急倾斜矿体充填法回采的FLAC~（3D）模拟

针对四川省宁南县银厂沟矿和骑骡沟矿开采,采用三维有限差分程序FLAC3D法,建立了两种不同水平回采厚度的上向分层充填法开采的数值模拟模型,研究了采场上覆岩层的稳定性.研究表明:矿体厚度对采场的稳定性起着决定性作用;适当地选择采空区的暴露面积是控制采场围岩灾变的有效途径;三维有限差分法能较好地模拟上向分层充填法的开采动态,模拟结果也为类似条件下矿山的开发提供了重要的参考.     

急倾斜厚大矿体矿房阶段爆破技术

针对司家营南区大规模落矿的安全性问题,提出阶段凿岩侧向爆破方案.该方案包括利用上向扇形炮孔爆破形成堑沟,下向垂直深孔爆破侧向崩矿,具有工程量小、机械化程度高、管理简单等优点.利用FLAC3D研究阶段爆破技术,对塑性区、监测点振速和应力场的动态模拟计算验证了大规模爆破起爆顺序的合理性和减震性,以及爆破对围岩或充填体的非破坏性.同时,研究VCR法开掘切割天井技术,采取中心与交错正菱形布设炮孔,孔间分5段起爆,保证了阶段爆破自由空间的形成.     

倾斜矿体上向分层充填采场稳定性边界元分析

采用模拟开挖步骤并考虑充填体自重的非均质边界元计算法分析了倾斜矿体上向分层充填采场在开挖充填过程中的稳定性问题．采用的方法和所得结论对类似康家湾矿区４号矿体开采条件的矿山具有参考价值．     

基于ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟厚大矿体开采方案与采场稳定性研究

针对淮南某厚大铁矿-500 m中段采场回采,应用FLAC3D建模并进行开挖模拟.对不同开采方案中采场稳定性进行研究分析表明:采场开挖后,在采场四周角落处应力集中最大,易产生剪切破坏,在顶板中央发生位移变形最大,采场顶板容易垮塌;采场长宽为30 m×30 m时,采用两矿房或三矿房同时回采,采场保持稳定,最大应力集中系数为1.5,矿岩自身强度满足自稳要求;采场长宽为40 m×40 m,三矿房同时回采时,由于采空区暴露面积过大,集中系数达1.7,顶板受拉且充填体受压发生剪切破坏,矿岩不足以维持自稳状态.在大规模开采条件下,最终选定采场参数30 m×30 m三矿房同时回采为矿山开采方案.     

基于FLAC3D金川二矿区双中段充填法开采回采顺序研究

金川二矿区双中段开采属于高地应力下开采,面临水平矿柱、大体积回填体失稳等诸多风险,为了保证金川矿区生产安全,该文针对金川二矿区中双中段开采稳定性问题,以金川二矿区1 000 m中段与850 m中段同时开采为研究对象,建立矿体三维模型,采用数值模拟方法进行回采顺序优选,设置三种对照方案,分别为:从左到右依次开采、从两边到...     

基于层次分析法采场稳定性评价及FLAC3D模拟验证

影响采场稳定性的因素具有随机性、模糊性的特点,通过对各评价指标的定量分析,建立了采场稳定性综合评价模型,基于层次分析法(AHP)确定了采场指标权重,对采场稳定性进行了定量评价.运用FLAC3D对峄城区石膏矿采场受到开挖﹑流变﹑爆破扰动等因素影响的情况进行数值模拟,验证影响采场稳定性的因素所起作用的取值是否合理,经验证,基于层次分析法计算采场稳定性的指标权重合理可行.     

急倾斜煤层伪斜开采围岩变形规律数值模拟

应用三雄有限差分软件FLAC3D模拟伪斜开采,结合理论分析,揭示了基本顶和直接底的移动变形规律.结果表明,基本顶变形在伪斜方向上存在明显差异,上段持续时间长,速率增加快,破坏高度高,范围扩展到回风平巷外侧,下沉垮落区最终呈非对称拱形,拱顶约位于工作面中上段正上方;直接底在工作面处各分段处于底鼓不同阶段,下段开采压力集中释放,底鼓速率快速增长且稳定在较高数值,对底板破坏严重.以上原因在于矸石沿伪斜滚落堆积形成充填带,对工作面下段围岩变形起到抑制作用,而上段顶板在开采过程中悬露空间不断加大,膨胀卸压不受约束.     

