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采动覆岩移动变形规律相似模拟试验研究 预览
1
作者 李超 《内蒙古煤炭经济》 2019年第3期48-50,共3页
为了解决煤炭开采扰动上覆岩层结构变形和破坏诱发的矿山动力灾害问题,本文以陈家沟煤矿250204工作面为研究对象,运用物理相似材料模拟试验的方法,研究综放开采条件下采场覆岩结构破坏形态和高度,分析关键层破断机理和特征,为矿山矿压... 为了解决煤炭开采扰动上覆岩层结构变形和破坏诱发的矿山动力灾害问题,本文以陈家沟煤矿250204工作面为研究对象,运用物理相似材料模拟试验的方法,研究综放开采条件下采场覆岩结构破坏形态和高度,分析关键层破断机理和特征,为矿山矿压灾害治理提供参考。 展开更多
关键词 物理模型试验 关键层 三带 变形
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基于曲梁理论的褶皱构造中覆岩变形与应力分析
2
作者 卜万奎 徐慧 赵玉成 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期827-833,共7页
为了分析褶皱构造中煤层开采后覆岩的变形与应力,引入了适用于极坐标下曲梁的位移函数,分析了用位移函数表示的曲梁偏微分控制方程和位移分量、应力分量;在此基础上,依据差分原理将微分方程转化为差分方程,并编制了差分方程求解程序。... 为了分析褶皱构造中煤层开采后覆岩的变形与应力,引入了适用于极坐标下曲梁的位移函数,分析了用位移函数表示的曲梁偏微分控制方程和位移分量、应力分量;在此基础上,依据差分原理将微分方程转化为差分方程,并编制了差分方程求解程序。根据某矿区工作面的褶皱构造等地质资料,研究了工作面由向斜槽点推进到背斜脊点过程中覆岩的变形与应力。结果表明:1)覆岩水平位移主要表现为向采空区方向的变形,且最大水平位移主要表现在转折端附近;覆岩垂直位移主要表现为向采空区方向的下沉变形,且在工作面的推进过程中最大垂直位移稳定在距离开切眼70 m附近。2)覆岩中水平方向的应力在切眼前方为拉应力,而工作面后方为压应力;竖直方向的应力主要表现为拉应力,且主要位于工作面后方。 展开更多
关键词 褶皱构造 位移函数 曲梁弹性理论 变形
端帮开采下边坡稳定性的数值分析研究 预览
3
作者 王宁 《科学与信息化》 2019年第22期22-24,共3页
以元宝山露天矿端帮不同开采断面为前提,通过数值实验研究端帮开采对边坡稳定性的影响,结果表明:在采掘长度相同的情况下,开采断面越大,露天矿上部所覆岩层发生的竖向变形越大;在采掘长度一定的情况下,开采断面越大,露天矿内部所留矿柱... 以元宝山露天矿端帮不同开采断面为前提,通过数值实验研究端帮开采对边坡稳定性的影响,结果表明:在采掘长度相同的情况下,开采断面越大,露天矿上部所覆岩层发生的竖向变形越大;在采掘长度一定的情况下,开采断面越大,露天矿内部所留矿柱水平应力越大。 展开更多
关键词 边坡稳定性 变形 数值分析
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金属矿开采节理演化诱发覆岩变形失稳机制研究 预览
4
作者 马凤山 丁阔 +2 位作者 赵海军 郭捷 卢蓉 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期145-156,共12页
