FLAC^(3D)在采空区稳定性分析中的应用

为了解决目前采空区利用率普遍较低的现象,提高土地资源的利用率,采空区治理显得尤为必要.首先从介绍数值模拟FLAC3D软件的基本原理入手,采用数值模拟计算方法分析采空区稳定性.针对具体的工程实例,利用数值模拟软件FLAC3D对南马圈煤矿和村民自采小矿采空区的稳定性进行定量分析;通过监测地表沉陷历史过程及观测采场围岩破坏情况,较真实地再现了围岩变形的破坏过程,尤其是塑性区的发展过程;通过观测采空区破坏的形式及采空区破坏的特征,为治理采空区提供了理论依据.

内蒙古某多金属矿2号矿体采空区处理方案探讨

内蒙古某多金属矿2号矿体采空区上盘和顶板暴露面积约10万m2,而且采空区形状不规则、分布范围广、重叠交错。根据采空区的现状和矿山现有的生产设施,通过对比分析,推荐采用强制崩落上盘围岩并诱导上盘逐渐崩落围岩充填采空区,在作业区上方形成一定安全厚度的缓冲垫层的处理方法。同时对缓冲垫层安全厚度的确定进行了研究,为类似矿山大型采空区处理提供了参考依据。

大采高放顶煤液压支架围岩耦合三维动态优化设计

分析了大采高综放顶煤破碎规律、直接顶和基本顶的破断规律,揭示了大采高综放开采矿压显现剧烈的原因;建立了大采高放顶煤支架围岩耦合的组合悬臂梁模型,提出大采高综放支架支护强度的确定方法;提出基于支架围岩耦合模型和有限元分析的大采高放顶煤液压支架三维参数优化动态设计方法,发明了大采高放顶煤液压支架新型放煤结构;进行了大采高放顶煤支架总体配套与工作过程仿真研究。

诱导冒落法回采挂帮矿引发的边坡失稳

在露天转地下过渡期利用诱导冒落法回采挂帮矿时将引发边坡大规模失稳,这将对坑底的露天采矿、露天运输系统以及地表设施和建筑产生威胁.岩体结构对边坡失稳的发展有着关键的控制作用,通过非连续变形分析(DDA)方法研究了不同边坡岩体结构下,采用诱导冒落法回采挂帮矿时引发的边坡失稳过程.通过7组岩体结构各不相同的边坡模型,得到三种边坡失稳模式:滑移失稳、倾倒失稳、复合失稳,不同的边坡失稳模式导致不同的边坡破坏程度及破坏规模.最后以海南铁矿为背景,对诱导冒落法回采挂帮矿引发的边坡失稳过程进行了实例分析,为挂帮矿的开采设计和边坡失稳风险预测及预防提供技术支撑.

顶部溶洞对隧道围岩稳定性影响的数值分析

文章以纳黔高速公路叙岭关隧道工程为依托,运用迈达斯GTS分析软件,建立了隧道结构及围岩的计算模型,分析了不同位置、大小的顶部溶洞在隧道开挖过程中对围岩位移、应力、塑性区以及支护结构受力的影响。

断层破碎区煤岩体失稳机制与协同控制技术研究

以清水营煤矿复杂煤层工作面穿越断层区域为工程背景,对断层区煤岩结构失稳机制进行研究,给出了断层挤压冒顶的判断条件,确定了"内部耦合+外部约束"的协同控制方法。内部控制采取了锚杆与注浆控制结构,提高支护结构与煤岩体相互作用和适应能力;外部控制方法采取架棚铰顶、开采工艺装备优化调整等。应用实践表明,断层区煤岩体内外部控制方案在提高煤岩体自身强度的基础上加强了煤岩体抵抗变形的外部约束,减少了煤岩体灾变概率,实现了断层区冒落煤层的压缩与支撑协同、煤岩体下沉变形、破坏、失稳致灾过程受限与过程可控,从源头上实现了减灾与安全开采。

