安家岭露天煤矿采空区上覆岩层安全厚度研究

针对安家岭露天煤矿井工采空区上覆岩层不稳定给露天开采带来的安全问题,采用数值模拟、数值计算、相似材料模拟等方法,研究了4#煤、9#煤采空区顶板安全厚度.结果表明:在露天采矿设备作用下,采空区顶板转角区域和中心围岩处发生剪切破坏;在汽车满载作用下,4#煤采空区跨度为3.5 m,顶板厚度为11 m时产生剪切破坏,9#煤采空区跨度为5 m,顶板厚度为14 m时产生剪切破坏.将数值计算、相似材料模拟结果与采空区特性结合,确定了安家岭露天煤矿采空区域4#煤、9#煤不同采空区跨度应预留的顶板安全厚度.     

基于多方法联合的露天转地下境界矿柱厚度优化

以山东黄金集团归来庄金矿露天转地下工程为依托,基于理论计算、比例跨度法和相似条件类比法等多种方法进行联合分析,确定归来庄金矿露天转地下境界矿柱的最优厚度范围为6~15m.基于FLAC^3D,计算不同厚度境界矿柱条件下,地下开采对境界矿柱和边坡稳定性的影响.结果表明,当境界矿柱厚度小于10m时,地下开挖导致顶板变形量较大,且境界矿柱厚度越小,位移增量越大;当境界矿柱厚度大于10m时,地下开挖导致的顶板变形较小且趋于平稳,10m为境界矿柱厚度的最优值.     

龙桥铁矿复杂采空区的探测及处理方案

安徽省庐江县龙桥铁矿-320 m水平采空区,发生局部塌落导致现有采空区形态不详,为保证下部矿体正常安全开采,在地表不允许塌落的情况下,采用留设隔离矿柱的方案来隔离上部采空区.在钻孔探测确定采空区形态的基础上,应用FLAC3D程序建立三维数字模型,分析了留设不同厚度隔离层对整个采空区应力分布的影响及自身稳定程度.结果表明:留设25 m厚的水平隔离矿柱可以有效地分担地压分布情况,能够保证下部矿体安全开采.     

露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析

以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用FLAC3D软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析.在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律.根据两者之间的统计关系,并结合岩石的抗拉强度准则,分析了不同厚度境界矿柱发生破坏的临界振动速度.计算结果表明:垂直方向振动速度和拉应力最大值之间为线性关系,可采用质点最大振动速度作为安全判据.当矿房跨度分别为8,10和12 m时,在动载作用下,最小安全厚度分别为8,14和18 m.     

露天转地下嵌入式复合型人工境界矿柱构建

针对传统方法处理露天坑底的矿量损失大、隔离效果差等缺陷,提出采用地下开采方法对露天坑底的矿体进行回采,铺设底部结构,使用混凝土充填采空区,构建露天转地下矿山嵌入式复合型境界矿柱的新方法.利用嵌入式复合结构对充填体进行连接,在完成进路假底铺设、进路充填、进路与围岩间、进路与进路间、进路与沟槽间的锚固连接后,形成完整的覆盖矿体的10m厚的人工境界矿柱.数值计算表明,嵌入式复合型人工矿柱的施工过程对于边坡的应力场与塑性区影响不大,不会对边坡的稳定性产生影响.工程实践表明,嵌入式复合型人工矿柱铺设的同时对矿体进行回收,回收率可达95%,铺设的境界矿柱密闭性良好,具有隔水、防洪、承压能力,能很好地隔离露...     

石人沟铁矿露天转地下覆盖层合理厚度

在露天转地下过程中,对于地下生产初期采用空场法采矿,露天和地下采场之间留有隔离矿柱的矿山,露天开采结束后,需要回收矿柱,在崩落露天底的同时崩落边帮形成覆盖岩层,利用地下第一分段矿房的底部结构在覆岩下放出这部分矿石.介绍了通过计算机模拟和实验,观察放矿过程中覆盖层界面的移动规律,通过散体渗漏实验,研究覆美层的渗漏规律.主要从放矿椭球体理论和防排水两个方面综合确定覆盖层的合理厚度.     

