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岩层移动内外“类双曲线”整体模型研究

左建平, 吴根水, 孙运江, 于美鲁

左建平, 吴根水, 孙运江, 等. 岩层移动内外“类双曲线”整体模型研究[J]. 煤炭学报, 2021, 46(2): 333-343.
引用本文: 左建平, 吴根水, 孙运江, 等. 岩层移动内外“类双曲线”整体模型研究[J]. 煤炭学报, 2021, 46(2): 333-343.
shu
ZUO Jianping, WU Genshui, SUN Yunjiang, et al. Investigation on the inner and outer analogous hyperbola model (AHM) of strata movement[J]. Journal of China Coal Society, 2021, 46(2): 333-343.
Citation: ZUO Jianping, WU Genshui, SUN Yunjiang, et al. Investigation on the inner and outer analogous hyperbola model (AHM) of strata movement[J]. Journal of China Coal Society, 2021, 46(2): 333-343.
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岩层移动内外“类双曲线”整体模型研究

  • 中国矿业大学(北京) 力学与建筑工程学院;中国矿业大学(北京) 采矿岩石力学基础科学研究中心

Investigation on the inner and outer analogous hyperbola model (AHM) of strata movement

  • School of Mechanics and Civil Engineering，China University of Mining & Technology (Beijing); Basic Science Research Center of Mining Rock Mechanics in China University of Mining & Technology (Beijing)