降雨条件下急倾斜煤层开采的仿真分析

基于多孔介质流体力学、高等土力学等理论,考虑降雨对急倾斜煤层开采的影响,建立降雨条件下急倾斜煤层开采的流固耦合模型,采用FLAC3D有限差分软件进行数值模拟。通过数值模拟,对降雨条件下急倾斜煤层顶底板附近雨水渗流以及产生的围岩变形进行深入分析,得出不同开采时步下围岩的位移情况,通过与未降雨时围岩变形的对比,得出降雨入渗导致围岩变形加剧的结论。在此基础上,提出了降雨条件下近地表急倾斜煤层围岩在开采过程中的变形情况,为安全开采与防护提供了理论基础和定理依据。     

急倾斜破碎中厚矿体诱导冒落法进路位置实验研究

针对急倾斜破碎中厚矿体,依据沿脉进路诱导冒落法开采方案,通过物理模拟实验,采用回收率、贫化率数量指标和经济指标综合分析方法,研究了沿脉回采进路位置与矿体倾角的关系.实验结果表明:采用上、下分段沿脉进路同时处于最佳位置时的布置方式,回收指标较好;矿体倾角不同,进路至下盘距离与矿体厚度的比值对回收率、贫化率的影响程度不同;回采进路所处的最佳位置随矿体倾角的减小逐渐向矿体下盘移动;当矿体倾角小于75°时,不适合应用该方案.结合实验结果与开采条件,确定了最佳回采进路位置,为同类矿山提供借鉴.     

急倾斜破碎矿体采矿方法改进与顶板再造设计

 用沙坝矿急倾斜破碎矿体属于难采矿体。由于矿体破碎,脉内凿岩巷道难以进行支护,作业环境安全性差。对急倾斜破碎矿体现场条件进行调查研究后,在原预护顶分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法基础上加以改进,采用再造顶板下向分段交错充填法。该方法在分段上部再造1个钢筋混凝土顶板;且上下分段矿房矿柱交错布置,可对上部矿体起到部分支撑作用,有效防止了上部破碎矿体垮落,工人可在顶板护顶下进行安全高效作业;由于分段高度增加,凿岩效率得到进一步提高,采场生产能力并未由于顶板再造工序的增加而降低,可满足矿山生产需求。     

基于声波法和FLAC3D的矿井底板采动破坏特征研究

利用声波法对华北地区某典型岩溶水害矿井的4707工作面煤层底板不同深度、不同位置的声波波速进行探测,获得了随工作面推进时的波速变化曲线。结果表明:垂深3.9～12.1m之间的声速曲线出现较大的波动,在钻孔距工作面距离15～5m时声波波速迅速升高,在6～5m处达到最大值,工作面推过钻孔后,波速不断降低。垂深13m以上,声波曲线趋于稳定,说明已不在破坏范围内。声速法判断底板最大破坏深度为12.1m。结合FLAC3D软件,利用4707工作面的实际地质资料数值模拟煤层底板采动破坏过程,得出了煤层底板采动破坏特征:底板破坏区沿采空区四周和底板向下扩散呈现出喇叭形,随工作面的不断推进,破坏区也不断前移。     

顶管工作井围护开挖过程的FLAC3D模拟

针对典型的圆形顶管工作井,采用三维有限差分程序FLAC3D法,建立了数值模拟模型,研究了圆形顶管工作井分步开挖引起的土体水平位移及水平应力变化,以及围护结构所受水平应力的分布特征.研究表明:圆形工作井井壁从地面向下6 m范围内的土体发生了圆弧滑移破坏,最大位移发生于工作井从地面向下8～12 m 的范围内,最终形成中间大,两端小的形状;井壁土体水平应力随开挖深度变化较小,围护结构所受水平应力较小,有效地发挥了其功效;三维有限差分法能较好地模拟顶管工作井的施工动态,模拟结果也为类似工程地质条件下圆形顶管工作井的施工提供了重要的参考.     

