某地下开采铝土矿直接顶板厚度测定技术研究

对于铝土矿地下开采,直接顶板厚度测定对开采回收率、采掘施工及矿房长期稳定性具有重要影响作用,尤其针对缓倾斜层状岩体中采场软弱直接顶板厚度测定研究意义极其重大。以贵州某铝土矿为工程地质背景,采用SSP地质雷达技术,开展地下开采铝土矿直接顶板厚度测定技术研究。研究结果表明,当SSP地质雷达测定直接顶板厚度低于4 m时,SSP地质雷达测定的厚度与钻孔验证厚度平均误差在15%以内,即SSP地质雷达可以较准确地测定低于4 m厚度的铝土矿直接顶板。

溶洞顶板厚度影响穿洞桩水平承载特性的数值模拟分析

嵌岩桩广泛应用于基础工程中,但对刺穿溶洞嵌岩桩的水平承载特性尚不十分清楚。文中建立简化计算模型,采用非线性有限元软件ABAQUS分析溶洞顶板厚度对桩基水平承载性能的影响。结果表明,桩顶水平位移随溶洞顶板厚度的增大而减小,且水平荷载越大越显著,厚径比从1增加到4,桩顶水平位移显著减小,再增加溶洞顶板厚度,桩顶水平位移变化不大;与常规嵌岩桩相比,穿洞嵌岩桩进入岩体后,桩身弯矩减小速度变慢,传递深度增大,溶洞顶板厚度变化改变桩身弯矩分布,溶洞顶板越厚桩身弯矩减小速度越慢,厚径比大于4时溶洞顶板变化对桩身弯矩沿深度分布的影响不大,弯矩最大值随厚径比的增大非线性减小;对桩顶水平位移和桩身弯矩最大值而言存在临界顶板厚径比,约为4。建议工程建设中提高土-岩交界面处桩身配筋率,提高穿洞桩抗弯能力,防止桩体发生弯曲破坏。

溶洞顶板厚度与嵌岩深度对桥梁桩基承载力的影响研究

岩溶区桥梁将嵌岩桩设置于下伏溶洞顶板上时,桩端顶板厚度和嵌岩深度是影响桩基受力安全的关键因素。嵌岩桩的桩基承载力由桩端承载力和桩侧阻力组成,主要为桩端承载力。为探明桩端顶板厚度和嵌岩深度对桩端承载力和溶洞顶板稳定性的影响规律,结合工程实例建立溶洞桩土一体化三维有限元仿真模型,分析不同桩端顶板厚度、嵌岩深度和溶洞顶板厚度对岩溶区下伏溶洞嵌岩桩桩端极限承载力的影响,进而分析桩端顶板厚度与溶洞顶板安全系数间的关系。结果表明:桩端极限承载力随桩端顶板厚度的增加而迅速增加;桩端顶板较厚时,嵌岩深度对桩顶位移及桩端极限承载力的影响较大;当溶洞顶板岩层较为完整时,嵌岩桩桩端顶板厚度可采用2.5倍桩径的设计值。

充填体下矿体开采安全顶板厚度数学预测模型

科学合理地确定安全顶板厚度是回采铜坑矿重叠区下92号矿体的基本依据。在分析影响92号矿体顶板稳定性因素的基础上,通过建立有限元数值模型和反复多次模拟计算得出了不同影响因素组合下顶板的安全厚度值。根据计算结果绘制了影响因子与安全顶板厚度的相关关系曲线,利用多元逐步回归分析方法建立了一能够综合反映多因素共同作用下的复杂充填体下矿体开采安全顶板厚度的数学预测模型。结合工程实际及数值模拟的验证结果表明了预测模型的有效性。

三维快速拉格朗日法在安全顶板厚度研究中的应用

为了合理选择厦门海底隧道的最小顶板厚度。在厦门海底隧道轴线的地质剖面图上,选取了6个典型剖面,在不同的剖面及同一剖面的隧道的不同深度,应用三维快速拉格朗日法,分两个步骤:第l步,在较大的深度范围内初选隧道的项板厚度:第2步,在第1步初选结果的基础上,在较小的深度范围内,进一步选择。通过对开挖后的应力分布、洞周位移、塑性区等的分析,最后得出厦门隧道的最小顶板厚度。同时,得到一些对后续施工和其他工程有一定指导意义的有益结论。

有限元在水下隧道最小安全顶板厚度中的应用

地下工程围岩稳定分析计算中断层材料参数与岩体材料参数相比 ,差异很大从而导致计算不容易收敛等特点提出了相应的非线性有限元方程组的求解策略。模拟了某拟建中水下公路隧道 ,在不同隧道顶板厚度时的围岩应力、位移、塑性区的分布及大小。通过比较得出最合理的最小安全顶板厚度 。

