浅埋薄层岩盐溶腔稳定性的数值模拟计算

为了延长盐矿井的寿命，避免开采带来的地面沉陷，并合理利用形成的溶腔，必须探讨岩盐水溶开采过程中影响溶腔稳定性的因素，以便即时采取有效的防治措施。文章采用ADINA非线性有限元程序对薄层岩盐水溶溶解形成的溶腔稳定性进行了分析研究。结果表明，对薄层岩盐矿床而言，溶腔的稳定性随其高度的减小而显著增强，随跨度的增大而有减弱的趋势，倾角对溶腔的稳定性影响很小；圆柱形溶腔最为稳定，其次为倒锥形，组合模型为过渡形态；影响溶腔稳定性的因素由强到弱顺序为：溶腔高度，溶腔的几何形态，溶腔的跨度，岩盐层的倾角。     

关于地下岩盐溶腔利用的特性研究

岩盐的蠕变、卤水的热膨胀以及卤水的渗漏是影响地下岩盐溶腔长期演变过程的三个主要因素．综述了国外在这三个方面的研究现状，以及国外学者所得到的一些结论．由于我国对岩盐溶解机理、岩盐溶腔的利用以及岩盐溶腔长期演变特性的研究相对薄弱，提出了在地下岩盐溶腔利用的过程中的一些建议．     

岩盐溶腔覆岩移动规律的研究

用概率积分法研究了岩盐水溶开采引起的溶腔上覆岩层移动规律，得出了覆岩的移动表达式及溶腔中心点处覆岩的下沉及变形公式。其结果与模拟试验结果是一致的。     

岩盐溶腔渗透率研究的一些进展

岩盐溶腔由于其安全、经济的优势，在国外能源储备中得到了广泛的应用，岩盐的渗透率对溶腔的稳定性有着重要的影响，但由于岩盐是一种特殊的软岩，其渗透率的影响因素比较复杂，由于压力是影响岩盐渗透率的重要因素，目前，国内外对这方面进行了深入的研究，并取得了一些进展。     

薄煤层普采工作面顶板动态及其控制

依据现场实测结果和薄煤层普采工体面开采的实践,分析了薄煤层普采工体面顶板矿压显现规律,提出的薄煤层普采工作面顶板管理方法保证了碱场2下/东一、二回采工作面的安全开采。     

岩盐溶腔围岩应力分布规律的有限元分析

在有限元数值计算的基础上，分析了岸盐溶腔围岩地应力等值线图以及主应力随深度和水平方向的变化规律，探讨了溶腔顶板跨度、溶腔水压力以及岩盐层埋深等因素对岩盐溶腔围岩地应力分布的影响。研究认为，主应力一般将随深度的增大而增大；离岩盐溶腔的越近，岩盐溶腔对其周围地应力分布的影响程度也随之增大。随着顶板跨度的增加，在岩盐溶腔边界的地应力集中愈明显，且波及的范围愈大；随着溶腔内水压力的逐渐增大，岩盐溶腔围岩内的地应力集中逐渐削弱；随着岩盐层埋深的增大，岩盐溶腔围岩内地应力集中现象愈加明显，且其围岩内的地应力绝对值也将明显增大。     

岩盐储气库水溶建腔岩盐溶蚀模型研究

为了深入研究岩盐水溶机理及溶腔形状变化规律,在岩盐水溶物理机理研究的基础上,根据物质平衡原理和Fick第一扩散定律,导出了水溶造腔腔体边界变化的动边界方程,建立了完整的岩盐溶蚀数学模型.通过计算机数值求解方法,对岩盐溶腔过程进行了动态模拟研究.结果表明,该岩盐溶蚀数学模型能够有效的反映腔体形状的变化规律,指导储气库水溶建腔.     

夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响分析

为了研究夹层对岩盐储气库水溶建腔的影响,根据小挠度的薄板弯曲模型,建立岩盐地层中夹层的数学模型,通过对岩盐储气库水溶建腔进行动态模拟数值计算,分析夹层对岩盐储气库水溶建腔形态和建腔周期的影响规律,同时给出了夹层的强度较核和断裂极限长度的求解方法。研究结果表明,岩盐储气库应选择在夹层数量尽量少而薄的地层条件下建设,有利于腔体形态的控制,同时能够有效降低溶腔周期。     

岩盐椭球储气库应力解析及其稳定性分析

岩盐地下储气库根据成腔方式不同,储气库形状也有较大变化,但简化为细长旋转椭球体(短长轴比s)是合理的.假定岩盐体为无限大各向同性线弹性体,将旋转椭球岩盐储气库受力分解为两种受力状态:有内压的静水压力状态和无内压的非静水压力状态.利用弹性理论应力叠加原理,求得了在地应力场(垂直p,水平p0)和内压(pi)作用下储气库腔壁上关键点(顶点和赤道线上任意点)的应力精确解析解.对某岩盐储气库进行了数值模拟计算,数值计算结果与解析解较接近.分析了关键点应力随椭球腔形状、地应力和内压的变化规律,认为径向应力随内压比(pi/p)的增加而增加,几乎与轴比(s)无关;水平环向应力随内压比和轴比的增加而减小.结合已有试验资料,确定了盐岩广义Hoek-Brown破坏模型参数,并据此计算得到了储气库不出现破坏时的极限内压值范围,当s=0.9时极限内压较小.     

