基于3DMine-Rhino-FLAC^(3D)的多采空区对竖井的稳定性影响分析

随着矿山的不断深入开采,会遗留大量采空区,采空区的失稳破坏势必会对位于移动带内的竖井稳定性造成影响。竖井的变形破坏不仅影响矿山的正常生产,还将造成人员安全和财产安全等隐患。随着高性能计算机和数值模拟技术的普及,为复杂采空区及竖井的稳定性研究提供了新的解决思路。为了解内蒙古某金矿竖井的稳定情况,本文在三维网格堆砌法的基础上提出了3DMine-Rhino-FLAC ^(3D)耦合建模,能够更加精准地反应地表、矿体和采空区的实际情况,提高计算的准确性,并对竖井周围的应力、位移、塑性区等方面进行了分析,提出两种可行的治理措施。研究结果表明,两种治理措施均能使井筒变形得到控制,可以有效提高竖井周围围岩的稳定性。

基于实际三维地形的采空区上覆管道沉降模拟分析

为了研究煤矿开采形成的采空区对其上覆管道安全运行的影响,基于实际三维地形,结合工程实例,建立了采空区上覆管道的数值模型,基于实际数据对材料的本构模型及参数进行设置,最后进行计算结果分析,包括采空区开采进程、管道运行压力对管道沉降变形以及地表最大沉降的影响。结果表明:随着开采进程的推进,管道所受应力以及产生的位移增大;管道运行压力改变时,管道所受应力发生改变,管道产生的位移基本没有变化。

基于Rhino精准曲面建模的常村煤矿原岩地应力场反演方法

选取潞安矿区常村煤矿+470 m水平煤岩层为模拟研究对象,基于Rhino精准曲面建模软件构建三维地质曲面模型,通过有限差分数值模拟软件FLAC3D进行了常村煤矿原岩地应力场的计算和反演。研究结果表明:利用Rhino建模软件可以比较精确地对煤矿区的地质模型进行构建,以曲面代替岩层更加真实地反映了煤矿井下地层的实际分布情况,褶曲等地质构造可以被真实体现,原岩地应力场的数值模拟反演结果更加准确可靠;大型地质构造区域原岩地应力场与其他区域有较大的差异,向斜轴部原岩地应力场集中程度最大,从断层中部到断层端部再到远离断层区域地应力场呈现"小—大—原"的分布规律。通过对比常村煤矿现场实测的17个地应力测点量值与地应力反演量值,两者均显示,常村煤矿+470 m水平煤岩层内部最大主应力稳定在12 MPa左右,最小主应力稳定在6 MPa左右,垂直主应力稳定在9 MPa左右,属于走滑型应力状态,地应力实测和地应力反演具有高度的一致性。

断层影响下的工作面矿压显现规律

根据某矿业公司201、203工作面复杂地质及生产技术条件,对2号煤层进行综合机械化开采,采用FLAC^(3D)对201、203工作面回采时采场围岩的应力分布及其变形破坏规律进行数值模拟研究,取201、203工作面不同阶段的数值计算模拟结果为研究对象,分析其位移场、应力场和塑性区分布特征,揭示不同阶段下工作面受采动影响的矿压显现规律。