基于地层加固的海底隧道极限顶板厚度确定方法

海底隧道顶板厚度直接关系到海底隧道工程的经济性和安全性,如何在地层加固条件下确定顶板厚度是海底隧道穿越不良地质体施工的关键问题之一。针对该问题,文章首先对国内外典型海底隧道突水事故进行分析,进一步阐明"极限顶板厚度"的物理意义,结合合理注浆加固参数与顶板厚度相互制约的特点提出极限顶板厚度确定方法,其核心为合理注浆加固参数和塑性区范围的确定方法;进而建立考虑渗流作用和超前加固的海底隧道围岩力学分析模型,基于对塑性区发展模式的分析,对海底隧道围岩进行弹塑性解析,在此基础上对加固参数的敏感性进行分析,以围岩位移最小和渗水量最低为目标,基于分层排序法提出海底隧道超前加固参数多目标优化方法,从而可确定最优极限顶板厚度值。将该方法应用于青岛胶州湾海底隧道工程,验证其合理性和可行性,可为海底隧道的规划选线和安全施工提供理论依据。

重庆市浅埋地下洞室安全顶板厚度研究

本文在参考已有资料的基础上，分析了重庆市浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响因素。采用有限单元数值模拟法研究了地基与洞室相互作用下的破坏机制，以及各影响因素对浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响及相关变化规律，并用逐步线性回归的方法得出了一个能综合考虑各影响因素的安全顶板厚度的预测模型。本文最后还分析了顶拱裂隙对安全顶板厚度的影响。

顶板厚度对巷道稳定性影响的数值模拟

以漳村煤矿23采区西下山进风巷道为研究背景,分析了顶板厚度对巷道稳定性的影响因素,并采用FLAC3D数值模拟方法,研究对比不同顶板厚度条件下巷道底鼓量、顶板下沉量、两帮移近量等围岩的破坏情况,发现顶板厚度与巷道变形成正比例关系,与巷道稳定性成反比例关系。同时对比了直接顶和老顶在影响巷道稳定性方面的差别,发现较之老顶,直接顶在影响巷道变形方面更为重要。

隧道大角度下穿既有隐伏溶洞最小顶板厚度的确定及工程问题分析

溶洞是我国西南地区多见的特殊地质之一,岩溶段隧道的施工安全事关整个隧道工程的成败,施工中容易引起突水、突泥等问题。从隧道围岩的失稳条件出发,通过对溶洞形状、大小的分析,将隧道下穿隐伏溶洞时的隧道力学模型进行简化,采用弹性力学理论分析得到顶板岩层最小安全厚度公式,并对受较大结构面控制的岩柱塌陷进行了分析。

水下长隧道最小安全顶板厚度研究

根据轴线地质剖面和隧道轴线布置图,对某拟建中水下公路隧道最小安全顶板厚度的确定进行了研究,通过比较得出最合理的最小安全顶板厚度,对同类工程有很大的参考价值。

基于二分法优化理论矿体开采安全顶板厚度的预测研究

安全顶板厚度是顶板达到临界破坏状态时对应的厚度,采用二分法优化理论,对冶山铁矿下部盲矿体开采留设不同厚度尺寸的顶柱进行了模拟,得到了较为精确的安全顶板厚度,在保证矿体安全回采的同时最大限度地回收了矿产资源。

顶板厚度探测技术在地下铝土矿的应用研究

我国铝土矿多以缓倾斜薄矿脉沉积性矿床为主,普遍存在直接顶板稳固性差、矿体厚度不稳定的问题。铝土矿开采多应用空场法进行开采,依靠留设矿柱和留护顶矿的方式对顶板进行管理。因铝土矿矿层和直接顶板厚度变化较大,无法准确留设护顶矿厚度,造成矿石损失较多,为此探索性开展猫场矿区铝土矿直接顶板厚度快速探测方法,为采场回采作业过程中护顶矿留设厚度提供技术支撑。通过对顶板探测厚度设备选取并在井下进行现场试验,试验探测图像显示矿体和直接顶板总厚度误差为0.65m,探测图像表明矿体与直接顶板界线不明确,SSP地质雷达在试验中达到了预期效果。

水底隧道最小安全顶板厚度的确定方法

研究目的:以工程类比和数值分析为基础,提出确定水下隧道最小岩石覆盖厚度的方法,供同类工程参考。研究结论:(1)挪威经验曲线方法最简便,适合工期紧迫时地质勘察前期的初步判断,但结果偏于保守,还需后续阶段进行更详细的经济论证;(2)隔水岩柱经验公式能较准确地确定水下隧道最小顶板厚度,在地质详勘探明地质条件之后,可作为一定的参考依据;(3)数值分析所得到的结果最为精确,但要求苛刻。数值分析需要在工况场地条件、工程地质条件和水文地质条件等外在条件完全确定的条件下,才能建立较好的还原施工现状的模型。故可作为最后的判据参考。

