基于FLAC^(3D)和概率积分法的公路下伏采空区变形影响分析与评价

某矿S3102工作面上方地表有市政二级公路,工作面开采造成部分路面下沉塌陷损毁。为了对公路损毁程度进行准确评估,分别用FLAC^(3D)数值模拟方法和概率积分法对地表移动变形进行预测计算,计算结果与实测数据进行对比分析。FLAC^(3D)数值模拟结果和概率积分法计算结果分别显示,公路地表最大下沉值分别为4979 mm和4880 mm,与实测公路地表最大下沉值4870 mm十分接近,最大误差在2%左右。研究结果表明,利用三维数值模拟软件模拟和概率积分法研究复杂采空区影响地表移动变形规律是可行的,能够较为准确地预测地表移动变形情况,可为采空区地表稳定性评估提供技术支持,供类似矿区道路塌陷预测研究借鉴。

基于FLAC^(3D)的煤矿开采沉陷预计及与概率积分法的对比分析

经典概率积分法作为常用沉陷预计方法自有其优越性,但其不能表现地层内部的岩体的移动变形情况,且关键参数必须由实地观测方可确定,这给开采沉陷预计工作造成了一定的难度。文章通过对数值模拟法进行研究,同时与概率积分法进行对比,得出两者处理开采沉陷预计工作中的优劣。研究表明:无需确定复杂参数的数值模拟法不仅能有效的表现地表的移动变形情况,更能表现岩体内部的移动变形情况。

基于概率积分法和FLAC3D数值模拟法的地下采矿对露天采场影响分析

为保证某矿山地下矿体与露天矿体协同开采的安全稳定,根据矿体赋存条件,采用概率积分法与sufer软件相结合的方式,预测出地下开采引起的地表陷落结果,将预测结果、FLAC3D数值模拟结果与《有色金属采矿设计规范》中的相关规定数值进行对比,从而分析该矿山采矿方法对位于地表的露天采场稳定性的影响。采用概率积分法的变形预测结果表明,地下开采完后,整个露天边坡处于III级构筑物保护范围内;采用数值模拟法计算结果表明,地下开采完后,整个露天边坡均在II级构筑物保护范围内。理想条件下的概率积分法与FLAC3D数值模拟方法结果大致吻合,两者计算结果均在相关规范的安全允许范围内,对于地下和露天协同开采具有指导意义,也证实了2种方法的准确性。

基于FLAC3D和SURFER的矸石充填开采沉陷数值模拟

应用FLAC3D,SURFER8对矸石充填开采后的地表移动情况进行了预计,通过与概率积分法的预计结果进行对比,发现使用FLAC3D进行模拟与概率积分法结果比较接近。但是前者是以实际钻取煤岩物理力学参数为计算依据,避免了使用概率积分法预计时需要进行确定繁杂的参数(如等价采厚、主要影响角等)的问题,为矸石充填开采沉陷预计及工程决策探求了一种高效简捷的方法。

基于FLAC^(3D)的非充分采动地表移动求参方法

依据少数零散观测点很难求取地表移动参数.利用FLAC3D模拟了某矿12111工作面开采后的地表移动变形值,根据模拟结果和非充分开采沉陷规律,求取了该矿的地表移动参数,提供了一种基于数值模拟的非充分采动地表移动求参方法.用所求参数对12111工作面进行了概率积分法计算,并与零散观测点的下沉量进行了对比分析,结果表明,在非充分条件下可以利用数值模拟方法求取地表移动参数.

FLAC^(3D)在深部宽条带开采沉陷预计中的应用

应用FLAC3D对车集煤矿24采区深部宽条带开采后的岩层和地表移动情况进行了预计,通过和修正参数后的概率积分法的预计结果进行对比,发现使用FLAC3D进行模拟和修正参数后的概率积分法比较接近。该预计方法以实际的煤岩物理力学参数为计算依据,避免了使用概率积分法预计时需要进行确定参数的问题,为深部宽条带开采沉陷预计探求了一种新的简单易行的方法。

