基于三维离散元的地下采空区灌浆支护分析——以连云港新浦磷矿为例

地下采空区具有空间分布难以探明、治理难度大、对新建工程影响大等特点.为解决在工程建设初期对地下采空区的支护问题,通过收集连云港新浦磷矿地下采空区数据资料,运用ItascaD软件建立地下采空区三维地质模型,并通过三维离散元软件3 DEC计算分析,得出不同灌浆率下的地下采空区变形特征.计算结果表明:(1)从位移结果分析,支护效果与灌浆率呈正相关;(2)灌浆率在80％以上后,位移增加量不足1 cm,支护效果提高不明显;(3)从经济角度考虑,支护灌浆率为80％时最具经济效益.     

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响，以煤峪口矿为工程背景，通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区，采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法，研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明：区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育，采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略；对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值，并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征，认为煤柱-巷道错距10～15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验，取得了良好效果.     

浅层采空区塌陷结构面应力效应直剪力危险性测试

浅层采空区的稳定性受塌陷结构面应力效应直剪力的直接影响.采用当前方法测试采空区塌陷结构面应力效应直剪力的危险性时,测量的结果相比实际的结果准确率较低,得到的危险性结果不符合实际结果.提出浅层采空区塌陷结构面应力效应直剪力危险性测试方法.在采矿因素、地质因素、环境因素和水文因素中选取浅层采空区塌陷结构面应力效应直剪力危险性评估指标,采用层次分析方法对采空区塌陷结构面应力效应直剪力的危险性评估指标的权重进行分析计算,得到变权改进后的评估指标的权重,在模糊识别理论的基础上计算评估指标的隶属度,根据隶属度构建危险性评估模型,通过危险评估模型得到塌陷结构面应力效应直剪力危险级别特征值,依据危险级别特征值确定采空区塌陷结构面应力效应直剪力的危险级别,实现浅层采空区塌陷结构面应力效应直剪力的危险性测试.实验结果表明,该方法的测试结果准确率较高.     

基于三维高密度电阻率法的露天铁矿山采空区精准探测

针对露天铁矿山地下隐伏采空区精准探测的技术难题，以某露天铁矿山实际矿床地质特征和不同岩矿体电阻率值为基础，建立三种异常识别模型，分析横向电性不均一条件下采空区的异常响应特征，得到了地电场分布规律并通过现场试验进行应用研究.结果表明：异常识别模型能够较准确地模拟地电场分布；三维高密度电阻率法在大面积探测工作中能够有效克服二维高密度电阻率法体积效应对采空区位置精准判别的干扰，减弱了异常扩展等效应.