金属矿开采诱发覆岩变形是一个复杂的力学问题,在工程活动的扰动下,采空区围岩的原始应力状态将被打破,引起覆岩的应力重分布,从而达到新的应力平衡状态。当覆岩中存在一些软弱结构面时,这些软弱结构面将不断地发展、演化,并可能出现贯... 金属矿开采诱发覆岩变形是一个复杂的力学问题,在工程活动的扰动下,采空区围岩的原始应力状态将被打破,引起覆岩的应力重分布,从而达到新的应力平衡状态。当覆岩中存在一些软弱结构面时,这些软弱结构面将不断地发展、演化,并可能出现贯通,其对覆岩的变形和破坏具有明显的影响。针对节理条件这一变量,采用Udec二维离散元模型,分析了双岩桥模型和四岩桥模型中各岩桥破裂特征及机制,并对比了两组模型中顶板应力释放规律及特点。采用3组对比模型实验,分析了0°/90°,45°/45°,20°/70°节理条件下岩移特点及变形机制。基于数值模型,对镜儿泉矿区实际节理条件下的地表变形特征和沉陷范围进行了研究,模型结果与地表变形GPS监测结果具有很好的一致性。 展开更多
关键词 金属矿山 节理化 变形 失稳机制 实例验证
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采场覆岩变形和来压判别的分布式光纤监测模型试验 预览
5
作者 柴敬 霍晓斌 +3 位作者 钱云云 张丁丁 袁强 李毅 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第B06期36-43,共8页
为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工... 为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工作面的开采,工作面共开挖60次,累计推进2 400 mm,获得3根分布式光纤的180组布里渊(Brillouin)频移试验数据。提出了分布式光纤频移平均变化度的概念,采用光纤频移来表征采场上覆岩层变形垮落,判别工作面初次来压和周期来压情况;并将其测试结果和内部位移测试结果进行对比。结果表明,光纤频移平均变化度可以反映工作面上覆岩层变形、来压及其变化情况,该方法及其技术推广应用可以为上覆岩层变形信息化提供依据。 展开更多
关键词 采矿工程 变形 三维立体模型试验 光纤频移平均变化度 来压判别
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保护层开采破坏范围的研究 预览
6
作者 叶旭 《内蒙古煤炭经济》 2018年第1期143-144,共2页
煤与瓦斯突出一直是严重威胁煤矿安全生产的灾害,在防治煤与瓦斯突出的措施中,开采保护层是最经济有效的措施。保护层开采过程中,覆岩变形规律、采空区裂隙的时空演化规律是目前保护层开采研究的关键问题,本文从覆岩裂隙的发展变化... 煤与瓦斯突出一直是严重威胁煤矿安全生产的灾害,在防治煤与瓦斯突出的措施中,开采保护层是最经济有效的措施。保护层开采过程中,覆岩变形规律、采空区裂隙的时空演化规律是目前保护层开采研究的关键问题,本文从覆岩裂隙的发展变化研究等方面叙述了目前保护层开采的研究现状、存在的问题及其发展的趋势。 展开更多
关键词 保护层 变形 采空区 采动裂隙
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巨厚松散层下煤层开采薄基岩变形及矿压显现研究 预览
7
作者 翟新献 吕超 +1 位作者 唐世界 于春生 《工矿自动化》 北大核心 2018年第8期71-75,共5页
以赵固一矿12051综采工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟软件对巨厚松散层条件下煤层开采薄基岩变形及矿压显现进行了研究。结果表明:(1)工作面初次来压步距为55 m,周期来压步距为15m;开采后上覆薄基岩出现垮落带和裂隙带,垮落带高度... 以赵固一矿12051综采工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟软件对巨厚松散层条件下煤层开采薄基岩变形及矿压显现进行了研究。结果表明:(1)工作面初次来压步距为55 m,周期来压步距为15m;开采后上覆薄基岩出现垮落带和裂隙带,垮落带高度为12.4 m,垮采比为3.54,裂隙带高度为36.7m,裂采比为10.48。(2)随着工作面推进距离的不断增加,工作面前方支承压力影响区范围、支承压力峰值和塑性区范围均增加;当基本顶初次来压后,工作面前方支承压力处于稳定状态,主要表现为最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。研究结果可为类似地质条件下综采工作面围岩控制提供依据。 展开更多