千米深井破碎顶板控制关键技术

采用"双端封堵测漏装置"探测了上行卸压开采时上覆岩层运动破坏的范围和裂隙扩展程度,同时采用RFPA数值分析软件对先行开采4层煤后对2层煤的卸压效果进行了预测;在此基础上综合考察了上位煤层的工作面顶板所处的应力环境和围岩稳定性;论述了采用上行卸压开采降低上位煤层工作面顶板应力的可行性;分析了2层煤条件下采用轻型综采支架的可行性并进行了支架选型;提出了工作面无矸石快速通过断层的新技术。上述技术方案的实施,彻底解决了深井破碎顶板的控制问题,实现了破碎顶板条件下工作面的安全、高效生产。     

锚杆支护巷道顶板稳定性潜力分析及应用

基于巷道支护中锚杆与顶板的复合作用和损伤机制分析，对锚固顶板稳定性潜力进行研究，实现了对加锚巷道顶板稳定性的定量描述。利用锚固潜力分析与数值模拟对具体巷道稳定性进行了评价，结果与实际吻合较好，该方法对类似巷道稳定性评价与巷道锚杆支护定量设计具有一定的参考价值。     

基于非线性破坏准则的隧道顶板稳定性分析

利用数值方法建立了隧道计算模型,采用Hoek-Brown准则描述隧道围岩破坏情况,通过厚度折减法,分析了Hoek-Brown准则情况下,隧道开挖的顶板稳定性.得出结论:①随着隧道跨度的增大,安全顶板厚度也逐渐增大,二者关系符合线性特征;②隧道围岩开挖后,大部分处于受压状态,仅在隧道正上方局部位置存在拉应力区域:随着隧道跨度的增大,顶部围岩所承受的拉应力逐渐增大;③跨度较小时.隧道顶板和边墙主要发生剪切破坏,破坏范围呈现以隧道为中心向外扩散的翼型形状;随着跨度的增大,此范围出现部分拉剪破坏区域.     

箭竹坪矿区主采煤层顶底板稳定性分析

本文通过收集和整理箭竹坪矿区资料的基础上，对矿区的地层、构造、顶底板岩性组合等方面进行了研究，并对整个矿区主采煤层顶底板的地质条件做简要分析。分析结果表明箭竹坪矿区主采煤层顶底板的稳定性差异比较大，其中煤层中的后期小构造和顶底板岩性被视为顶底板稳定性的主要控制因素。     

综采工作面破碎且沿走向上山的顶板控制技术

针对杜儿坪矿综采工作面破碎且沿走向上山的顶板,分析了顶板管理工艺,探讨了如何采用化学物质注浆固化破碎顶板.     

采动应力作用煤巷泥质复合顶板稳定性分析

 为研究采动应力作用软岩煤巷泥质复合顶板稳定态势,以高家梁矿20307工作面皮带煤巷为例,通过岩体微观结构特性分析和钻孔窥视仪对煤巷松动圈探测,确定泥质顶板煤巷为应力扩容膨胀型复合地质软岩,变形破坏力学机制为复合型Ⅰ_ABⅡ_BDⅢ_DA机制,提出锚网索带注的耦合支护对策机制,利用FLAC^3D对采用耦合支护对策后泥质复合顶板稳定性进行数值分析,采用现场监测煤巷变形的方法并将两者结果作对比分析。结果表明,软岩煤巷泥质复合顶板稳定性得到有效控制,验证了应力扩容膨胀复合型破坏机理的正确性和耦合支护对策的有效性,为相似地质条件软岩煤巷支护提供参考。     

直接顶循环垮落高度对其第一分层稳定性的影响

建立了冒落矸石与直接顶块体的相互作用力学模型，导出了不同高度的冒矸对不同直接顶块体的作用力公式。     

基于RST的海底采场顶板稳定性二级模糊评价方法

 为更加科学准确地评价海底采场顶板稳定性,提出一种基于粗糙集理论（RST）的采场顶板稳定性二级模糊评价方法。结合三山岛金矿海底开采实例,选取岩体抗压强度、岩石质量指标、节理平均间距、地下水状况、以及采场的深度、跨度、跨高比、周围扰动影响、顶板暴露面积、顶板最大暴露时间和支护措施等11项指标作为评价因子,采用连续分段函数和模糊语言变量隶属度取值表,分别确定连续性指标隶属度和离散型变量隶属度,并以12个采场为训练样本,采用粗糙集理论（RST）确定各指标权重,运用所建二级模糊评价模型,对12个采场样本逐一进行检验,正确率为100%;对-400m水平采场顶板稳定性进行评价,评价结果与该采场顶板的实际状况吻合,表明了该方法用于海底采场顶板稳定性评价的可行性。     

附加载荷作用下空区顶板稳定性分析

以齐大山铁矿为工程背景,利用FLAC3D软件和Mohr-Coulomb屈服准则,通过极限分析方法和数值模拟技术相结合,研究了在附加载荷的作用下,不同厚度的空区顶板的稳定性.计算结果表明:当顶板厚度小于5.5 m时,顶板的破坏以受拉伸破坏为主,破坏区呈"拱"形向围岩内发展,此时的安全系数和极限承载能力随顶板厚度的变化并不明显,近似呈线性关系;当厚度大于5.5 m后,顶板的安全系数和极限承载能力随顶板厚度增大而迅速增加,因而建议对于10 m跨度的空区,其顶板安全应不小于5.5 m.对岩体黏聚力、内摩擦角和抗拉强度同步进行折减得到破坏区与增量加载的计算结果相似,得到的安全系数要小于仅折减黏聚力和内摩...     

湘西金矿极不稳固顶板的稳定性控制研究

作者运用边界单元法分析了湘西金矿充填料矿体二次回采采场围岩中的应力，确定了采场顶板中拉应力区和免压拱的位置，首次提出了利用免压拱控制采场顶板稳定性的观点；以此为基础设计和实施了回采前采用长锚索预控顶，回采时采用锚杆、金属网和喷浆护顶，回采后采用尾砂胶结充填采空区的联合控顶方案．试验结果表明，这种控顶方案是非常有效的，可在同类极不稳固顶板的稳定性控制中推广应用．