应变解除法原理及其在大红山铁矿地应力测量中的应用

将应变解除法应用于云南大红山铁矿的原岩地应力测量中,通过测量4个不同中段6个测点的地应力,获得大红山矿区三维地应力的如下变化规律:矿区最大、最小主应力均大致呈线性变化,矿区的最大主应力为47 MPa,方位角介于南偏西16-到52-之间,平均倾向为南34-西,近似呈南北方向,平均倾角约16-,最小倾角仅2.88-,说明该区域的地应力以水平构造应力为主,且最大主应力随深度的增加而增加;每个测点的最大剪应力均为τxy。     

吕家坨井田矿压显现区域预测

以地质动力区划方法为基础，划分出各级活动断裂，以吕家坨矿区五级断裂图为构造格架，建立有限元的地质力学模型，以吕家坨矿地应力测量的基础数据为边界条件，通过岩体应力状态分析系统进行应力计算，计算的结果以等值线的方式给出，包括最大主应力等值线、最小主应力等值线、最大剪应力等值线。通过对等值线的分析，预测出矿区的应力升高区、梯度区、降低区，从而对吕家坨矿压显现严重的区域做出预测，为吕家坨井田工作面的生产和采区巷道的合理布置提供基础数据，保证矿井安全生产。     

金口岭矿区地应力测试分析

为了优化金口岭铜矿矿区开采顺序和巷道设计,采用三维套孔应力解除测量计和空心包体应变计,结合现场围压试验,根据弹性理论计算出矿区原岩应力,得到矿区原岩应力大小、方向等参数及其分布规律。结果表明,每个测点最大主应力方向均接近水平方向,与区域构造应力场最大主应力的方向基本一致;最小主应力接近于垂直方向,三个主应力均为压应力,没有出现拉应力,与我国地应力实测得到的普遍规律相同,该方法可以为其他类似工程的地应力测试提供参考依据。     

地应力测量非弹性应变恢复法在某金属矿的应用

为获得某金属矿深部岩体地应力分布特征,采用非弹性应变恢复法,选取该矿同一勘探线附近距地表埋深615 m、665 m、715 m三个水平进行现场地应力测量。通过分析3个水平各测点地应力测量结果,得到该矿区地应力分布规律。该矿区最大主应力和最小主应力均为近水平主应力,中间主应力为近垂向的应力;3个水平的最大水平主应力方向基本一致,方位角为101°～130°。主应力的大小随深度呈线性增长。近水平应力大于近垂向应力,表明该矿浅部地壳应力占主导地位的是水平构造应力。两个相邻样品的非弹性应变恢复法地应力测量值平均差系数最大为8.33%,表明其结果具有较好的一致性,验证了非弹性应变恢复法的可靠性。     

榆树井煤矿地应力测量及分布规律研究

在榆树井煤矿风井井底车场布置2个测点,采用应力解除法进行现场地应力实测.实测数据表明:水平应力大于垂直应力,最大水平主应力为垂直应力的1.70～1.76倍,即井底车场的地应力以水平构造应力为主,水平构造应力对巷道稳定性影响较大;实测的最大水平主应力为最小水平主应力的1.90 ～ 1.93倍,即水平应力对巷道稳定性的影响具有明显的方向性.并根据矿区实测地应力资料,分析了矿井地应力大小、方向和分布特征.实践表明,钻孔套芯应力解除地应力测量法是测量矿井地应力的最快捷、有效的技术手段,为巷道布置及支护设计等提供了可靠依据.     

井田的构造应力及影响

以大隆井田为例,应用地质动力区划方法划分了井田Ⅰ~Ⅴ级断裂.以Ⅰ~Ⅴ级断裂构成的井田地质断块为基础,采用有限单元法弹性力学平面应变模型,获得了井田构造应力的最大主应力和最小主应力等值线图.根据大隆矿构造应力分布状况,分析了井田井构造应力对巷规划设计的影响.     