关键词 厚煤层开采 巨厚松散层 薄基 变形 矿压显现 支承压力
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采场覆岩垮落形态与演化的分布式光纤检测试验研究
8
作者 柴敬 薛子武 +3 位作者 郭瑞 张丁丁 袁强 李毅 《中国矿业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期1185-1192,共8页
为了对煤矿上覆岩层变形破坏规律进行研究,将分布式光纤传感技术应用于三维立体模型试验.在3.6m×2.0m×2.0m的三维立体模型中,模拟2个工作面开挖,沿工作面1和2推进方向铺设水平分布式传感光纤,每次工作面完成回采后用NBX-6055... 为了对煤矿上覆岩层变形破坏规律进行研究,将分布式光纤传感技术应用于三维立体模型试验.在3.6m×2.0m×2.0m的三维立体模型中,模拟2个工作面开挖,沿工作面1和2推进方向铺设水平分布式传感光纤,每次工作面完成回采后用NBX-6055应变分析仪采集数据,分析工作面1,2的传感光纤布里渊(Brillouin)频移值与上覆岩层变形破断的关系.结果表明:用布里渊频移平均变化度的概念可以对工作面1,2的上覆岩层来压情况进行判别;传感光纤布里渊频移曲线反映了上覆岩层变形的位置和程度,从而得出开挖过程中覆岩的采动影响范围及岩层垮落角;传感光纤测试数据比测管位移测试更加精确. 展开更多
关键词 采矿工程 立体模型 分布式光纤传感技术 变形
基于FLAC3D五沟煤矿1031工作面采动覆岩变形破坏特征研究 预览
9
作者 程浩 杨本水 《皖西学院学报》 2018年第2期134-140,共7页
煤矿开采中断层易引发覆岩破坏,导致突水事故。为保证五沟煤矿区1031采区工作面安全绿色开采,运用FLAC3D数值模拟软件,模拟了复杂地质体完整情况和断层情况两种工矿在采动影响下对煤层顶底板变形的影响过程,模拟结果表明:覆岩应力应变... 煤矿开采中断层易引发覆岩破坏,导致突水事故。为保证五沟煤矿区1031采区工作面安全绿色开采,运用FLAC3D数值模拟软件,模拟了复杂地质体完整情况和断层情况两种工矿在采动影响下对煤层顶底板变形的影响过程,模拟结果表明:覆岩应力应变、顶底板破坏深度随着工作面推进逐渐增大。本次分析结果为采动岩层突水性的防治提供了科学依据,有利于煤矿的绿色安全开采。 展开更多
关键词 断层 煤层采动 突水性 变形 FLAC3D
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充填开采覆岩变形破坏数值模拟研究 预览
10
作者 李旭波 李旭鹏 《山东煤炭科技》 2018年第8期196-197,203共3页
为研究充填开采覆岩变形破坏规律,本文从FLAC~(3D)数值模拟软件入手,分析了煤矿充填开采的可行性。以山西晋煤集团泽州天安煤业有限公司91301工作面建立数值模型并制订计算方案,模拟了不同工况下充填开采覆岩变形破坏规律,结果表明,... 为研究充填开采覆岩变形破坏规律,本文从FLAC~(3D)数值模拟软件入手,分析了煤矿充填开采的可行性。以山西晋煤集团泽州天安煤业有限公司91301工作面建立数值模型并制订计算方案,模拟了不同工况下充填开采覆岩变形破坏规律,结果表明,充填开采是三下采煤的有效开采方式。 展开更多
关键词 充填开采 变形 数值模拟
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工作面覆岩移动变形观测分析 预览