基于FLAC^(3D)-RSM的采空区失稳概率分析及验证

针对某矿山开采后存在大量残留采空区容易导致安全生产事故的工程实际,为了准确判定这些采空区的稳定性情况,以该矿山54-6#采空区为例,运用Midas前处理功能生成网格模型导入到FLAC3D进行数值分析,并结合计算响应面法(RSM),对采空区发生失稳破坏的可能性进行综合分析,结果表明该采空区存在失稳风险。然后对该空区进行先后两次精密探测,将两次测量的空区模型进行差异分析,验证了数值分析和失稳概率分析结论的正确性。本文对矿山其他的残留采空区的稳定性的评价找到一种可靠方法,对矿山的安全生产具有一定的指导意义。

三贵口铅锌矿矿柱回收对地表沉陷影响研究

针对乌拉特后旗紫金三贵口铅锌矿现场工程地质条件、矿柱形态及分布,以及现存采空区整体稳定性评价结果,采场内遗留的部分矿柱具备回收条件。为明确630 m及以上中段矿柱回收对地表变形产生的影响,对地表沉陷规律和岩层移动范围进行预测分析,并评价相关采矿活动可能产生的影响。本文研究了基于随机介质理论的概率积分法对矿柱回收地表移动及沉陷进行理论计算分析,采用三维采空区扫描建立精细化的采空区和矿柱模型,并利用FLAC3D数值模拟软件系统研究矿柱回收对地表沉陷的影响。研究结果表明,回采安全等级为I级的矿柱回收方案,理论计算和数值模拟结果中的地表最大下沉量和水平移动值基本一致,且二者所确定的地表影响范围和沉陷分布规律也基本一致,主要集中在矿柱及采空区密集区域;同时,地表最大倾斜远小于1 mm/m、最大曲率远小于0.05 mm/m^(2)、最大水平变形远小于1 mm/m,表明矿柱回采后地表变形沉陷处于安全范围之内,不会因矿柱回收产生较大的地表变形沉陷而造成地表塌陷等灾害,研究结果为矿山后续开采提供了理论支撑。

基于放顶煤开采地表移动预计的输电铁塔安全性研究

为了评价五间房规划区煤层开采对输电铁塔安全性的影响,通过FLAC3D数值模拟及优化求参的概率积分法模型预计地表移动,基于综合预计结果,利用ANSYS研究放顶煤开采引起的地表复合变形作用下输电铁塔内力和变形特征,并从铁塔结构和横担倾斜方面评估了其安全性。结果表明:2种方法预计结果吻合较好,综合预计结果可靠,地表沉降最大值为1.86 m,东西向最大水平移动为524 mm,南北向最大水平移动为737.5 mm。铁塔最大轴向拉应力为25.2MPa,尚未超过Q235角钢拉杆许用应力,铁塔自身结构尚未破坏。铁塔横担倾斜度高达29.5‰,其值超过了铁塔的倾斜度允许值不超过10‰的限定,建议开采过程采取相应措施控制地表移动,并加强对铁塔变形的监测,以确保输电铁塔的安全运行。

复杂地貌多煤层采空区的稳定性评价

针对复杂地形地质条件的多煤层采空区,将概率积分法与数值模拟相结合,对研究区地表移动变形进行了定量计算和分析.根据拟合的时间影响参数预测计算了海拔900 m水平的采空区残余地表移动变形值.应用趋势面分析结合计算机编程,基于FLAC3D建立了多层状、宽缓褶皱的地质体三维模型.地质体的力学参数首先参照岩石力学试验和工程经验给出,通过数值模拟试算使之与概率积分初步计算结果相吻合,从而修正并最终确定.最后运用数值模拟得到研究区的垂向位移、隧道径向和切向应力等.将概率积分法与数值模拟相结合评价采空区的稳定性,综合了地质、采矿等多方面的影响因素.

厚松散表土层条件下南沱河堤坝开采沉陷预测

为了安全地回采河堤下煤层,必须对河堤采动沉陷规律进行预测分析。根据百善煤矿6124工作面地质采矿条件,分别采用概率积分法和FLAC3D数值模拟,对厚松散表土层条件下的南沱河南堤进行了开采沉陷预测,并对堤体裂缝发育程度进行了研究。结果表明:概率积分法预计效果优于FLAC3D数值模拟预计,概率积分法从水平变形的临界值反映了河堤裂缝的范围,在厚松散层条件下,上山方向的河堤临界裂缝变形值应取+2 mm/m,下山方向的河堤临界裂缝变形值取+5mm/m。同时研究证明,受百善煤矿6124工作面开采影响的南沱河南堤段为不安全河堤,必须采取加固防渗安全措施才能确保堤防安全。

