浅埋近距房柱式采空区上下残采围岩结构及失稳机理研究

基本信息
批准号:51774229
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:张杰
学科分类:
依托单位:西安科技大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈柳,王红伟,李季,张丁丁,杨涛,尉迟小骞,任延兵,周府伟,龙晶晶
关键词:
失稳机理上下行残采房柱式采空区浅埋近距煤层围岩结构
结项摘要

With the depletion of coal resources in Shen fu mining area,the upper or lower level of residual coal in the room-and-pillar mining gob needs to be mined,while,the upward or downward mining often occurs large area caving and dynamic pressure disaster,which poses a great threat to the mine production safety. This project intends to carry out the mechanism of rock break induced disaster between upward or downward residual mining close to the room-and-pillar mining gob in shallow coal seam. According to the research of the structure and instable mechanism for surrounding rock in residual mining,the key stratum theory in ground control is applied to establish the structural model of the room-and-pillar mining gob and rock strata between coal seams to the untapped coal. In this study,we researched the interaction,destruction and evolution process of surrounding rock with coal pillar in residual mining to reveal the disaster mechanism of the transient instability as well as the large-area weight;analyzed the multiple-mining action mechanism,transfer law for mechanics and the damage law of rock strata between coal seams,indicating the influence factors to the structural instability of roof and floor key strata area;proposed a feasible judgment method for upward mining and prediction method for instability of the key stratum structure forming a dynamic pressure disaster for downward mining;and finally developed the technology in the upward or downward residual mining,which can lay a theoretical foundation for the safety of the Shen fu energy base.

随着神府矿区煤炭资源的枯竭,多煤层房柱式采空区上层或下层遗留煤需要回采,而在这种上行或下行残采中常发生大面垮落和动载矿压灾变,严重威胁矿井生产安全。本项目拟开展浅埋近距离房柱式采空区上行或下行残采层间岩层破坏致灾机理研究,应用岩层控制的关键层理论,通过对残采围岩结构及失稳机理研究,建立房柱式采空区与待采煤层间岩层控制结构模型。研究残采过程中围岩与煤柱的相互作用、破坏及演变过程,揭示瞬时失稳大面积来压灾变机理。分析层间岩层受多次采动的作用机理、力学传递规律、层间岩层变形破坏规律,揭示残采区顶、底岩层关键层结构失稳的影响因素。提出上行残采可行性的判定方法,下行残采关键层结构失稳形成动载矿压灾害的预测方法。开发房柱式采空区上下的残采技术,为神府能源基地安全残采奠定理论基础。

项目摘要

项目在国家自然科学基金面上项目的资助下,对浅埋近距房柱式采空区上下残采围岩结构及失稳机理进行了系统深入研究。分析了下行回采时房柱式采空区下回采过程中关键层断裂岩块失稳时下煤层工作面支架受力特征,演化了下煤层工作面开采过程中上覆岩层失稳特征,揭示了房柱式采空区下回采工作面发生动载矿压的主要原因为房采煤柱在超前支撑压力的作用下使得工作面上方房采煤柱承受载荷过大,进而诱发房采煤柱群发生“多米诺骨牌”式失稳,对下煤层工作面形成载荷冲击形成动载矿压。过集中煤柱下开采时,由于下煤层关键层对上覆集中煤柱集中载荷的有效承载面积不断减小,而集中煤柱上覆载荷在煤柱中形成的弹性应变能不断增大,随着工作面推进,聚集在关键层断裂岩块中的能量瞬间释放,对下煤层工作面产生冲击,最终产生动载矿压。建立了浅埋近距离房柱式采空区上行开采“箱梁桥”结构承载模型,揭示了“箱梁桥”结构的形成机理,确定了应力壳高度、腹板宽度等参数的计算公式,推导了其系统平衡时需满足的解析条件,并应用“箱梁桥”结构模型进行了工程验证。下煤层房柱式回采后,在层间岩层形成的应力平衡壳对覆岩起到了良好的支撑效果,且层间岩层上方岩体所受应力与原岩应力相比基本无变化,上煤层回采过程中,基岩运动引起的内部承载结构将围岩所受应力向采场周围转移对结构内岩层的稳定起到了保护作用,当工作面宽度为210m时能够发挥有效的承载作用。提出了房柱式采空上下回采围岩的控制,预防了动压事故的发生,确保了矿井安全生产。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019
3