底摩擦模型模拟露天转地下开挖采空区影响下边坡变形破裂响应特征及其稳定性

以云南磷化集团晋宁磷矿6号坑口东采区深部缓倾斜中厚磷矿层露天转地下开采为工程背景,利用底摩擦模型实验仪,进行了不同露天坑境界顶柱厚度边坡高度下的底摩擦模拟模型实验.结果表明:边坡的变形破坏响应特征可分为边坡岩体小范围微破裂和松动→边坡岩体局部范围失稳破坏→边坡岩体整体向采空区滑落失稳破坏三个阶段,边坡岩体变形破坏模式主要是采动边坡岩体向采空的拉裂、破断和滑移破坏.在边坡高度一定情况下,随着露天境界顶柱的厚度由30 m逐渐减小到20 m和10m,边坡的稳定性与境界顶柱的厚度呈正比关系,20～30m是露天境界顶柱比较合理的厚度.在境界顶柱的厚度一定情况下,边坡高度由60 m增大到108 m,边坡的稳定性与坡高的厚度呈反比关系,108 m边坡转入地下开采后是不稳定的.     

沉积型铝土矿采空区矿柱-顶板支撑系统滑移突变失稳分析

基于沉积型铝土矿采空区失稳多为沿结构弱面滑移剪切破坏的特征，借助能量耗散理论和突变理论，构建矿柱-顶板支撑系统滑移突变失稳模型，研究受结构弱面影响的系统失稳机制，分析各内控因素对采空区稳定性的影响.结果表明:采空区突发滑移失稳是由支撑系统的内控因素和外控因素协同作用的结果.外控因素既定条件下，各内控因素敏感度由大到小依次为:采空区跨度b，矿柱宽度a，软弱带厚度B，结构弱面倾角θ，矿柱屈服区宽度c.软弱带厚度B和结构弱面倾角θ的敏感度略小于采空区跨度和矿柱宽度的敏感度，在实际工程中，应密切关注结构弱面因素的影响.晨光铝土矿工程实例验证了计算结果的可靠性.研究成果可为此类矿山采场参数设计提供依据.     

露天-地下联合开采保安矿柱稳定性

通过对矿柱力学模型的分析,得到不考虑平面应变问题的矿柱厚度计算公式,对回采前后矿柱的受力形态及破坏模式进行分析。利用统计学原理计算矿柱厚度影响因素(跨度、容重、强度、动载荷等)的变异系数,并进行权重分析,利用FLAC3D进行了矿柱厚度三维数值模拟,研究矿柱厚度为15,20和25 m时的最大主应力分布、剪应变率变化规律、矿柱沉降规律和塑性区分布规律,同时利用FISH语言编写安全系数计算程序。研究结果表明:贵州某矿保安矿柱厚度在20 m左右时既能满足稳定性要求又能兼顾有效回采的目的。     

石人沟铁矿露天转地下开采南区房间矿柱稳定性

利用FLAC方法对石人沟铁矿露天转地下开采南区房间矿柱稳定性进行了研究,并对地下开采采场房间矿柱进行了优化,为安全高效的回采地下矿产资源提供了保证.     

复杂条件下综采采空区自燃“三带”划分数值模拟

受复杂地质条件影响,用埋管取样分析方法划分采空区三带有诸多限制,采用数值模拟方法成为分析采空区三带的主要手段。本文利用Fluent流体力学模拟软件,对淮南矿业集团潘北1121(3)综采工作面采空区进行流场模拟,并根据采空区内漏风风速划分指标确定了三带的位置及范围。结果表明,氧化带的宽度在40.0m左右,以此推论工作面采空区内部自然发火的可能性较小。最后,改变工作面的供风量,得出不同供风量对采空区三带位置和范围的影响。模拟结果显示,工作面的供风量越大,采空区氧化带位置越向采空区深部延伸,且氧化带的范围越大。     

应用APLAC对有覆盖层微带贴片天线研究

采用时域有限差分法软件模拟具有覆盖层微带贴片天线，求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率，讨论了不同介质覆盖和空气隙对3GHz向带贴片天线谐振率影响。     

采空区自然发火位置相似模拟模型

为了研究不同类型的采空区漏风对采空区自然发火的影响,依据采空区的漏风状态不同,把采空区划分成不同的火灾危险区域,以此判断采空区发火位置。研制了相似模拟模型,针对采空区自然发火问题进行了多项模拟实验,观测并绘制了不同风量下采空区风压等值线及风流分布图;绘制了采空区不同位置漏风情况下风压等值线及风流分布图;绘制了上隅角设置瓦斯排放风筒后采空区风压等值线及风流分布图;设计了采空区充填带,并获得了采空区风压等值线及风流分布图。     

桓仁铅锌矿复杂采空区处理方案

桓仁铅锌矿地表不允许崩落.由于各种原因,在井下形成了大量的采空区,另外采空区的下部还存在大量矿体需要开采,为了避免冲击地压带来的安全隐患,保证下部矿体正常安全开采,采用留设隔离矿柱的方案米隔离上部采空区.应用FLAC3D程序,通过研究隔离层厚度、隔离层留设位置等因素,分析了隔离层留设对整个采空区应力分布的影响及自身稳定...     