11
作者 张雷 《煤炭与化工》 CAS 2017年第12期29-32,共4页
为了准确掌握工作面开采引起覆岩的变形情况,以Z11590工作面采后的覆岩变形为观测的对象,对顶底板移近量、顶底板间应力、覆岩的离层量和超前支撑压力进行观测。分析结果显示,随着工作面的远离,工作面后方的采空区顶板与充填体接触,由... 为了准确掌握工作面开采引起覆岩的变形情况,以Z11590工作面采后的覆岩变形为观测的对象,对顶底板移近量、顶底板间应力、覆岩的离层量和超前支撑压力进行观测。分析结果显示,随着工作面的远离,工作面后方的采空区顶板与充填体接触,由于所充填的似膏体起到了支撑作用,顶板下沉速率减缓,下沉量逐渐稳定,最大下沉值为0.376m;采空区内竖向围岩应力在充填体的承压作用下增长缓慢,竖向应力最大值为8.7MPa,采空区内充填物承载压应力为原岩应力的75%;顶板中水平离层裂隙的高度也得到了控制,最大高度为15mm;超前支承压力峰值距工作面2.0m左右,影响范围约为14.4m左右,最大峰值压力为24.6MPa,支承压力系数为2.12。 展开更多
关键词 变形 位移移近量 变形 超前支承压力
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厚松散层下条带充填开采覆岩变形机制概述 预览
12
作者 孔宣 《内蒙古煤炭经济》 2017年第23期14-14,37共2页
我国东部矿区多存在'三下'压煤情况,并且赋存有厚松散层地质条件,其地表沉陷具有一定特殊性。而解决'三下'压煤问题的关键是地表沉陷的控制技术。近年来,条带充填技术的发展提供了一种经济有效的地表沉陷控制技术,本文... 我国东部矿区多存在'三下'压煤情况,并且赋存有厚松散层地质条件,其地表沉陷具有一定特殊性。而解决'三下'压煤问题的关键是地表沉陷的控制技术。近年来,条带充填技术的发展提供了一种经济有效的地表沉陷控制技术,本文研究了厚松散层下条带充填开采覆岩变形机制概述,为条带充填开采奠定了一定的基础。 展开更多
关键词 厚松散层 条带充填 变形 机制
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覆岩导水裂隙带高度数值模拟分析 预览 被引量:1
13
作者 苏俊辉 《煤矿现代化》 2017年第5期104-106,109共4页
本文运用力学理论、覆岩类型分析和数值模拟等方法分析了覆岩倒水裂隙带高度的发育情况,得到了覆岩破坏发展的一般特征;采高分别为3m、5m、7.5m时导水裂缝带发育高度约为43.24m、58.76m、75.4m;研究成果对于覆岩破坏特征的研究,处理水... 本文运用力学理论、覆岩类型分析和数值模拟等方法分析了覆岩倒水裂隙带高度的发育情况,得到了覆岩破坏发展的一般特征;采高分别为3m、5m、7.5m时导水裂缝带发育高度约为43.24m、58.76m、75.4m;研究成果对于覆岩破坏特征的研究,处理水体下压煤开采问题具有一定的理论价值和实用意义。 展开更多
关键词 导水裂隙带 数值模拟 变形
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采动覆岩变形分布式光纤物理模型试验研究 预览 被引量:5
14
作者 程刚 施斌 +2 位作者 张平松 朱鸿鹄 许星宇 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期926-934,共9页
