基于ANSYS的构造应力场条件下实体巷道锚杆支护模拟研究

在ANSYS大型有限元软件基础上开发了巷道锚杆辅助设计软件ANSYSBOLT;在该软件环境下,根据某工作面煤岩层的物理参数,建立了构造应力场条件下的实体巷道锚杆支护模型,并按照不同的埋藏深度、锚杆支护结构和预紧力条件,经软件分析计算,得出了实体巷道围岩应力及位移分布情况,进而分析了不同埋藏深度、锚杆支护和预紧力条件对巷道顶底板稳定性的影响,最终根据分析结果得出了可行的锚杆支护方案。现场试验结果验证了上述方法的可行性和有效性。

实体煤巷道静载型冲击孕育数值模拟研究

随着煤炭资源枯竭、开采环境恶化,矿山冲击灾害频发,严重制约了安全高效开采。针对实体煤巷道掘进冲击及其影响因素,利用数值软件对埋深、侧压系数、煤层厚度和巷道宽高比等进行了模拟研究,认为大埋深和大巷道宽高比均显著增加了围岩变形能的积聚程度,侧压系数大于或小于1以及煤厚在20 m范围内变化时也增加了巷道围岩的冲击概率,为巷道支护、补强支护参数设计以及降冲防冲措施制定提供了依据,对巷道安全施工有重要的指导意义和工程实践价值。

矿山井下巷道实体测量方法的应用与探索

数字化矿山建设对井下巷道实体测量提出了更高的要求,为了提高井下巷道实体测量的精度和效率,对几种实体测量方法进行了应用分析,重点介绍了Surpac软件断面法和三维激光扫描技术,对其关键点进行了着重描述,比较它们在井下巷道实体测量中的优缺点。通过比较分析,认为三维激光扫描技术的应用可以提高井下巷道三维建模的精度和效率,为其它矿山井下巷道实体测量方法的选择提供了参考。

基于三角形剖分算法建立三维巷道模型的研究

目前,ACAD在我国矿山使用最为普遍,矿山巷道普遍采用由两条实测巷道轮廓腰线来进行二维描述。本文主要讨论怎样使二维巷道转变成拱形三维实体巷道的技术。一种方法是将实测数据整理和计算,通过计算结果实现模型建立。另一种方法是通过对二维巷道的图形分析研究,首先采用带约束的Delaunay方法,对巷道进行三角剖分来形成巷道底面,然后将剖分后的三角形划分成三类,分别进行三种不同的碎分方法来形成巷道拱顶,同时也形成巷道的侧面。在完成巷道完全三角剖分的基础上,引入ACIS技术将巷道进一步转变为三维实体,从而可以实现各种三维实体的布尔运算。巷道三维实体模型的建立已应用到实际矿山,为采矿作业及研究打下了基础。

高水平应力场条件下巷道顶底板稳定性模拟研究

阐述了利用ANSYS有限元数值模拟软件,建立采场和巷道的三维有限元模型,开发了三维实体巷道锚杆支护辅助设计系统(ANSYSBOLT),对高水平应力场条件下实体巷道锚杆支护的作用机理进行了数值模拟分析,并计算分析了实体巷道锚杆支护结构和参数对巷道顶底板稳定性的影响。

“三软”煤层实体煤巷锚网索支护技术研究

通过对巷道工程地质条件、围岩结构、岩性和物理力学性质等综合分析,提出了导致任楼煤矿Ⅱ5_1"三软"煤巷变形破坏的主控因素。采用FLAC^(3D)有限差分软件,建立了任楼矿Ⅱ5_110机巷2种支护条件下的力学模型,再现了巷道发生变形破坏的过程。研究成果为分析Ⅱ5_1煤层实体煤巷道支护对策和优化支护参数提供科学依据。

锚网煤巷顶板离层临界值的计算和分析

对于锚网支护的煤巷来说,顶板离层是潜在的安全威胁。为确定锚网煤巷的顶板离层临界值,分析了煤巷顶板离层的发生机理,建立了锚网实体煤巷道和锚网沿空巷道的顶板临界离层的力学模型;在此基础上通过近似和简化,求解了两类锚网煤巷的离层临界值数学表达式。最后根据一回采工作面的基本条件,试算了两类煤巷的顶板离层临界值,并与实际观测数据进行了对比和分析。结果表明沿空巷道的顶板离层值远大于实体煤巷道的顶板离层值,建立的沿空巷道离层值表达式能够很好的与实测值吻合,实体煤离层值表达式与实测值虽有差距,但能够用于巷道掘进期间的顶板离层预测。

不同空顶距下煤巷顶板的受力和变形

增大循环进尺,有利于减少准备时间、提高生产效率。结合寺河矿东六盘区地质条件,通过理论计算和数值模拟分析了不同空顶距下巷道围岩的受力和变形情况。研究结果表明,巷道中起主要支撑作用的为基本顶,在巷道空顶距为12 m时直接顶所受到的拉应力未超过抗拉强度,保持了顶板完整性。

综放工作面超前支护优化研究

通过对综放工作面实体侧巷道矿压观测分析,对传统的超前支护形式进行了优化。经过单体柱强度校验以及现场矿压观测,证明了新的支护方式不仅能够满足安全生产要求,还能降低工人劳动强度、减少材料消耗,提高经济效益。可为其他具有相似地质条件的巷道超前支护提供参考和借鉴。

SURPAC软件在矿山测量中的应用

本文详细介绍了surpac软件在矿山测量中的几项重要功能。通过建立测量数据库进而生成巷道实体模型,为矿山生产设计计划、测量工作服务,构建矿山的数字化平台。

综放工作面超前支护优化研究

随着社会前进步伐的不断加快,在矿业方面的支护方式也得以升级与改进。新技术的引进,使传统技术面临着被改进或者被淘汰掉,文章通过对矿业的巷道矿压观测,提出改进建议,使其适应在地质条件较差地段的巷道超前支护。

切顶卸压沿空留巷无立柱端头支护技术研究

根据切顶卸压沿空留巷端头围岩赋存特征,对实体煤巷道端头支护技术进行了研究。通过悬吊理论确定了锚索(梁)端头支护形式的支护参数。采取顶板离层和围岩变形监测、支护材料支护状态统计分析等手段检验了实施效果。实践表明:切顶爆破创建了端头围岩的低应力环境,锚索(梁)加固提高了端头支护系统的强度,单体支柱或端头支架可完全被取消,端头支护无人化的预期目标得以实现。

埋深对残留煤柱下近距离煤巷稳定性的影响

结合鑫瑞煤矿4号和5号近距离煤层生产地质条件,采用数值计算的方法,揭示埋深对单煤柱、双煤柱及煤柱群下近距离煤层巷道变形的影响规律,结果表明,残留煤柱下巷道出现大变形,采空区下巷道变形较小,煤柱与采空区交界下巷道变形最小。随着埋深从100 m增加到700 m,残留煤柱下及靠近残留煤柱采空区下巷道围岩变形量显著增大。