多中段回采采空区稳定性数值模拟研究

某金属矿山开采已到晚期,结合矿山的工程实际情况,利用三维有限元数值模拟软件3D-ó对上部多中段回采之后形成的采空区进行了数值模拟,通过对采空区的安全率、应力、位移进行分析,旨在通过判别该矿回采后形成的大量采空区的稳定性,对矿山后期残矿回收具有重要的指导意义.     

采空区建筑地基稳定性评价研究

以东方龙泉建筑工程为例，基于刚体极限平衡原理。采用力学分析方法确定了建筑荷载作用下采空区上覆岩层的临界厚度．同时。由现场勘察和地质资料，建立了采空区场地的工程地质模型和三维数值模型，应用FLACm揭示了采空区场地在自重场下和建筑荷载作用下的三维应力场、位移场和破坏场的变化特征。分析了地表残余变形倾斜值、最大水平位移及曲率等，对采空区场地地基进行了稳定性评价。得出谊场区在建筑物荷载作用下采空区地基处于稳定性状态．该评价方法对类似工程有重要指导意义和借鉴价值．图6，表1，参7．     

三昌采石场复杂采空区群稳定性数值模拟研究

三昌采石场采空区具有规模大、数量多、空间关系复杂等特点,急需开展复杂采空区群稳定性课题的研究.在对采空区群及其开采环境现场调研的基础上,进行了现场点荷载试验与室内单轴抗拉、抗压强度实验,获得岩体力学参数.采用三维有限元方法对三昌采石场进行数值模拟,模拟结果表明:三昌采石场采空区稳定性偏低,部分空区顶板出现拉应力集中,有可能出现顶板冒落.根据分析结果,提出了相应安全对策,为矿山的安全生产起到指导作用.     

基于实测的复杂采空区稳定性分析

结合某铁矿采空区的实际情况,采用空区三维激光探测系统对采空区进行了探测,准确掌握了采空区的三维形态和空间位置,为采空区稳定性数值模拟分析奠定了基础.并运用3DMine软件建立采空区三维模型和矿区地学三维模型,提出采用数据转换的耦合模式将3DMine与Flac3D耦合构建数值计算模型进行数值模拟计算,根据模拟计算结果对采空区的围岩稳定性进行了分析,结果表明,矿体被开挖以后,由于围岩应力重分布,空区顶板及侧壁围岩处于较明显的拉应力状态,空区围岩位移以顶板Z向位移为主,矿柱侧向位移不明显,但空区围岩的塑性分布范围较广,主要集中在空区的顶板及底板,而矿柱顶部的塑性分布将会导致矿柱塑性变形失稳,对所测采空区的稳定性产生很大的影响.     

红岭多金属矿复杂采空区稳定性

为确保矿山的正常安全生产和经济效益,以红岭多金属矿复杂采空区为例,针对遗留的大量采空区问题,进行稳定性研究。在现场监测数据基础上,通过数值模拟及K.B.鲁别涅依他公式法分别研究了空区间柱、顶板和上下盘围岩的稳定性,并与现场实际情况做对比分析。结果表明：将现场调查结果、数值模拟方法及经验公式分析方法相结合,对空区稳定性进行综合评判,全面地获得复杂采空区的稳定性情况以及潜在破坏区域,可更有效地指导工程实践,研究结果可为下一步矿山安全回采提供依据。     

云南某金属矿山地下采空区稳定性分析

阐述了金属矿山井下采空区的特点,通过对采空区的现场调查,用FLAC-3D软件模拟某铁矿坑内矿房回采后的采空区应力分布情况及影响．根据模拟结果分析,得出采空区的稳定性状况属于暂时稳定的结论,并预测了采空区的发展状况,为保证矿山的安全生产和采空区的治理提供科学的依据．     

滑坡稳定性三维数值模拟分析

滑坡作为地过表层的三维地质体,应最大程度逼近实际边界条件评价其稳定状态,同时,由于滑坡不同部位结构构造存在差异,应用不同的稳定系数评价其不同部位的稳定状态。在滑坡稳定性分析方法研究现状对比分析的基础上,介绍一种简易实用而精度又较高的滑坡稳定性三维数值模拟分析方法,正是为达到此目标的一种探索,分析结果与已有研究成果基本一致,证明这种分析方法具有一定的可信性和优越性。     

采空区赋存状态对邻域边坡稳定性的影响分析

为分析采空区赋存状态对边坡稳定性的影响,针对云南省镇雄县头屯村因煤矿地下采空区引起滑坡的实际案例,结合正交试验设计和MIDAS GTS/NX数值模型,基于敏感性分析思想,分析边坡应力场、位移场及其有效塑性区分布规律,研究采空区采深、采空区高度、采空区跨度和采空区距离边坡的水平距离4个因素3种水平的影响敏感性。研究表明：采空区采深因素是影响采空区稳定的重要因素,其次是采空区距边坡的水平距离、采空区跨度,影响最小的是采空区的高度因素。依据采空区形态及赋存状态要素的权重大小,利用多元线性回归方程,得出采空区对邻域边坡影响的极限状态方程,该研究成果可为矿山边坡稳定性分析及煤矿安全开采提供借鉴。     

煤矿采空区地面场地稳定性三维数值模拟

应用MIDAS GTS NX软件建立采空区及覆岩三维数值模型,模拟煤矿开采及结束后采空区覆岩应力和位移分布,结合监测数据确定采空区地面场地的现状稳定性;然后在采空区地表施加拟建公路特大桥梁荷载,分析施加荷载后采空区覆岩的应力和位移变化,进一步分析采空区地面场地的稳定性,为在采空区地面的工程活动提供技术支持,降低工程建设成本。     

卸压钻孔数值模拟研究

为了解决煤矿生产和技术管理中的冲击地压问题,通过RFPA软件分析了在不同煤层强度、不同垂压情况下开孔,对钻孔破坏半径的影响,通过理论分析和回归分析得出了钻孔破坏半径与煤层强度、煤层压力(垂压)和钻孔直径之间的关系,计算结果对于钻孔卸压防治冲击地压有重要的理论指导意义.     