散体煤岩自然安息角相似模拟试验研究

在综放开采中,散体顶煤的自然安息角受到放顶煤工作面条件的限制很难直观测量,并且在不同工作面倾角条件下,顶煤的放出形态并不相同。因此了解和掌握不同倾斜程度条件下煤岩散体自然安息角的规律,对减少残煤和提高顶煤回收率至关重要。通过实验室散体煤岩自然安息角相似模拟实验,得出了不同倾斜程度条件下散体煤岩自然安息角的变化趋势,并且分析了自然安息角与工作面端头残煤之间的内在关系。

锚注锚索联合支护技术优化

为了解决在破碎区段巷道支护常出现的支护效果差等问题,基于锚注、锚索支护机理及破碎围岩的特性,对锚注锚索联合支护的相关支护参数进行了优化。在巨野煤矿1 309工作面应用优化后的支护参数取得了良好的效果,主要表现在,巷道围岩变形速度由45 mm/月降至5mm/月,且巷道位移与锚索受力趋于稳定;巷道顶底板及两帮收敛变形很小,没有出现冒顶、片帮及底鼓现象,返修率由80%降至20%,每月进尺增加30%。

挂帮矿崩落法开采顶板破坏规律及地表岩移数值模拟

崩落法开采时,顶板及围岩的崩落过程、岩层移动角的确定一直是国内外众多学者研究的重点。以四川某矿山挂帮矿开采为工程背景,利用MIDAS/GTS软件模拟并分析了该挂帮矿崩落法开采时顶板拉应力及塑性区变化规律。研究结果表明:老顶先于直接顶发生拉破坏。强制崩落顶板拉破坏区后,顶板应力状况明显改善;老顶及直接顶拉应力的面积以及老顶拉破坏区的面积随直接顶暴露面积增大而显著增大,而直接顶拉破坏区面积受暴露面积影响较小。并通过数值模拟法及工程类比法综合确定岩层移动角。

某露天转地下金矿采空区治理方案研究

根据某金矿采空区具体赋存情况,通过对采空区的详细分析及多种治理方案的比选,并结合矿山实际情况,提出并确定合理、可行的采空区治理方案,可为其他矿山采空区治理提供参考。

微地震技术在特厚煤层开采中的应用

为研究大同煤矿集团公司塔山矿特厚煤层综放面围岩运动规律,科学进行开采设计,并为矿山压力控制提供科学依据,根据综采放顶煤工作面的实际情况,按高精度微地震监测技术的要求,确定测区布置的原则,分析了影响监测定位精度的主要因素,对采集数据进行了研究分析、对比,初步得出了塔山矿特厚煤层综放工作面围岩运动参数。

山区高速公路隧道穿越特大型溶洞施工技术

为解决隧道穿越特大溶洞施工中存在的技术难点,保证隧道工程的实体质量,以白须公隧道为研究对象,通过对溶洞岩体地质状况实施勘测,对岩体的岩层走向和节理分布情况实地调查,根据溶洞的实际状况和收集的数据确定溶洞的处理方案。提出溶洞底部采用桩基处理,在基础上构建承台及支撑墙,溶洞底与隧道结合处采用横向联系梁连接,对溶洞靠隧道一侧的侧壁及顶部围岩采用清理和喷锚加固等处理措施,有效解决了隧道穿越特大溶洞技术难题。

破碎围岩巷道变形特征及支护参数优化

巷道帮部破碎围岩在采动应力诱发下的动力灾害问题严重制约现场安全高效掘进。针对破碎围岩巷道帮部突然性断裂垮落致诱动力灾害问题,根据巷道地质条件和布局,考虑顶底板帮部裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、理论分析、数值计算和微震现场监测等手段和方法,综合分析破碎围岩巷道变形特征及支护参数优化设计。结果表明:受重力作用,岩层顶板在拉伸应力作用下拉伸应力区呈U形破坏分布,巷道经过支护后,顶板运移量大幅度减小,同时减缓覆岩整体性破坏程度;受巷道掘进扰动影响下顶板更易发生结构失稳,巷道支护能够有效阻碍覆岩顶、底板运移,缓解岩体灾变概率,动力灾害得到有效控制,巷道实现安全掘进。