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    摘要
  • 摘要: 岩层移动主要关注工作面上覆部分岩层移动规律，开采地表沉降则关注地面的沉降问题，这2个研究方向都涉及到开采后上覆岩层到地表土层的整体移动行为，可以建立一种能够描述覆岩移动到地表沉降的岩层整体移动模型。通过理论与试验分析得到了岩梁梯形块体结构的初次破断与周期破断形态，建立了岩层梯形“倒漏斗式”冒落拱与裂隙拱的冒落条件与判定方法。基于岩层破断移动边界“类双曲线”模型，提出了采用内、外“类双曲线”模型来描述岩层移动与地表沉降规律。内“类双曲线”模型指的是覆岩冒落拱与地表沉降移动拱“类双曲线”模型，在关键层近似“上下”对称;外“类双曲线”模型指的是岩层破断移动边界“类双曲线”模型，在工作面的中垂线附近近似“左右”对称。内“类双曲线”隐含在覆岩内部，可通过地球物理探测方法近似获得;外“内双曲线”体现在地表沉陷、岩层冒落等外部形态。通过理论分析、实例验证以及UDEC数值计算方法验证了厚松散层水平煤层开采条件下岩层移动与地表沉降内、外“类双曲线”模型。此外，还分析了内、外“类双曲线”共轭形成条件、影响因素与整体运移规律。结果表明:在厚松散层水平煤层开采条件下，建立岩层移动与地表沉降内、外“类双曲线”模型理论预测值与实际值误差较小，表明岩层整体移动存在“类双曲线”特征。
    Abstract: The traditional strata movement pays attention to the strata movement law of the overlying part of the working face,and the mining surface settlement pays more attention to the surface subsidence.These two different research directions are essentially related to the overall movement behavior of the overlying strata and the surface soil layer after mining.It is necessary to develop an overall movement model of the mining strata which can better describe the laws of the overlying strata movement and surface subsidence.Through theoretical and experimental analysis,the initial and periodic fracture patterns of the rock beam trapezoid block structure are obtained,and the caving conditions and judgment methods of the trapezoid “inverted funnel” caving arch and fissure arch are established.Based on the analogous hyperbola model (AHM) of strata movement boundary proposed by the authors,the AHM inside and outside is further proposed to describe the laws of strata movement and surface subsidence.The internal AHM model refers to the AHM of mining overburden caving fracture arch and surface subsidence moving arch,which is symmetrical about the key layer “up and down”.The external AHM refers to the “quasi hyperbolic” model of rock movement boundary,which is approximately “left and right” symmetrical about the coordinate axis working surface near the vertical line.The inner AHM exists inside the overlying rock,which can be approximately detected by geophysical detection methods.The outer AHM is reflected in the surface subsidence,rock collapse and other external forms.Through theoretical analysis,case study and discrete element UDEC method,the unified analogous hyperbola model of strata movement and surface subsidence is verified,and the formation conditions,influencing factors and overall migration rules of AHM of conjugate internal and external are analyzed.The results show that the error between the theoretical prediction value and the actual value of the analogous hyperbola model is small,which reflects the rationality of the AHM of the overall movement of the strata.
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    1. 李佳臻，杨志涛，刘刚，傅永帅，张峰. 采动覆岩动态运移对地表沉陷的影响. 黑龙江科技大学学报. 2025(01): 26-31 . 百度学术
    2. 张碧川，邹全乐，冯增朝，朱南南，冉启灿，陈子涵，刘佳奇，蔡婷婷，杨雪林. 基于倾斜煤层采动覆岩卸压边界模型的渗透率空间分布规律. 岩石力学与工程学报. 2025(03): 638-650 . 百度学术
    3. 李亚军，刘磐，程志斌，王文. 青龙寺矿区湿陷性黄土临近采动下地表变形与岩移规律研究. 能源与环保. 2025(01): 251-258 . 百度学术