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
4

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

F_q上一类周期为2p~2的四元广义分圆序列的线性复杂度

DOI:10.11999/JEIT210095
发表时间:2021
5

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022

张杰的其他基金

批准号:21172039
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21871058
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51403070
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30800404
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81573285
批准年份:2015
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51372049
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41376003
批准年份:2013
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:21271173
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50978153
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:20973171
批准年份:2009
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:31600675
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31072143
批准年份:2010
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:11201210
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900217
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21871027
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:81271421
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31300234
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30700660
批准年份:2007
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900279
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11872296
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:50975064
批准年份:2009
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:20601003
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50164001
批准年份:2001
资助金额:17.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10874113
批准年份:2008
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:69702010
批准年份:1997
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30571252
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:11502193
批准年份:2015
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61271189
批准年份:2012
资助金额:76.00
项目类别:面上项目
批准号:31301762
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81470923
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:51475371
批准年份:2014
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:11204204
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50578001
批准年份:2005
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:61702245
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41371139
批准年份:2013
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81703383
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50372069
批准年份:2003
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:31500024
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61702409
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51872060
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30371325
批准年份:2003
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:81703083
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11675106
批准年份:2016
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:31700619
批准年份:2017
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81501203
批准年份:2015
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30200260
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601534
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51164004
批准年份:2011
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10575129
批准年份:2005
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:U1304301
批准年份:2013
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31571055
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:10176034
批准年份:2001
资助金额:25.00
项目类别:联合基金项目
批准号:50873072
批准年份:2008
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:81701897
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71871067
批准年份:2018
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:11526140
批准年份:2015
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31900025
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19854001
批准年份:1998
资助金额:100.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81860040
批准年份:2018
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20671090
批准年份:2006
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:51474173
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:31402340
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11401022
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:59808008
批准年份:1998
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31770909
批准年份:2017
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51204133
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60672159
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:30070959
批准年份:2000
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:31270899
批准年份:2012
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:31660599
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21405150
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20201010
批准年份:2002
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30873218
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:71773132
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:21472020
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41661019
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61704012
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11904089
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51378280
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:10374116
批准年份:2003
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:41904165
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370362
批准年份:2003
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:81702064
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10734130
批准年份:2007
资助金额:180.00
项目类别:重点项目
批准号:41901248
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41006054
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41606095
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81470889
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:21573016
批准年份:2015
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:40805009
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872935
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51205316
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71402178
批准年份:2014
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81070527
批准年份:2010
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:31800288
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40176040
批准年份:2001
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:11601507
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51274168
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:11671183
批准年份:2016
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:51668051
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30471734
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:81170710
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:61806188
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30260027
批准年份:2002
资助金额:18.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81601616
批准年份:2016
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30671563
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:50472012
批准年份:2004
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:81500931
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39980028
批准年份:1999
资助金额:13.50
项目类别:专项基金项目
批准号:71301032
批准年份:2013
资助金额:20.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11701372
批准年份:2017
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605404
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60302026
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91437107
批准年份:2014
资助金额:100.00
项目类别:重大研究计划
批准号:21501128
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370332
批准年份:2003
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:61601169
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901839
批准年份:2009
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41907144
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60772022
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:41907215
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31272115
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:21706241
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11326085
批准年份:2013
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31872593
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:11505205
批准年份:2015
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91849205
批准年份:2018
资助金额:200.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31571968
批准年份:2015
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:81904264
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21703070
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31660058
批准年份:2016
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

浅埋采空区层状结构顶板损伤失稳机理及安全风险分析

批准号:51074140
批准年份:2010
负责人:王树仁
学科分类:E0408
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
2

浅埋煤层重复采动关键层结构失稳致灾机理研究

批准号:51174288
批准年份:2011
负责人:许家林
学科分类:E0410
资助金额:45.00
项目类别:联合基金项目
3

浅埋煤层非充分垮落采空区下重复采动致灾机理

批准号:51874281
批准年份:2018
负责人:屠世浩
学科分类:E0405
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
4

浅埋房式残留煤柱失稳致灾机制及防控

批准号:51304202
批准年份:2013
负责人:王方田
学科分类:E0404
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目