海底隧道最小安全顶板厚度优化决策研究

合理地确定海底隧道顶板厚度是修建海底隧道的关键技术之一.隧道的最小安全顶板厚度在一定程度上决定海底隧道的长度,从而影响海底隧道修建的成本.海底隧道顶板厚度是控制隧道经济性指标的一个重要因素,但是如果隧道顶板厚度太小,在海底隧道施工时,围岩破坏或松动形成导水裂隙带,有可能波及到上部水体,甚至运营后可能发生大量渗水.因此,在决定隧道最小安全顶板厚度时就存在一个优选问题.笔者正是基于此,在综合考虑经济、安全两方面的因素,借助工程选优手段,研究了决策海底隧道的最小安全顶板厚度的方法,为今后海底隧道的顶板厚度的确定提供了思路.

安居煤矿1307工作面顶板厚度计算及运动规律分析研究

本文运用直接顶和基本顶厚度的计算公式,对安居煤矿1307工作面的直接顶和基本顶的厚度进行了计算,同时运用公式分析了两种顶板的运动规律,并做出总结,为该工作面的安全生产提供了一定的依据。

基于CDEM的采空区稳定性及临界顶板厚度分析

地下隐伏采空区易导致地表塌陷等问题发生,采空区的顶板稳定性关乎到露天开采的安全,确定采空区临界顶板厚度对采空区安全评价具有重要意义。采空区临界顶板厚度的影响因素复杂,与采空区的几何参数及岩体物理力学参数等多种因素相关。通过量纲分析建立无量纲表达式,得到影响临界顶板厚度的无量纲参数。在此基础上,借助CDEM数值计算方法建立数值模型并进行计算分析。建立了二维采空区数值模型,通过改变采空区的几何参数及岩体物理力学参数,计算采空区顶板的安全系数,研究以上因素对采空区稳定性的影响规律,识别影响顶板安全系数的主要影响因素。建立了采空区二维模型和三维模型的计算模型,得到了无量纲表达式中无量纲临界高度与无量纲强度间的关系,采用指数函数进行拟合得到响应的关系表达式。研究表明:弹性模量、泊松比对临界顶板厚度影响不大,采空区高度对临界顶板厚度无影响;黏聚力对采空区安全系数影响最大,采空区跨度、岩体内摩擦角、岩体密度次之;采空区无量纲高度与无量纲强度之间存在指数衰减关系。

在不同顶板厚度下采空区安全开采跨度确定方法及应用

为了确定在不同顶板厚度下采空区的安全开采跨度,根据弹性力学知识简化采空区顶板模型,推导出了顶板挠度与荷载、厚度、跨度等参数之间的关系式,基于颗粒流方法提出了采空区在不同顶板厚度下安全开采跨度的确定方法,结合内蒙古灰窑口采空区的模拟分析,得出了该矿区顶板厚度与安全开采跨度的关系式;通过对比理论挠度值与数值监测位移,说明薄板理论分析碎裂岩体的变形误差较大,而颗粒流方法模拟碎裂岩体的破坏、大变形问题更为切合实际,可为工程顺利实施提供理论支撑,并为类似工程提供借鉴。

基础下浅埋洞室安全顶板厚度研究

在参考已有资料的基础上 ,分析了山区城市浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响因素。采用有限单元数值模拟法研究了基础与洞室相互作用下的破坏机制 ,以及各影响因素对浅埋地下洞室安全顶板厚度的影响及相关变化规律。并运用逐步线性回归的方法得出了一个能综合考虑各影响因素的安全顶板厚度的预测模型。

露天矿井采采空区安全顶板厚度及地表危险性分区研究

为了实现对露天矿井采采空区危险性的三维动态控制,确保过采空区期间露天采矿设备和人员的安全,以平朔矿区和平庄矿区大型露天煤矿采空区隐蔽地质灾害勘查与治理工程实践为背景,综合运用数值分析、物理模拟与现场实测相结合的方法,研究了露天矿剥采作业条件下采空区上覆岩体裂隙发育规律、围岩变形破坏规律和设备对地影响规律。通过研究,建立了基于覆岩'两带'高度与设备对地影响深度的长壁工作面采空区安全顶板厚度确定方法,提出了基于采空区平面投影边界、离层范围边界、'砌体梁'结构区内侧范围边界以及移动盆地裂缝边界的采空区地表危险性分区方法,结合各类露天采矿设备自身的特点及其对安全作业环境需求的差异性,分别确定了对应的危险性分区。