不同水平充填纵向采空区群的爆破动力响应衰减规律

以爆破荷载下不同水平充填的纵向采空区群动力响应为研究对象,考虑充填体与围岩的摩擦阻力作用,按充填采空区群的层数不同分为3种工况建立动力响应模型,分析各层中围岩、顶板和充填体的位移、速度响应衰减规律。计算结果表明:在爆炸应力波作用下,充填采空区群内各部位的振动具有一定滞后性;同一工况下,与位于同一层的围岩和顶板相比,充填体的振动频率衰减最快;各工况下,速度和位移的初始响应频率和幅值相近,但层数越多的充填采空区群的动力响应衰减速率越快,恢复至平衡状态所需时间也越短。将动力模型计算结果与数值模拟结果和现场监测数据进行对比,三者速度响应的幅值、频率接近,并具有相似的衰减规律,验证了动力响应模型的可靠性。     

急倾斜厚煤层采空区稳定性分析及注浆治理效果评价

以某急倾斜厚煤层采空区为对象.首先,通过数值模拟软件进行空区形成模拟,分析最大主应力与竖向位移特征,结合实测数据评价模拟的符合性.结果表明:空区上覆岩层偏向下山煤柱处、上山煤柱偏向下伏岩层处、上覆岩层与上山煤柱交汇处随着集中应力的减小而初期破坏减弱;空区下伏岩层偏向上山煤柱处、下山煤柱与下伏岩层交汇处、下山煤柱偏向上覆岩层处随着应力的增大而初期破坏增强;地表模拟与实际沉降量高度吻合,可以反映空区围岩实际情况.其次,进行空区煤柱失稳模拟,分析并评价围岩的稳定性.表明空区场地最大剩余沉降量为0.3～0.9 m,能破环建筑地基,空区围岩处于失稳状态.最后,模拟空区注浆充填治理,结合现场监测数据评价治理效果.表明现场与模拟监测点最终竖向位移差值在-2.3～8 mm范围,两者基本一致,注浆治理效果显著.可见注浆充填法能有效治理当地类似急倾斜厚煤层采空区失稳问题.     

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响分析

界面土层软化对二元结构边坡稳定性的影响如何目前缺少系统研究。采用有限元极限分析软件OPTUM G2建立了含软化土层的二元结构边坡数值模型,分析了基岩倾角、软化土层厚度及软化度对二元结构边坡稳定性的影响规律。结果表明:相同的软化度下,随着基岩倾角及软化土层厚度的增大,二元结构边坡下、上限安全系数的减小幅度在10%以内;相同的基岩倾角及软化土层厚度下,土层的软化度对二元结构边坡稳定性的影响很大,边坡下、上限安全系数的绝对衰减率都超过40%;随着界面土层的不断软化,二元结构边坡滑动面穿过软化土层的长度逐渐变大,滑体总体积不断增大。研究结果为二元结构边坡的设计及养护治理提供了理论支撑,具有实际工程意义。     

亭南煤矿综放开采矿山压力数值模拟

为了分析综放工作面顶板断裂、垮落形式,以及工作面支承压力分布及影响区域范围,对亭南煤矿101综放面,分别应用UDEC与FLAC3D软件进行了数值模拟对比分析.结果表明随工作面的推进,直接项出现离层、破断,并在采空区前后煤壁上方基岩出现拉裂缝.当工作面推进到60m左右,老顶出现初次破断,形成初次来压,之后工作面每推进30 m,老项出现周期来压.模拟结果再现了顶板冒落、离层、破断,综放面初次、周期来压及围岩应力集中、重新分布等现象,这些结果与现场矿山压力观测结果基本吻合,为矿压观测提供了直观、准确的数值分析方法.     

有控火箭燃气发生器壳体瞬态温度场分析

目的　对用于有控火箭飞行方向控制动力的燃气发生器壳体进行非线性瞬态温度场有限元分析; 方法　用有限元法模拟热试验的实际热负荷历程时,考虑燃烧室圆筒段内壁含绝热层和不含绝热层但内壁加厚两种不同试验样机的结构特点,同时考虑结构材料热传导、热容等的温度非线性特点; 结果　给出了燃气发生器燃烧室壳壁的瞬态温度场数值计算结果; 结论　数值计算结果表明两种结构模式都具有足够的热安全性,计算预示的结构特征点温度值与试验所测结果基本相符;