煤矿软岩巷道顶底板剪切变形破坏机理

通过石嘴山一矿38区＋600m轨道巷表面收敛监测及变形破坏的研究，总结出了变形破坏特征。以矿山压力假说为前提，对巷道围岩典型破坏特征作出理论推断，建立巷道顶底板的力学模型，并应用关键层理论、块体理论、弹性力学对巷道变形破坏进行理论分析与求解，得出了巷道顶底板发生剪切破坏判定条件，并用FIAC加数值模拟验证其正确性，为深部巷道支护提供了新的理论依据。     

煤矿软岩巷道顶底板剪切变形破坏机理

通过石嘴山一矿38区 600 m轨道巷表面收敛监测及变形破坏的研究,总结出了变形破坏特征。以矿山压力假说为前提,对巷道围岩典型破坏特征作出理论推断,建立巷道顶底板的力学模型,并应用关键层理论、块体理论、弹性力学对巷道变形破坏进行理论分析与求解,得出了巷道顶底板发生剪切破坏判定条件,并用FLAC3D数值模拟验证其正确性,为深部巷道支护提供了新的理论依据。     

金能煤矿软岩掘进巷道变形破坏特征及控制技术研究

针对软岩巷道围岩在掘进过程中呈现出的顶板下沉量大、两帮收敛严重等特点,为解决巷道围岩稳定性控制的难题,以金能煤矿二采区1201工作面的运输顺槽为研究对象,基于工作面巷道工程地质条件,采用现场实测、数值模拟和工业性试验等方法,阐述了软岩巷道的变形破坏特征,提出了3种不同的围岩控制方案,利用FLAC3D软件模拟了该巷道围岩水平位移、垂直位移和塑性区分布情况,并进行现场测试。工程应用结果表明：“锚索+W钢带+U型钢+注浆”的支护方案效果明显,提高了围岩的承载能力,实现了巷道围岩的稳定性控制。     

露天矿岩质边坡变形破坏模式综合研究

通过对露天开采形成的岩质边坡进行数值模拟,相似材料模型试验,卸荷试验的方法,原理简单介绍基础上,对其结果分别详细研究,找出边坡破坏特征,总结出矿山岩质边坡变形破坏模式,为边坡稳定性评价提供理论和实际依据。     

深埋隧洞工程软岩变形的数值模拟

本文以南水北调西线工程深埋引水隧洞为研究背景,采用有限差分程序FLAC3D数值模拟围岩变形的问题,并对模拟结果展开较为深入地研究。     

泥化弱胶结软岩巷道底板变形破坏机理分析

煤矿软岩巷道极易发生变形破坏,底臌量大是其重要的特征.以新上海一号煤矿副井绕道巷道为工程背景,研究了泥化弱胶结软岩巷道底板的变形破坏机理.从现场选取岩样进行室内实验,研究发现围岩具有强度低、胶结程度差、遇水泥化软化、吸水膨胀等特殊的物理力学性质;结合现场监测数据和数值模拟结果,巷道底板变形速度快、持续时间长、总变形量大且不收敛,是以流变和膨胀为主的非线性大变形;底板破坏与变形增加的趋势一致,塑性区发展速度前期快,后期慢,但范围不断扩大;通过机理分析,巷道底板的变形破坏是在水和构造应力耦合作用下的恶性循环的结果,底臌为流动膨胀复合型,治理的关键是治水和加强支护.以上述理论为指导,对巷道支护方案进行了优化,监测数据显示底板变形破坏得到了有效控制.     

软岩填料湿化变形规律

分别对风干和饱和状态软岩填料进行了中型三轴压缩试验,得到了不同围压条件材料的变形规律。采用双线法,以同一轴向偏应力下风干及饱和状态材料的应变差值作为其湿化变形,主要分析了围压对其变化规律的影响,得到了以下规律:①相对于风干状态,围压对饱和状态填料变形规律影响更大;②湿化变形发展分为两个阶段,以湿化变形发展到临界值为分界,后一阶段湿化变形显著增大;③在湿化变形发展到临界值之前的初始阶段中,围压不是其主要影响因素,第二阶段中围压对其影响明显;④给出了湿化变形分析回归公式并进行了验证。     