采动覆岩变形破坏对开采巷道的安全构成威胁,同时易造成地面塌陷,对地面构筑物的安全和地质环境产生影响。因此,对煤层采动覆岩变形进行监控,具有重要的现实意义。论文针对煤层采动覆岩变形破坏的一般规律,利用分布式光纤感测技术,开展... 采动覆岩变形破坏对开采巷道的安全构成威胁,同时易造成地面塌陷,对地面构筑物的安全和地质环境产生影响。因此,对煤层采动覆岩变形进行监控,具有重要的现实意义。论文针对煤层采动覆岩变形破坏的一般规律,利用分布式光纤感测技术,开展了采动覆岩变形物理模型试验研究。采用将感测光缆竖直植入物理模型内部的布设方法,获得了煤层采动过程中覆岩变形分布式监测结果。将光纤测试结果与常规近景摄影结果进行对比,结果基本吻合;同时,揭示了采动覆岩变形破坏规律和覆岩离层的演化过程。利用经验公式计算得出"导高"均值约为30.6cm,这与光纤监测数据分析估算得到的30cm基本一致。试验结果表明:将分布式光纤感测技术引入采动覆岩破坏模型试验是可行且准确的,为以后的相关研究提供了一种新的思路与方法。 展开更多
关键词 煤层采动 变形 分布式光纤感测技术 模型试验
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薄基岩特厚煤层综放开采相似模拟试验研究 预览 被引量:1
15
作者 夏青森 刘飞 +3 位作者 龚鹏 邓瑞刚 吴杰 姚建 《河北北方学院学报:自然科学版》 2017年第1期40-44,共5页
目的薄基岩特厚煤层综放开采中许多科学问题急需研究;许多宝贵经验需要总结;煤炭开采后关键层的破断变形规律、地表移动与变形规律、工作面矿压规律与自然发火之间的关系等技术问题急需研究与探讨。方法以某煤田资源开采地质条件为背景... 目的薄基岩特厚煤层综放开采中许多科学问题急需研究;许多宝贵经验需要总结;煤炭开采后关键层的破断变形规律、地表移动与变形规律、工作面矿压规律与自然发火之间的关系等技术问题急需研究与探讨。方法以某煤田资源开采地质条件为背景,建立薄基岩特厚煤层综放开采相似模拟模型。结果对回采过程中工作面周期来压步距、影响范围、地表沉陷特征、基本顶破断规律等关键问题进行系统研究。结论基本顶周期垮落步距约为18cm,且呈大小交替的周期变化;随工作面推进,采空区岩层堆积角层呈周期性变化,呈阶梯状斜向采空区发展;根据关键层判定特征,初步可判定6#煤层上方7.8~21.3 m的基本顶岩层为F6203工作面的主关键层。 展开更多
关键词 薄基 综放 相似模拟 变形
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朱集矿采动上覆岩层活动演化规律相似模拟研究 预览
16
作者 曹培喜 杨本水 《安徽建筑大学学报:自然科学版》 2016年第1期25-29,共5页
以朱集矿工作面开采技术条件为背景,建立了工程地质模型,采用相似模拟实验,研究了工作面开采后,上覆岩层变形移动及裂隙分布演化特征,获得了采动岩层破断垮落及位移特征参数,以及与工作面推进度的相互作用关系,为留巷位置的合理... 以朱集矿工作面开采技术条件为背景,建立了工程地质模型,采用相似模拟实验,研究了工作面开采后,上覆岩层变形移动及裂隙分布演化特征,获得了采动岩层破断垮落及位移特征参数,以及与工作面推进度的相互作用关系,为留巷位置的合理确定、上行开采可行性等工程实践提供了科学依据。 展开更多
关键词 变形 裂隙 垮落 模拟实验
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采场覆岩变形的分布式光纤检测试验研究 被引量:7
17
作者 柴敬 袁强 +2 位作者 李毅 张丁丁 刘奇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A02期3589-3596,共8页
