有限单元网格变形技术在岩柱截面优化设计中的应用研究

通过建立一种有限单元网格变形的方法,调节网格节点位置,从而改变岩柱的截面形状。实现岩柱截面变形后,网格节点和单元体数量保持不变,保证网格的连通性,避免因重新划分网格导致局部的位移和应力值发生突变,提高数值模拟计算结果的精度。以浙江省龙游石窟牛场古地下洞室1号岩柱为例,对岩柱截面优化设计开展数值模拟分析。结果表明:通过网格变形的方法改变岩柱截面形状,计算得到岩柱顶板区域的位移变化趋势与原岩柱相似,而重新划分网格的岩柱,在顶板区域的位移值出现了较大的跳动;岩柱顶板区域的应力变化与位移变化具有相同的规律。该网格变形方法为岩土工程结构构件优化设计的数值模拟分析提供了一种新的建模思路。

近距离煤层群下部煤层回采巷道布置及支护技术研究

近距离煤层群下部煤层开采时会受到上覆煤层影响而使顶板裂隙发育,且当上覆煤层采空区内留设有区段煤柱时容易引起应力集中,给下覆煤层巷道掘进及回采带来制约。以山西某矿开采的5号煤层5201综采工作面回采巷道为研究对象,采用数值模拟技术合理确定回采巷道布置位置,并依据现场情况提出围岩支护方案。将设计好的支护方案应用后表明,巷道围岩变形量整体较小,可满足掘进及后续回采需求。

动压巷道煤柱合理宽度与巷道围岩稳定

以临涣煤矿六采区的地质条件为背景,使用FLAC^(3D)有限元计算方法,对比探索在不同区段煤柱宽度下,巷道围岩稳定性的差异。结果表明:在区段煤柱宽度增加的同时,围岩垂直应力和水平应力峰值随之减小,且巷道两侧应力峰值差值不断减小;煤柱宽度增加,煤柱稳定性逐步增强;巷道两帮塑性区破坏形式39 m和49 m煤柱以张拉破坏为主,59 m和69 m煤柱以剪切破坏为主,巷道两帮塑性区范围较大;区段煤柱的留设宽度为59 m。

大断面岩巷快速过陷落柱技术实际应用

望云煤矿北翼轨道巷为大断面4.62 m×5.30 m的岩巷掘进工作面,巷道在开拓过程中遇62 m×51m的陷落柱,通过优化爆破设计和支护参数,利用“锚网喷+U型钢架”联合支护的形式快速通过了陷落柱,保证了北翼轨道大巷的顺利掘进,为矿井采掘有效衔接提供了有利保证。

浅埋大断面分岔隧道中夹岩柱稳定性数值模拟研究

大断面分叉隧道的中夹岩柱厚度较薄、施工工序转换较多、岩体受力较为复杂。以某大断面分叉隧道为工程背景,首先根据现场围岩实际变形,借助有限差分软件FLAC 3D进行反演,得到了围岩弹性模量E,然后根据反演参数对隧道开挖进行数值模拟研究。得出如下结论:(1)中夹岩柱的厚度对两侧隧道上部岩体的沉降变形影响较大,岩柱厚度越薄,两侧隧道拱顶沉降变形越大,同时围岩变形越集中于岩柱上方;(2)中夹岩柱厚度越薄,岩柱岩体竖向应力、剪应力越大,受力机理越复杂,但岩柱竖向最大压应力与最小剪应力均没有超过其承载范围;(3)岩柱厚度越薄,两侧隧道拱腰处初期支护受压越严重,但支护结构受力较为均匀,无明显的偏压现象。将计算结果与现场实际监测数据进行对比分析后发现吻合较好,可为类似工程实践提供一定参考。

如何提高无底柱分段崩落法眉线口的卡块效率及安全性

大红山铁矿400万t/a二期采矿工程采用高分段大间距(30m×20m)的无底柱分段崩落法,设计出矿进路断面尺寸为6m×4.1m,在生产过程中存在顶板边帮安全管理难度大、眉线口卡块困难等问题,并因此影响爆破持续衔接及配、供矿质量。本文是为大红山铁矿解决这一系列问题进行的技术优化研究。

市域铁路矿山法隧道燕尾段开挖加固施工工法

文章以台州市域铁路S1线一期工程羊头山隧道燕尾段隧道施工为背景,针对燕尾段小净距隧道中间岩柱体厚度远小于普通分离式隧道、围岩变形和支护结构受力较为复杂等问题,对中间岩柱体稳定性的不利影响,提出了一种适用于市域铁路矿山法隧道小净距段开挖的施工工法,为类似工程施工提供借鉴.