深部软岩巷道破坏分析及其稳定性控制

随着煤矿开采深度的加大,越来越多巷道围岩呈现软岩变形特性,变形破坏非常严重。针对石嘴山一矿深部高应力复杂软岩巷道围岩破坏特点,从地质赋存条件、水对岩石的软化影响和支护结构方面分析,制定了相应对策,提出了锚、网、喷、注全封闭联合支护,用FLAC3D2．0对支护效果进行数值模拟可视化计算,确保巷道的稳定性,对巷道支护实践有一定参考价值。     

软岩厚煤层开采覆岩破坏规律三维数值模拟分析

鉴于导水裂隙带高度经验公式在软岩厚煤层中的不合理性及其应用的局限性,以铁煤集团大平煤矿S2S9工作面综采开采工程为原型,采用有限元软件进行三维数值模拟,揭示大型水体下三软煤层采用放顶煤开采条件下的覆岩破坏规律,确定导水裂隙带的高度,并利用理论分析对其结果进行验证.结果表明:剪切应力值达到最大并超过了岩体的最大剪切强度时,导水裂隙带高度达到最大;导水裂隙带高度形态为梯形,切眼边可能导水裂隙带的发育高度比推进边的大;计算结果与理论分析结果相近.该研究可为实现大平煤矿库下安全高效开采奠定基础,同时也为其他地区软弱覆岩厚煤层综放开采技术研究起到一定借鉴作用.     

软岩巷道变形特征与分区域分阶段控制技术数值模拟研究

以某矿南翼回风大巷为例,分析了软岩巷道变形破坏原因,并结合数值模拟软件FLAC4.0分析了该巷道围岩变形发展规律:肩角较顶板、两帮和底板变形破坏的区域更大,并且随时间推移巷道浅部围岩的变形不断增大,即空间上的非均匀性以及时间上的持久延续性.针对软岩巷道的变形特性,提出了分区域分阶段动态控制技术,包括:锚网喷支护、注浆加固以及重点部位加强支护.现场的工业性实验观测结果表明,该巷道围岩变形逐步趋于稳定,变形量得到了有效控制,可以满足使用的要求.     

基于Web的煤炭软岩矿井地理信息系统框架的研制

等新技术的出现，为软岩工程技术的推广与资源共享，提供了一条新途径。主要阐述了利用GIS技术、网络技术和数据库技术实现软岩信息管理及共享的过程。确定了基于Browser／Server模式的系统实现方案，利用关系数据库管理系统建立软岩矿井属性信息库，采取基于组件式的服务器扩展技术实现WebGlS功能。根据软岩矿井信息的基本特点设计了系统的基本功能，完成了基于Web的煤矿软岩地理信息系统的开发，实现了软岩信息的网上公布。     

沿山坡排土场稳定性控制

针对沿山坡排土场边坡经常发生滑坡灾害的现象,提出了增加排土场排弃高度、增加容量等工程措施来增强排土场的稳定性,以元宝山露天矿225机道排土场为工程背景,应用Flac3D数值模拟和刚体极限平衡法,揭示了排土场沿山坡黄土基底变形、移动规律、破坏机理和滑坡模式,取得了显著的经济效益。     

黑岱沟露天矿排土场西部变形区滑坡控制

针对黑岱沟露天矿排土场西部变形区无法在该区继续进行后续排弃工作的问题,通过对影响变形区边坡稳定的基底、水、排弃物等主要因素进行分析,得出积水入渗是导致变形区排土场边坡稳定性下降的主要因素。进一步分析了变形区边坡变形破坏的主要模式,结果表明:坡角置换与压脚的设计是边坡控制的关键,结合数值模拟计算结果,提出了对排土场西部变形区坡脚进行土岩置换及填方压脚的治理措施。     

安太堡露天矿排土场基底黄土过载现象数值模拟

为了研究黄土基底排土场破坏机理,对安太堡露天矿排土场基底黄土进行过载现象数值模拟研究。结果表明在排弃物不断回填的过程中,基底黄土逐渐出现塑性区域,最终由于基底软塑带图所承受载荷超过其极限值而使得自身强度急剧降低,从而产生破坏。并且通过二次回填的方法,可以防止塑性变形值增大过快而使得软塑带土过早的产生过载现象,这样更适合于排土场的规划。     

