急倾斜煤层深部开采对浅部断层活化影响的数值模拟研究

淮南矿区某矿采区属倒转地层,灰岩含水层位于煤层顶板,断层的活化极易导通上部含水层,引发突水事故.面对急倾斜煤层开采深度不断增加的现状,采用FLAC3D数值模拟的方法,对急倾斜煤层深部开采对顶板浅部断层活化影响的规律进行了研究,总结了急倾斜煤层开采深度与断层活化之间的时空关系,验证了通过控制采高和隔离煤柱大小,可以有效降低急倾斜煤层开采对断层的扰动作用,对急倾斜煤层后期深部开采断层突水预测与防治具有重要的理论指导意义和工程应用价值.     

利用ANSYS进行开采沉陷模拟分析

尝试利用大型通用ANSYS有限元分析软件对某市拟建工业园采空区场地的稳定性进行了模拟分析,模拟揭示了规律能为工程规划决策者提供依据和指导,同时表明利用ANSYS进行开采沉陷特别是对深部矿区的模拟是有效的,可行的,能够根据问题需要采用较符合实际的复杂模型。     

浅埋煤层覆岩中断层对保水采煤的影响及防治

覆岩中断层的存在提高了导水裂隙带的发育高度,因此采用间歇式采煤实现保水采煤时,覆岩中存在断层时工作面的推进距离要小于无断层时的情况.在以前研究的覆岩中无断层时不同覆岩厚度保水采煤工作面合理推进距离的基础上,应用相似模拟实验和数值模拟方法,研究浅埋煤层覆岩中存在断层时,应用间歇式保水采煤不同覆岩厚度的工作面合理推进距离,回归出了导水裂隙带高度随工作面推进距离而变化的经验公式,而且得出从断层上盘向下盘推进时工作面的合理推进距离小于反向推进时的结论,为陕北浅埋煤层保水采煤的实现提供技术支持.图8,表4,参9.     

缓倾斜多煤层顶板岩体变形移动特征数值模拟

针对某缓倾斜多煤层复杂的采矿地质条件,运用有限元软件进行三维数值计算分析,建立三维地质概化模型时考虑了断层的影响,对不同开采条件所引起的煤层顶板岩体移动和地表沉陷进行了数值计算.得到不同开采条件下地表、煤层顶板基准点的下沉移动分布曲线,煤层顶板基准点的最大、最小沉降、沉降差,以及煤层开采后顶板的主应力、剪应力值.研究结果表明:同时回采3101、3102工作面和错时开采3101或3102工作面引起的地面最大沉降和沉降差均变化不大,分别为520 mm、498 mm、515 mm及59 mm、78 mm、81 mm.该矿开采区域缓倾斜煤层引起的地表变形状况提供定量依据,为缓倾斜煤层以及类似条件下中小矿山合理、安全、经济的开发提供参考.     

神木矿区大柳塔矿开采沉陷损伤有限元分析

针对神木矿区大柳塔矿的实际情况,从岩体损伤力学角度出发,对神木矿区大柳塔矿的开采沉陷进行了损伤有限元分析。程序中考虑岩体损伤时,在充分采动的条件下,模拟采空区形成冒落带和裂隙带,研究地表移动变形规律,为矿区土地复垦和可持续发展提供理论依据。     

厚土层浅埋煤层保水开采模拟

在分析以榆树湾煤矿为代表的厚土层浅埋煤层的地质资料的基础上,采用岩石破裂过程的分析软件RFPA进行数值模拟.得出了冒落带高度为31m,裂隙带带高度为90m,弯曲下沉带为35m左右,研究结果表明:该矿的上覆岩层的采动变化与常规矿相似,并没有出现浅埋煤层的上覆岩层"三带合一"的现象;通过经验公式计算的导水裂隙带高度为70～100m,裂隙带并未沟通含水层,研究结论厚土层浅埋煤层可以达到保水采煤的目的.     