准格尔煤田龙王沟煤矿特厚煤层综放开采地表沉陷规律

在特厚煤层综放开采过程中,工作面各上覆岩层受其影响相继发生变形、垮落,使地表出现不均匀沉降,产生塌陷、裂缝等,严重威胁矿井及其周边地区人员和生产设施安全。因此,地表沉陷变化规律的研究对沉陷区范围预测和治理均有重要意义。文中以准格尔煤田龙王沟煤矿61601特厚煤层综放工作面为研究对象,建立基于概率积分法的地表沉陷预计模型,并对计算结果加以分析,结果显示特厚煤层综放开采地表下沉情况基本符合概率积分法预计模型,但其发生沉陷的区域范围更小,沉陷区域边界坡度更大,特厚煤层综放开采地表沉陷情况相较一般开采呈现出下沉速度快、下沉幅度剧烈、变形分别集中的特征。同时运用FLAC数值模拟技术对地表沉陷形成机制和动态变化过程进行补充,FLAC数值模拟能更为全面地体现地表沉陷规律。此外,文中还进一步结合FLAC数值模拟和实测沉陷结果分析了不同推进长度下走向和倾向主断面地表下沉曲线、走向地面测点下沉速度变化情况、开采区域总体位移情况等,归纳出特厚煤层综放开采地表沉陷规律及特征,为合理规划煤矿开采作业方案提供理论依据。

引水工程保护煤柱留设与安全验证

神木引水工程是一项跨流域调水工程,包括输水隧洞和沿途竖井2部分,在锦界煤矿井田内长度达到12 km以上,所穿越区域内分别压锦界煤矿的31、42、43和52煤层,共4层。为了最大幅度的提高资源回收率,同时保证饮水工程的安全性,依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》相关规定,合理选取岩层移动角,采用垂直剖面法确定了煤柱宽度,并通过数值模拟、理论分析、概率积分法等对煤柱的安全性进行了验证,对类似地质条件下工程施工提供了有力借签。

巨厚松散层下开采沉陷岩土体移动变形规律

研究巨厚松散层沉陷过程中岩土体移动变形规律。以某煤矿为研究对象,分别基于非连续介质理论和连续介质理论,采用概率积分法和数值模拟法,对沉陷过程中地表的沉陷规律和地下岩土体移动变形特征进行研究。巨厚松散层下开采岩土体移动变形具有以下特征:(1)巨厚松散层的沉陷特征明显有别于一般地质采矿;(2)巨厚松散层同时具有基岩面荷载、固结沉降和缓解地表移动变形的三重作用;(3)松散层的塑性变形是沉降量大的主要原因。这些特殊移动变形规律的内因在于巨厚松散层的疏散性和饱水性。

基于MATLAB的地表变形计算系统在公路下伏采空区地表变形预测中的应用

经典概率积分法通过大量实践检验获得了普遍认可,存在复杂采空区变形计算存在计算量大、精度度低等问题。本文基于MATLAB软件开发地表沉降计算系统,提高了计算精度及效率,同时通过MATLAB绘图工具,可以直观反映地表变形情况。在缺少沉降观测数据的前提下,本文利用FLAC3D有限差分数值模拟方法对自主开发的系统进行分析比对。结果表明,该系统解算出的矿区开采沉陷的基本规律与有限差分结果基本吻合,该系统对于实现矿区开采沉陷高精度预计和反演具有一定的参考价值。

高速公路压覆矿体开采地表变形预测

为分析研究高速公路压覆矿体开采对高速公路的影响,采用概率积分法理论计算预测地表移动变形值,并利用3DMine、Midas、FLAC^(3D)等软件,对盘龙铅锌矿矿区高速公路的压覆矿体开采造成的地表移动变形进行数值模拟研究,综合分析理论计算与数值模拟结果,从而判断压覆矿体开采是否会使高速公路发生破坏。研究表明:地表发生最大沉降位移处位于6~10线开采中心正上方;数值模拟与理论计算得出的地表最大倾斜值、最大曲率值、最大水平变形值均满足规程要求,高速公路未发生破坏。