既有溶洞岩体爆破装药结构优化及数值模拟

为降低溶洞等不良地质条件对于台阶爆破作业的负面影响,基于既有溶洞露天爆破作业工况,运用AUTODYN数值仿真软件,建立二维有限元模型,针对孔身、孔底、孔间溶洞模型进行装药结构优化及仿真分析,重点对比分析了不同模型岩体损伤、孔壁压力和飞石速度差异。结果表明:对于孔身溶洞,相较于普通PVC管装药结构,采用尼龙编织袋装药爆破可有效提高爆炸冲击波对孔壁的压力,降低大块率,改善岩体松动效果;孔底溶洞采用底部填塞+上部装药外加台阶底部钻水平孔装药方式,可有效破除残留根底;对于贯通型孔间溶洞,采用底部装药+中间填塞+上部装药+顶部填塞的分段装药结构,并在前排钻辅助孔进行孔底装药,可有效改善岩体损伤破碎效果。

浅析东坞水库岩石洞壁大口径管槽爆破开挖施工技术

为解决在东坞水库岩石洞壁开挖管槽的技术难题,研究借鉴了隧洞洞挖和平面槽挖两种开挖工艺。通过分析项目难点,以及方案比选,最终确定采用沿隧洞纵向开挖管槽、分段钻孔、控制爆破、减少震动的开挖工艺。该工艺保证了隧洞围岩的稳定,加快了施工进度,创造出在岩石洞壁分段槽挖的新技术,可推广应用于边坡陡峭的山区道路开挖工程,避免山体大开挖带来的地质灾害和生态破坏。

遗煤复采工作面围岩稳定性及合理采高分析

针对虎峰煤业2号煤层开采过程中存在大量的空巷、采空区及遗留煤柱,复采工作面矿业显现复杂,围岩控制难度大,工作面煤壁片帮大的问题,采用数值模拟的方法,对复采工作面通过不同宽度的残留煤柱和不同跨度采空区时工作面围岩破坏范围、应力分布及工作面煤壁水平位移进行分析,从而确定合理的采高,认为工作面采高不宜超过3.0 m, 2.5 m以内最佳。

锡林浩特萤石矿高端壁无底柱分段崩落法

针对锡林浩特萤石矿实际生产中存在的采矿难度大,安全条件差,生产效率低等问题,提出了多作业面同时掘进、覆岩放矿+废石充填的高端壁无底柱分段崩落法开采方案。给出了适合该类矿体的崩矿参数,通过地表监测及室内试验研究塌陷坑边壁岩移的变化规律,提出协同排岩充填的方法,增强边壁与散体堆的稳定性,并依此在锡市萤石矿试验采场进行了试验。跟班标定结果表明:该采矿方法回收率较高(达到94.18%),崩落矿石块度良好,与分析情况基本吻合,可有效解决此类急倾斜中厚矿体开采难题。

基于“弹性孔理论”的巷道围岩结构失稳研究

开挖扰动作用下巷道围岩失稳与卸荷易诱发掘进工作面岩体大范围垮落,甚至导致围岩动力灾害,严重制约现场安全高效掘进。针对巷道围岩结构失稳问题,基于'弹性孔理论',系统总结了开挖扰动诱发片帮的4种类型,分析顶板结构、巷道围岩失稳机制;采用ABAQUS有限元数值计算软件分析巷道围岩结构失稳机理和灾变特征,巷道经过支护后,顶板运移量大幅度减小,同时减缓覆岩整体性破坏程度。结果表明,受巷道掘进扰动影响,顶板更易发生结构失稳,巷道支护能够有效阻碍覆岩顶、底板运移,缓解岩体灾变概率,动力灾害得到有效控制,巷道实现安全掘进。

浅议桥梁灌注基桩施工

阐述了桥梁灌注桩的成孔方法、施工过程、常见问题、预防措施。

无底柱放矿中岩石提前混入原因分析及预防措施

岩石的提前混入使得矿石过早贫化,研究分析发现导致镜铁山矿桦树沟矿区岩石提前混入的主要原因是推排、大块卡堵放矿漏斗、不合理的出矿方法以及端部放矿废石移动规律。本文结合镜铁山矿的实际生产经验对这4种导致岩石提前混入的主要原因的作用机制进行分析,提出对应的预防措施。