煤矿开采沉陷预测的数值模拟

运用求解非线性大变形问题有限差分法（FLAC），对开采引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究，总结出了岩体移动的基本特征和地表沉陷和相关参数，所得结果对现场开采具有一定的指导作用，对开采所致的地表沉陷的治理提供了科学依据。     

断层影响下开采沉陷预计研究

在地质条件复杂,特别是遇到断层的情况下,地表沉陷的正常规律被掩盖,表现出特殊的规律性.对断层影响下的开采沉陷预计问题进行了研究,建立了基于概率积分法的预计模型.在该模型中,将开采引起断层的离层空间看成一个等效倾斜采空区,分别计算实际采空区和等效采空区对地表的影响,然后将两者叠加起来,得到地表变形.基于AutoCADVBA平台,利用该预计模型开发了预计程序.运用该程序可以预计计算出断层影响下地表的:下沉值(W)、水平移动值(U)、倾斜值(i)、曲率值(k)、水平变形值(ε).程序能以栅格或是矢量数据格式输出变形曲线.通过与实测资料对比,验证了该模型的正确性.     

深基坑支护结构变形的三维有限元分析与模拟

在工程实践中,对于深基坑开挖过程的模拟计算多采用平面应变分析方法,但由于深基坑开挖实际上是三维过程,平面分析忽略了开挖墙角处的三维效应,因此,计算结果偏于保守,为此,研究了不同有限元网格划分下基坑变形的情况,提出一种非线性的、三维有限元分析手段,用于深基坑开挖过程中预测围护墙变形和地表沉降值,为了更接近实际,采用了一种新的接触面单元,Desai单元,模拟土与结构的相互作用,三维分析结果表明,基坑内网格密度对于计算结果的精度有较大影响。     

采煤沉陷与断层相互作用引起地表建筑破坏特点分析

针对抚顺煤矿计算采沉区以外批量房屋损伤,通过现场变形测量、地质勘查。得到了损伤房屋的分布、结构类型、破坏特点、场地条件等基本数据。结合区域地质构造和结构力学分析,提出了构造断层与采煤沉陷相互作用导致局部区域岩体运动呈现“多米诺骨牌”形式,总体趋势向沉降盆地中心运动,在断层线出露地表处出现“反陡坎”,揭示了在计算的正常沉陷范围以外地表若干建筑差异沉降破坏的形式与采沉方向相背的原因,据此提出了针对性的治理方案。     

采动区门式刚架空间结构抗变形性能

为保证地表变形区门式刚架的正常使用,以门式刚架空间结构为研究对象,采用有限元模拟手段,研究了采动区空间门式刚架位于地表变形曲线不同位置时刚架的附加变形及附加内力的变化规律,分析地表变形对整体刚架的影响。模拟结果表明,处于地表沉陷盆地最大下沉点时,空间门式刚架结构受地表变形的影响最小。该研究为采动区门式刚架结构抗变形设计提供了参考。     

厚黄土覆盖层采动破坏数值模拟研究

蒲白矿务局西固镇下煤层开采是复杂条件的建筑物下厚黄土覆盖层开采。针对矿区开采的复杂地质、采矿条件和建筑群受采空区影响的问题,运用FLAC3D数值模拟预计、影响函数仿真模拟和相似材料模拟进行分析,确定了开采方案及相关参数。结果表明,运用变条带协调开采方案可以有效地控制地表移动和变形,从而保证了地表建筑物的正常使用和矿区的安全生产,为同类厚黄土覆盖层矿区控制开采沉陷灾害提供了可靠科学依据。     

面部软组织三维有限元模型的建立

正建立正常人面部软组织三维有限元模型,作为进一步研究的基础,1.通过螺旋CT扫描获得头面部图像数据;2.图像数据导入图像处理软件Mimics10.0进行图像处理,阈值分割,布尔运算得到面部软组织三维几何模型;3.结合面部解剖特征,手动提取1.5mm厚度的皮肤组织,利用灰度及形态学操作提取肌肉组织,分别赋予材料属性,建立了适合生物力学分析的面部软组织有限元模型。结果:本实验应用有限元技术,在计算机上建立了一个能够反映软组织生物力学性能,包含皮肤、肌肉、脂肪的多层有限元模型;结论:本研究为面部软组织有限元模型的建立提供了切实可靠的方法,为进一步分析颌面外科手术术后面部软组织的形变提供了有力的基础。     