为了解决采场模型试验中岩体内部变形状态难以测试、岩层运动过程难以描述的问题,利用BOTDA分布式光纤传感技术研究了岩层变形及垮落过程的分布式光纤检测与表征。在实验室建立3 000 mm×200 mm×1 280mm(长×宽×高... 为了解决采场模型试验中岩体内部变形状态难以测试、岩层运动过程难以描述的问题,利用BOTDA分布式光纤传感技术研究了岩层变形及垮落过程的分布式光纤检测与表征。在实验室建立3 000 mm×200 mm×1 280mm(长×宽×高)的采场覆岩模型,将3条水平传感光纤和3条垂直传感光纤预埋于模型内部,利用光纤测试模型开挖过程中的覆岩变形状态,并将其与光纤Bragg光栅、百分表和全站仪的测试结果进行对比。试验表明,岩层垮落移动与分布式光纤测试结果呈明显的对应关系,应变曲线揭示了各回采阶段时的上覆岩层变形状态,分别表征了岩层破断线发育状态、垮落角变化大小、岩层内部应力演化及岩层垮落从下向上的发展过程;测试结果对比显示该方法在模型试验中具有较好的适用性,能精确反映上覆岩层的变形特征。 展开更多
关键词 采矿工程 变形 布里渊光时域分析 模型试验 测试方法
浅埋煤层覆岩变形破坏数值模拟研究 预览 被引量:1
18
作者 宋扬 《黑龙江科技信息》 2015年第18期24-26,共3页
本文采用了显式拉格朗日差分软件FLAC3D进行覆岩变形破坏过程的数值模拟,主要研究综放开采条件下,浅埋煤层顶部覆岩的变形破坏规律,利用FLAC3D有限元法模拟分析了石圪台矿典型工作面开采后1-2煤顶板覆岩沉降规律、应力特征和塑性破坏特... 本文采用了显式拉格朗日差分软件FLAC3D进行覆岩变形破坏过程的数值模拟,主要研究综放开采条件下,浅埋煤层顶部覆岩的变形破坏规律,利用FLAC3D有限元法模拟分析了石圪台矿典型工作面开采后1-2煤顶板覆岩沉降规律、应力特征和塑性破坏特征,并确定了煤层顶板冒落带和导水裂隙带的高度。 展开更多
关键词 FLAC3D 数值模拟 浅埋煤层 变形
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综合机械化固体充填开采控制覆岩变形的力学分析 预览 被引量:4
19
作者 曹正正 姜海林 +1 位作者 黄秀文 周跃进 《煤矿开采》 北大核心 2015年第2期70-74,共5页
建立固体充填开采下覆岩变形的对称层合板模型,提出模型的定解条件,得到覆岩变形的解析解。采用FLAC建立充填开采覆岩运动的数值计算模型,系统研究充填体密实度、煤层采厚和采深对覆岩变形的影响变化规律。研究表明:采厚和采深对覆... 建立固体充填开采下覆岩变形的对称层合板模型,提出模型的定解条件,得到覆岩变形的解析解。采用FLAC建立充填开采覆岩运动的数值计算模型,系统研究充填体密实度、煤层采厚和采深对覆岩变形的影响变化规律。研究表明:采厚和采深对覆岩变形的影响均呈现线性关系;充填体密实度对覆岩变形的影响更为明显。当密实度η〈75%时,覆岩变形较大;当密实度叩〉75%时,覆岩变形量显著减小。研究结果可为固体充填开采理论研究与工艺设计提供参考。 展开更多
关键词 综合机械化固体充填开采 变形 对称层合板 FLAC
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水库下采煤安全性分析 预览
20
作者 李要锋 李海生 《现代矿业》 CAS 2015年第8期191-194,共4页
水体下安全采煤是煤矿面临的技术难题之一。针对某矿31采区的煤层覆存、地质构造、水文地质等具体地质条件及五星水库的现状,运用力学理论、经验公式和数值模拟等多种方法分析了水体下采煤的安全性,得出覆岩破坏发展的一般特征,多种方... 水体下安全采煤是煤矿面临的技术难题之一。针对某矿31采区的煤层覆存、地质构造、水文地质等具体地质条件及五星水库的现状,运用力学理论、经验公式和数值模拟等多种方法分析了水体下采煤的安全性,得出覆岩破坏发展的一般特征,多种方法预计覆岩破坏高度相差不大,在矿井缺乏实测条件的情况下,预计导水裂缝带高度更接近实际,限高5 m、最大采高7.5 m时,导水裂缝带发育高度最大值分别为76.01,96.3 m。结果表明,五星水库下进行煤层全采是安全可行的。 展开更多
关键词 水下采煤 导水裂隙带 数值模拟 变形
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