    4. 宋振骐，文志杰，蒋宇静，蒋金泉，石永奎. 采动力学与岩层控制关键理论及工程应用. 煤炭学报. 2024(01): 16-35 . 本站查看
    5. 高春，杨荣，刘超. 双山煤矿地表移动变形实测规律分析. 陕西煤炭. 2024(05): 51-54+60 . 百度学术
    6. 左建平，徐丞谊，孙运江，李颖，吴根水，于美鲁. 采动岩层整体移动“类双曲线”理论模型及验证——从二维“类双曲线”到三维“类双曲面”模型. 煤炭学报. 2024(04): 1731-1751 . 本站查看
    7. 蔡毅，沈华章，黄厚旭，严家平，蔡国军，蔡永祥，杨博，孙斌杨. 厚松散层矿区开采沉陷拉伸区域土体内部变形演化规律研究——以淮北孙疃煤矿为例. 煤炭科学技术. 2024(08): 36-49 . 百度学术
    8. 马凯，杨天鸿，赵永，刘洪磊，董鑫，高源，刘一龙，李金多，何荣兴，侯俊旭. 金属矿急倾斜矿体开采地表移动范围理论分析初探. 煤炭学报. 2024(S1): 1-11 . 本站查看
    9. 于斌，邰阳，徐刚，李勇，李东印，王世博，匡铁军，孟二存. 千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术. 煤炭科学技术. 2024(09): 48-67 . 百度学术
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    15. 李利峰. 近距离煤层开采覆岩运移规律诱发地表沉降分析. 中国矿业. 2023(05): 110-117 . 百度学术
    16. 左建平，于美鲁，孙运江，吴根水. 不同厚度岩层破断模式转变机理及力学模型分析. 煤炭学报. 2023(04): 1449-1463 . 本站查看
    17. 周凯，于凤海，谭云亮，马成甫，高学鹏. 弱胶结含厚砾岩层覆岩联动失稳机制及矿压调控研究. 岩石力学与工程学报. 2023(08): 2004-2017 . 百度学术
    18. 郭文兵，马志宝，焦轶恒，陈新明，白二虎. 电视信号铁塔下压煤开采与动态调斜保护技术. 煤炭学报. 2023(S1): 15-27 . 本站查看
    19. 王文才，李俊鹏，王创业，陈世江，王鹏. 边帮煤采动影响下边坡变形演化特征及失稳形态分析. 煤炭科学技术. 2023(07): 321-336 . 百度学术
    20. 任建东，赵毅鑫，孙中博，王文，刘世民. 气煤叠置区埋地管道的保护煤柱优化设计及多参量演化规律研究. 岩土力学. 2023(09): 2679-2695 . 百度学术
    21. 经来旺，方旭，肖起辉，张世翔，焦建军，经纬. 含摩擦作用叠梁应力势函数对煤层顶板的破坏研究. 煤矿安全. 2023(09): 112-118 . 百度学术
    22. 卢少帅，高超，霍军鹏，邓伟男. 韩家湾煤矿浅埋近距离煤层群覆岩破坏规律研究. 煤炭工程. 2022(01): 107-111 . 百度学术
    23. Meilu Yu ，Jianping Zuo ，Yunjiang Sun ，Changning Mi ，Zhengdai Li . Investigation on fracture models and ground pressure distribution of thick hard rock strata including weak interlayer. International Journal of Mining Science and Technology. 2022(01): 137-153 . 必应学术
    24. 左建平，于美鲁，孙运江，吴根水. 采矿岩层破断力学及内外类双曲线整体移动模型. 中国科学基金. 2022(01): 128-136 . 百度学术
    25. 王东阳. 深部大变形巷道注浆加固技术研究. 山西煤炭. 2022(01): 81-85 . 百度学术
    26. 郅荣伟. 大采高大断面沿空巷道围岩控制技术研究. 煤炭工程. 2022(04): 27-33 . 百度学术
    27. 刘乙霖，欧阳敏，岳鑫. 马道头矿3~#煤层开采地表沉陷规律研究及智能监测策略. 煤炭技术. 2022(04): 44-48 . 百度学术
    28. 赵国旺. 1308工作面回风巷变形监测与加固技术应用. 江西煤炭科技. 2022(02): 1-3+6 . 百度学术
    29. 经来旺，彭绍驰，严悦，李树文，李学帅，经纬. 基于叠梁应力势函数的煤层顶板破坏研究. 煤炭工程. 2022(06): 84-89 . 百度学术
    30. 孟刚，姬永飞. 冶坪煤矿防灭火技术措施与方案. 能源与节能. 2022(07): 177-179 . 百度学术
    31. 张平松，孙斌杨，许时昂，吴荣新，付茂如，甘圣丰，刘畅. 煤系上覆地层移动变形钻孔多参数监测技术. 煤炭学报. 2022(08): 2907-2922 . 本站查看
    32. 赵国旺. 多次动压影响煤巷围岩变形规律及支护技术. 采矿技术. 2022(05): 47-51 . 百度学术
    33. 王嘉琛，张顶立，孙振宇，方黄城，刘昌. 水平互层围岩隧道破坏机理及其范围预测模型. 力学学报. 2022(10): 2835-2849 . 百度学术
    34. 左建平，孙运江，刘海雁，于美鲁，雷博，宋洪强，文金浩. 采矿岩石多尺度破坏力学. 矿业科学学报. 2021(05): 509-523 . 百度学术
    35. 王云潮. 基建矿井中5G网络的研究与应用. 能源与节能. 2021(07): 217-218+220 . 百度学术
    36. 王云潮. 立井井底水窝预注浆防治水设计与施工. 山东煤炭科技. 2021(07): 155-157+173 . 百度学术
    37. 杜高熊. 矿产资源可持续发展动态演进及影响因素分析. 现代矿业. 2021(09): 117-119+123 . 百度学术
    38. 郑勇. 机电一体化技术在煤矿机械设备中的应用现状及发展趋势. 现代矿业. 2021(09): 191-193+202 . 百度学术
    39. 周继昌. 煤矿井下排水自动化控制系统的设计与应用. 现代矿业. 2021(10): 159-161 . 百度学术
    40. 李硕. 李村选煤厂浮选精煤脱水工艺改造及效果评价. 能源与节能. 2021(11): 48-49+100 . 百度学术
    41. 柳顺彬. 新疆哈尔交煤矿东部煤层地质综合特征分析. 现代矿业. 2021(11): 30-34+64 . 百度学术
    42. 李杨，任玉琦，王楠，金向阳，欧祥吉，罗军波，梅灿旗. 采空区垮落顶板形态及其演化特征. 煤炭学报. 2021(12): 3771-3780 . 本站查看

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  • 网络出版日期:  2023-04-09
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