走向长壁全部冒落法开采缓倾斜中厚矿层的条件下，只要采深达到一定深度（采深与采高之比H/m >40），覆岩的破坏和移动会出现三个代表性的部分，自下而上分别称为：冒落带(Caved zone)、裂隙带(Fractured zone)和弯曲下沉带(Continuous deformation zone)（见图1－1）。
急倾斜厚矿体露天转地下矿山开采方法的探讨张延国;赵有国;王运永【摘要】某矿山为急倾斜厚矿体,以该矿露天转地下的设计实践为基础,探讨了无底柱分段崩落法和空场嗣后充填采矿法的适用条件.根据放矿理论,分析了无底柱分段崩落法上覆岩层“整体下移层”的特点,提出在满足干选废石回填后,以露天采坑作为露天转地下开采的废石排土场和干排尾矿库,将排土场干选后的废石回填至露天采坑形成初始覆盖层,妥善解决了掘进废石、选矿厂尾矿的堆弃难题.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P13-16)【关键词】露天转地下;放矿椭球体;无底柱分段崩落法;覆盖层【作者】张延国;赵有国;王运永【作者单位】中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院;中钢集团工程设计研究院有限公司石家庄设计院;五矿矿业控股有限公司【正文语种】中文目前国内由采矿活动所造成的土地破坏及环境污染非常严重，特别是尾矿库的环境污染及安全隐患更加突出。
据国家统计局统计资料：1990年我国由采矿活动破坏的土地面积为1.4万～2万km2，1990年以后每年以约200 km2的速度增加，2000年以后每年增加的速度扩大到340 km2。
这其中开采直接造成破坏的约占1/3，固体废弃物堆存造成的破坏约占2/3。
至2007年全国尾矿库12 718座，堆存总量80.46亿t，占地面积100万hm2，废石碴堆存总量约200亿t，占地面积约33.3万hm2。
由采矿活动造成的土地破坏及环境污染已经影响到国民经济的健康发展，成为需要迫切解决的重大问题。
为此，国家《十二五发展规划》对采矿业提出了“发展绿色矿业、加强共伴生矿产及尾矿综合利用、推进矿山地质环境恢复治理”的理念，新建或扩建尾矿库的审批愈加严格，征地愈加困难。
因此，矿山开采固体废弃物排弃成为了矿山建设的难题。
以河北省某大型露天转地下开采设计为例，探讨在设计过程中，以“绿色矿山”设计理念，利用干选后的废石回填露天采坑形成初始覆盖层，并以露天采坑作为露天转地下开采的排土场和干排尾矿库，妥善解决了掘进废石、选矿厂尾矿的堆弃难题，保证了无底柱分段崩落采矿法的顺利实施[1]。