东欢坨煤矿深部地应力测试及其对煤击地压的影响

采用声发射法测量技术对东欢坨煤矿深部进行了地应力测试,分析得到了东欢坨煤矿深部地应力的大小和方向,最大水平主应力方向接近垂直方向,最小水平主应力方向接近水平方向,表明矿区深部主要受垂直应力影响,垂直应力是煤层冲击地压发生的诱导因素。     

平顶山十矿地应力分布特征研究

通过区域构造力学成因分析与实测数据相结合的方法，确定了平顶山十矿的地应力状态和分布特征。结果表明，平顶山十矿受印支期的古应力影响较大，最大主应力方向为NE—SW向，最大主应力与埋深的关系为σ1=0．04H＋8，为高地应力矿井，研究结果对矿井支护、防治煤与瓦斯突出有重要的指导意义。     

旗山煤矿深部地应力测量及地应力场分布规律

随着矿井开采深度的增加,地应力对围岩变形与破坏的影响更加突出,在煤矿矿区进行地应力测量,并分析地应力场分布规律具有重要意义。在旗山煤矿-1000 m和-850 m深度利用应力解除法进行了地应力实测,数据分析表明:旗山矿区深部地应力场以水平应力为主,构造应力占绝对优势,属于典型的构造应力场类型;地应力量级属于超高地应力;最大主应力方向为NW-SE向121°~140°,平均为130°。最后结合构造运动进一步探讨了矿区深部地应力场与地质构造的关系。     

应力状态对井壁失稳安全性的影响分析

目前研究井壁失稳问题时,考虑的因素为井周应力状态与强度的相对关系。当最大主应力与最小主应力之差差值跃过莫尔圆包络线,即认为井壁发生剪切破坏,产生平行于井眼轴线的纵向裂缝,一般取切向应力与径向应力分别为最大最小主应力。但是在某些特殊构造区域,井壁轴向应力成为最大主应力,如果仍按照传统的切向应力与径向应力进行计算,得出的坍塌压力与实际相比偏小,会低估井壁失稳的风险。本文研究了计算坍塌压力时考虑轴向应力的判断条件,给出了解析判别式,提高了坍塌压力计算精度。当地层强度低于该临界值时,应选取轴向应力为最大主应力。本文可以为直井钻井设计提供参考依据。     

地堑状断层组影响下采动主应力偏转规律研究

为研究地堑状断层组影响下采动诱发应力场偏转规律,以淮南矿区刘庄煤矿地堑状F19断层组为研究对象,模拟分析了地堑状断层组附近采动主应力方向偏转情况,研究了主应力方向与断层面剪应力及剪应力增量的分布规律。研究表明工作面回采时采场围岩内的主应力方向发生偏转,偏转方向趋向垂直断层面;断层面内主应力与断层上盘、下盘主应力偏转相比,断层面内主应力方向偏转角度相对较大,最大偏转角度达到27°25′35″;当主应力方向与断层面交角在45°左右时,断层所受的剪应力增量最小,剪应力相对较大;地堑状F19断层组附近主应力偏转方向趋向垂直断层面,断层面所受剪应力和剪应力增量逐渐减少。     

基于统一强度理论的隧洞弹塑性应力解析

基于统一强度理论对第一主应力为径向应力及环向应力2种情况进行弹塑性应力分析,推导得出了围岩应力及塑性区半径计算公式。隧洞围岩有完全弹性状态、最大主应力为径向应力的弹塑性状态及最大主应力为环向应力的弹塑性状态3种状态,隧洞弹塑性分析时,首先判断围岩所处状态,进而选择正确的公式进行计算。分析结果表明中间主应力有利于围岩充分发挥其强度潜能,从而提高隧洞围岩稳定性,而且中间主应力系数越小,围岩稳定状态对中间应力敏感度越高;当洞内压力小于第二临界应力时,增大洞内压力有利于提高围岩稳定性,而当洞内压力大于第二临界应力时,则围岩稳定性随洞内压力增大而降低。     

运煤重载黄土路基动态回弹模量加载序列确定

为研究运煤重载黄土地区路基应力水平,采用BISAR软件对运煤重载黄土地区23个典型的不同交通等级沥青路面结构进行路基应力水平分析,计算荷载分别采用0.7 MPa、1.0 MPa和1.3 MPa三种,得到路基内的应力水平及主应力覆盖范围.结果表明:高速、一级公路沥青路面结构路基的最大主应力范围为10~130kPa,最小主应力范围为0~50 kPa,二级公路最大主应力范围为10~100 kPa,最小主应力范围为0~40 kPa.在此基础上提出了适合运煤重载黄土地区沥青路面结构路基动态回弹模量应力加载序列.     