基于HYPERMESH复杂地质体的FLAC3D实体建模

FLAC3D采用显式有限差分法求解微分方程,在土木工程领域数值分析中具有明显的优越性,但FLAC3D在复杂三维地质模型建立方面存在不足．结合AUTOCAD和HYPERMESH软件构建复杂地质模型,充分利用HYPERMESH在划分网格、提高网格质量和连续性检查等优点进行前处理．采用FORTRAN语言编写的HYPERMESH—TO—FLAC3D接口程序把建立的复杂模型导入至FLAC3D进行分析计算,从而实现用FI。AC3D解决问题时快速精准的建模目的．通过乌东德水电站地下洞室群三维建模实例检验了该方法的可行性和有效性,结果表明：基于HY—PERMESH软件建立复杂三维地质模型,并将其导入FLAC3D,结果令人满意,提高了建模效率,说明该方法在FLAC3D复杂模型建立方面具有一定的参考实用价值．     

FLAC3D模拟采动岩体渗流规律

为从根本上研究煤层开采工程中因顶板冒落、放顶垮落造成的顶板突水通道的变化规律,首次运用FLAC3D数值软件的应力-渗流耦合系统,结合工程实践,系统分析了采动岩体的渗流矢量、渗流速度、孔隙压力及导水边界线动态发展的普遍规律和分布特征,进行了顶板突水危险区域的识别,得出了一些对防治采场顶板突水有益的结论,可为煤矿顶板突水防治提供理论依据.数值模拟结果表明采动岩体渗流通道的发展明显受煤层开采的影响,且当主关键层破断时,采场最易发生顶板突水事故.在此基础上,将采场的渗流动态变化特征与采动岩体的破断、运动规律结合分析,给出了采场顶板破断及破断岩块再组合压实过程中渗流裂隙的扩展、闭合普遍演化过程.如果水源有限且现有设备能及时排除水患,当煤层采完后,采动岩体能重新压实闭合失去导水性能,地下水位能逐步恢复,即保护第四系及地表水的采煤技术可以实现.同时证明FLAC3D的应力-渗流耦合系统能预测并预算采动岩体裂隙产生、发展、闭合及相关危害性的可靠的数值定量分析软件,可作为一个新方法在顶板突水防治和保水采煤技术中应用.图5,表1,参11.     

大安山煤矿急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法优化研究

 为了提高急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法的开采效率,结合大安山煤矿开采实践对急倾斜煤层柔性掩护支架采煤法进行了优化研究。通过分析大安山煤矿柔性掩护支架采煤法“台炮工艺”的开采特点及其适应性,提出了大安山煤矿柔性掩护支架采煤法的优化方案。方案主要从柔性掩护支架采煤法的巷道布置和爆破工艺2方面进行了优化。将柔性掩护支架采煤法回采巷道的伪斜角从23°增加到28°,将柔性掩护支架采煤法的“台炮爆破工艺”设计为“排炮爆破工艺”。优化后的柔性掩护支架采煤法减少了斜坡掘进工程量,增加了斜坡及工作面煤炭的自溜能力,提高了工作面的爆破效率和开采效率。     

三维GIS中的八叉树模型可视化研究 --以矿体信息为例

可视化是地理信息系统的重要功能,它是直接观测空间数据的主要手段。此次研究工作以矿体信息为例,根据八叉树编码规律及其自然消隐特性,不必再对体元素进行排序、检索,从而简化了隐藏面的消除,实现了真三维体空间的表达,编制了具有三维可视化功能的GIS模型软件包。     

极限平衡法与FLAC~(3D)在露天矿边坡稳定分析中的应用

露天矿边坡的治理是矿山开采过程中的重点难题.根据某露天铜矿采场边坡的实际问题,采用极限平衡和FLAC3D数值模拟软件对该矿设计边坡的稳定性进行了分析研究,给出了优化方案,为露天矿边坡稳定性研究提供了经验.     

基于GTP的断层三维交互建模方法

在总结分析现有断层建模方法的基础上,提出一种基于广义三棱柱(GTP)的断层三维交互建模方法(岩柱体分区RPBP建模法).该方法以钻孔数据为建模主体数据源,主要步骤包括:根据钻孔孔口数据点与断层露头约束,按约束Delaunay法则生成地表不规则三角网(CD-TIN);判断地质体内断层的类型及断层构模的优先级顺序,建立岩柱体界限三角形;以界限三角形为依据建立断层实体模型.软件实验表明,该方法能便捷可靠地实现包括正、逆断层及其相互切割的各类复杂断层系的三维交互建模.     

三维人体建模技术探讨

对当今广为应用的线框模型、体模型和曲面模型等传统的三维人体建模方法进行了研究和分析 ,并探讨了基于物理特性的人体建模技术