全站仪在开采沉陷三维相似模拟实验中的应用

主要讨论了全站仪在测量室内开采沉陷的三维相似模拟地表以及岩层的移动变形过程,将观测数据通过可视化程序进行数据转化,利用地表移动变形的相互关系,可以得到地表的移动变形情况,成功地解决了三维相似模拟地表以及岩层移动变形观测难的问题,通过实践表明,该方法使用简洁,便利。     

中厚倾斜煤层残留煤的复采数值模拟

采用FLAC3D模拟了在大变形模式下,开采倾角25°下分层煤对上覆岩层应力状态、变形、位移等参数的影响规律。模拟结果表明:同一工作面上,复采比初采顶板下沉量和底板鼓起量大2～3倍;从初采到复采完毕后采空区上覆围岩会形成"回"字型不均匀沉降;通过抽样选取的25°复采现场支架反馈值与模拟顶板压力值进行对比分析,吻合性较好,且采空区顶板中部比两侧所受压力大,压力沿走向变化趋势与位移变化趋势相同。     

条带开采沉陷预测分析与工程应用

为了合理确定条带开采留宽长度,模拟条带开采引起的地表变形,开挖环境的工程措施要求、保护对象的空间位置和开采岩层的情况,选用相应的条带开采沉陷机理、计算模型和计算方法,用以预测设计开采区的地表变形以及采后数据整理.全部工作是在自行研发的软件包的基础上完成,实现了地表变形计算的可视化分析系统.依据马蹄沟煤矿地面观测资料及采区的地质开采条件为基础,应用该系统,指导该矿成功的在河流及建筑物下开采,做到了准确预测预报.     

煤矿开采沉陷自动化监测系统及其精度分析

文章从系统组成和精度分析2个方面,介绍了煤矿开采沉陷自动化监测系统的前期工作。该系统以GNSS CORS技术、GIS技术、计算机网络通讯技术、移动PDA技术、现代测量数据处理技术等为支撑,以GNSS基准站子系统、GNSS连续运行监测站子系统、数据监控中心子系统、实时数据采集终端子系统和通讯子系统等为核心模块,形成了集设备监控、数据采集、数据传输、数据处理与分析、沉陷预计与预警、开采损害评价等为一体的综合地表移动自动化监测系统。利用1d的实测数据对9个GNSS连续运行监测站的内符合精度进行了分析,结果表明,X方向的内符合精度在±3.5~±4.9mm之间,平均为±4.4mm;Y方向的在±3.0~±4.8mm之间,平均为±3.7mm;H方向的在±8.0~±10.1mm之间,平均为±8.9mm。     

数据挖掘在阴极结构有限元分析中的应用

针对场致发射阴极结构设计知识获取问题,提出了采用数据挖掘技术从有限元分析试验结果中提取隐含知识的方案,该方案具有效率高、成本低的特点．分析了包括场致发射有限元分析试验数据结果集获取、数据属性归约等步骤的实现过程,给出了基于熵度量的数据属性集归约和决策树算法原理,从而解决了方案实现的关键问题．以典型结构阴极为例进行有限元分析数据挖掘,通过建立的场致发射性能指标和设计参数关系决策树,提取出了场致发射阴极结构设计知识．算例结果验证了方案的可行性．     

淮南潘集典型采煤沉陷积水区的水质变化规律

为解决采煤沉陷衍生的水环境问题,选取淮南潘集区典型的采煤沉陷区为研究对象,在现场踏勘的基础上,进行采样点位布设、样品采集与分析测试,分析地表水水质变化规律与影响因素,并采用W值水质评价法评价地表水水质.结果表明:研究区域监测时段内沉陷积水区地表水体中pH、F-、CODMn 、NH3-N、TP指标变化规律不明显,TN含量递减,CODCr先减小后增大;研究区域沉陷积水区地表水水质受降水等条件影响;淮南潘一、潘三矿采煤沉陷区积水区地表水水体质量较差,主要污染物为CODCr和TN.该研究为淮南采煤沉陷积水资源综合利用提供了依据.