中国大陆金属矿区实测地应力分析及应用

以迄今为止查阅到的中国大陆金属矿区实测地应力数据为基础,经优化处理后最终采用165组数据,基本覆盖了我国大陆主要金属矿山分布地区.采用回归分析法给出了中国大陆金属矿区测量埋深范围内的地应力场特征,并尝试从地应力的角度对中国大陆金属矿区断层的稳定性进行了讨论.结果显示,中国大陆金属矿区垂直主应力、最大与最小水平主应力总体上随埋深呈线性增加;最大与最小水平主应力之差Δσ随埋深的增加有增大的趋势,但规律性不显著;最大水平主应力与垂直主应力之比Kh,max主要集中在1.00~2.50之间,最小水平主应力与垂直主应力之比Kh,min主要集中在0.50~1.50之间,平均水平主应力与垂直主应力之比Kh,av主要集中在1.00~2.00之间,随着埋深的增加,3个侧压系数的变化幅度逐渐减小,Kh,max趋向于1.83,Kh,min趋向于0.80,Kh,av趋向于1.31;最大与最小水平主应力之比与埋深没有显著的关系,主要集中在1.5~2.0之间,近似服从正态分布;断层在埋深小于500 m范围内有滑动的可能,埋深超过500 m时,逆断层有滑动的可能,走滑断层处于相对稳定状态.     

平面应力状态最大主应力方位的确定

推证了一个确定最大主应力的方位公式，通过结合主应力公式，可直接明确地给出最大主应力及最小主应力的方位，从而可避免再用应力圆或实践经验判断主应力方位的过程．     

冲击地压的构造应力条件

为建立大安山矿冲击地压危险性与井田地应力场之间的内在联系,结合大安山矿地应力测量结果,全面分析了大安山矿地应力场的类型、作用特征及其与区域构造的关系.分析大寒岭倒转向背斜的形迹、剖面特征及其对井田地应力场的影响,采用数值模拟方法对研究结果进行验证.研究表明:水平构造应力在大安山井田应力场中起控制作用,井田应力场为典型的构造应力场,井田内最大主应力为NW-SE向.大寒岭倒转向斜发育的次级褶皱——百草台倒转向斜轴部区域应力集中,为向斜南翼的2~3倍.大安山矿处于极高应力状态,具备发生冲击地压的构造应力条件.     

解析法分析平面应力状态下主应力和主平面对应关系的思考

首先归纳总结了目前教材和文献中关于平面应力状态主应力和主平面对应关系的分析方法,然后利用高等数学确定最大、最小正应力(即主应力)的方位,分别讨论基本单元体的正应力和切应力,得到最大、最小正应力与主平面对应关系最简判别准则的两个理论依据.     

开滦赵各庄矿井下岩体地应力测量的研究

开滦赵各庄矿为我国煤矿中最深的矿井,而且唐山地区又是我国地震活动地带。因此,在井下深部存在着较强的地质构造应力,井下采场及巷道所受的矿山压力也特别大,严重地影响到生产的安全。为确定井下深部地应力的状态,以便采取必要的措施,进行了地应力测量,所使用的方法是孔壁应变式的应力解除法,使用的仪器是三轴应变计。通过测量及计算,得到最大主应力为85.4MPa,即为自重应力的3.3倍。其方向为:倾角为近水平方向,方位为近东西向,这个结果基本上符合本地区的地质构造特征,也与地震及地质部门在华北地区测定的最大主应力方向基本一致,说明这次测定的结果基本上是正确的,为深井开采的设计及施工提供了科学依据。图7,表5,参4。     

基质收缩效应对含瓦斯煤渗流影响的实验分析

以山西晋城煤业集团赵庄矿和寺河矿的煤层原煤为研究对象,利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置,通过保持有效应力恒定以消除其引起的渗透率变化,并同时考虑到滑脱效应对渗透率的影响,进行了He和CH4在不同气体压力条件下煤渗透率的平行实验,定量考察了煤基质收缩效应对煤岩渗透率的影响。实验结果表明：1）在低瓦斯压力条件下,煤渗透率表现出较显著的滑脱效应,且随着瓦斯压力的增加,煤样的渗透率呈现出先减小后增大的趋势,赵庄矿和寺河矿煤样的滑脱效应拐点均为0.9 MPa左右;2）当有效应力恒定时,随着瓦斯     

加强瓦斯治理 杜绝事故发生

介绍了寺河矿二号井采煤工作面瓦斯治理的经过,分析并确定了寺河矿二号井采煤工作面瓦斯涌出的特点,提出了治理采煤工作面上隅角瓦斯超限的有效途径。