露天矿排土场相似材料模型实验研究

为了对元宝山露天矿排土场边坡稳定性作出客观评价,采用相似材料模型实验的方法对排土场进行物理模拟。结果表明：随着排土工作线发展,荷载增加,测点的位移和应力变化特征为：应力趋向负值．出现拉应力,岩体在变形,并且容易破坏,同时位移明显增大。该结论为元宝山露天矿排士场下一步排土方案、边坡监测方案和边坡整治防滑措施的制定提供决策依据。     

某矿山排土场物探方法的应用初探

某矿山排土场共分五阶,其废石颗粒大小不一,内部空隙比较大,稳定性比较差.作者针对多阶梯边坡稳定性问题,在检验了物探方法的应用条件和有效性后,选用浅层地震和高密度电法两种方法进行了工程勘探,根据现场踏勘情况,各主测线均匀分布在排土场,并穿越排土场容易发生地质灾害部位,重点勘探紧临江边的排土场.在每个台阶上开展的现场应用评价试验结果表明两种方法结果有效,勘探深度和精度满足排土场稳定性评价的要求,能够对滑坡因素进行准确地探测,结果与稳定性因素比较吻合,能够初步评价稳定性,为以后的研究奠定基础.     

露天矿边坡损伤与可靠性变化规律的数值分析

以鞍钢眼前山露天铁矿南帮节理岩体边坡为工程背景,综合应用FLAC-3D、损伤力学、断裂力学和可靠性分析等多项理论和方法,系统研究了露天矿边坡的节理岩体伴随采矿开挖的概率损伤分析程序,定量揭示了边坡岩体概率损伤分布及演化规律。综合考虑节理、岩石和岩体初始损伤状态的抗剪强度,结合露天矿开挖的FLAC-3D模拟与损伤断裂力学分析,根据Monte-Carlo原理和极限平衡理论建立了露天矿节理岩体边坡的三维稳定性和可靠性动态评价模型,探讨了眼前山铁矿南帮 21 m铁路运输平台的节理岩体边坡在矿山不同开采深度的稳定性和可靠性的动态变化规律。     

大倾角煤层开采矿压显现规律数值模拟

基于云南观音山煤矿已有的煤层地质条件,采用数值模拟软件FLAC3D,建立了大倾角软顶底板煤层数值模型,模拟分析了工作面回采时煤壁内应力分布、顶板下沉及底板鼓起情况。根据数值模拟结果分析,其工作面的初次来压步距在20m左右。研究了工作面推至100m时,沿工作面走向和倾向的垂直应力和变形分布规律。对现场矿山压力控制具有一定参考价值。     

水厂铁矿边坡加固设计及其稳定性分析

对水厂铁矿北区边坡进行了工程地质调查研究,分析了滑坡现状和产生的原因,提出了削坡锚固治理方案.采用FLAc有限差分法计算软件对加固前后的边坡稳定性进行了对比分析.分析结果揭示了原边坡设计存在保守性和边坡不稳定性的矛盾,采取合理加固措施是解决这一问题的关键,分析表明削坡锚固治理方案是有效合理的.     

基于Modflow和ARIMA 模型的峰峰矿区岩溶地下水模拟及预测

为科学有效地了解峰峰矿区岩溶地下水的均衡状态和用水规划实施后未来(2018～2025年)地下水动态变化,通过构建地下水流数值模型(visual modflow模拟程序)和ARIMA降水量预测模型(R语言软件),对研究区岩溶地下水资源量和水位动态变化进行模拟和预测。结果表明,现状开采条件下,峰峰矿区岩溶地下水多年平均补给量为8 726. 62万m~3/a,排泄量为8 937. 96万m~3/a,均衡差为-211. 34万m~3/a,处于负均衡状态。随着矿区用水规划的实施和用水结构的调整,预测2018～2025年岩溶地下水位将呈小幅度波动上升趋势,降落漏斗范围明显缩小。研究成果可为峰峰矿区地下水资源的合理开发利用提供依据和参考。