分层开采采空区下大断面切眼支护

针对采空区下大断面切眼掘进围岩变形规律及控制问题,采用FLAC数值模拟对设计支护方案进行分析,并通过工程应用及现场实测验证支护方案的合理性.结果 表明:采用锚网索+金属棚+单体支柱联合支护有效降低顶板位移,以中部单体支柱为界形成一大一小两个下沉区域;支护后应力重新分布,前后表面形成鲜明对比,前表面卸压区分为一大一小半椭圆形,后表面应力分布状态与无支护条件基本一致;支护前后减沉率最大达到38.73％;现场应用监测顶板最大下沉值为12 mm,两帮移近量最大为6 mm.围岩控制效果良好,不仅为后续工作面开采提供参考依据,也为中外类似条件煤炭资源的回收利用提供良好借鉴.     

高等级公路下煤矿采空区注浆处治效果分析

大量的实践证明,煤矿采空区残余变形期长达几年甚至几十年,其残余移动变形会对高等级公路的正常运营产生影响。目前对高速公路下的采空区的处治方法一般为钻孔注浆,但是如何有效地判断注浆的效果,目前还没有一个统一的标准和具体的方法。文中结合采空区的具体特征和注浆的数据资料,通过对山西某高等公路下煤矿采空区处治过程中的注浆实践分析研究,提出通过计算采空区未密实等效高度和注浆量等效高度可以对采空区治理的效果进行分析评价。     

穿越采空区桥隧工程危害效应分析及对策

青岛-银川高速公路的康家沟大桥与庙梁隧道下伏康家沟煤矿采空区,为确保桥隧工程的安全,基于MIDAS/GTS有限元程序构建了FLAC3D三维计算模型,对分期采矿形成地下采空区进行注浆处治,对桥隧工程施工过程中地表变形响应、隧道初衬结构、桥梁和墩台的变形及受力特征等进行数值模拟分析,揭示了不同工况条件下的地表变形程度,确定了地表沉陷盆地特征,对隧道初衬结构和桥梁墩台进行了变形和受力关键部位的预测分析,并提出了有效工程对策.研究成果对指导类似桥隧工程设计和施工有重要指导意义.     

急倾斜煤层采空区结构特征GPR探测

急倾斜煤岩体结构和地质缺陷具有隐蔽性。历史性无序开采形成的采空区分布的不规则性严重影响安全开采。以神新小红沟煤矿急倾斜煤层开采区域空区分布规律预测与参数确定为目标。通过理论分析、GPR地面与地下立体联合探测,分析了+522水平B3和B6开采扰动范围内采空区结构特征。+522水平距五一煤矿巷道垂直距离约为35.0～35.5 m.B3巷1 214～1 232m范围内空区覆岩破坏严重,多处出现破碎区。空区下部近似椭圆,上部似半椭球体结构,且空区已联通。1 232～1 250 m范围空区及覆岩破坏严重,局部区域积水量大,为现场开采设计与灾害防治提供科学依据。     

采空区动力灾害监测的非平衡信号的子波变换分析

子波变换分析对大采空区动力灾害声发射监测的信号特征分析有很大的优势,本文尝试将子波变换技术应用在采空区动力学破坏监测的非稳态信号分析中.基于现场的工程分析与评价,结合统计力学的理论,对大采空区围岩非稳态破坏位置进行了统计推断以及对断裂位置正确定位.这为工程信号中奇异点的探测与识别和矿山采空区动力灾害声发射监测信号识别提供先进、可行的测试手段.     

矿山测量技术创新与采空区稳定性数字化过程监控

矿山测量是一门技术科学,应用领域十分广泛,涉及到矿山生产的各个阶段,应用于矿区生产与管理的各个环节,而且实践中的新问题总在不断产生,并要求有效的解决办法,如何在已有的软硬件设施的基础上,通过技术的改革和发展科学并高效地解决出现的问题,就要求进行技术创新.本文借鉴近几年对采空区动力破坏过程监测与预报研究和矿山应用事例以及一些重要因素的分析,阐述矿山测量技术创新以及采空区动力灾害过程监控的数字化理念.     

常村煤矿2106综放面采空区"三带"规律及自燃危险性研究

采空区"三带"分布及变化规律的研究,是综放面自燃预测的基础.通过对常村矿2106综放面的综合观测,得到采空区气体、温度的分布及其在工作面推进过程中的动态变化.根据观测数据及所采煤层自燃的极限参数和工作面的开采条件等,确定了采空区"三带"的范围,并结合常村矿煤的自然发火期,确定了工作面不发生自燃的最小推进度,据此可以对综放面采空区自燃危险性进行预测.图4,表1,参10.     

牛湖山大断面公路隧道稳定性数值分析

牛湖山隧道位于惠深高速公路，为双向六车道分离式隧道，设计拟定开挖方式为双侧壁导坑．为了验证设计的开挖方式是否合理可行，选取隧道右线洞口段一典型横断面，运用FLAC2D建立数值计算模型，分析了隧道开挖且支护后最终的围岩位移、应力以及初期支护内力，确定了双侧壁导坑是适合该类地质条件下大断面隧道的开挖施工方法，为以后类似的大跨度隧道的设计和施工提供了参考．     

大柳塔煤矿采空区动力失稳机理

为了揭示大柳塔煤矿采空区动力失稳机理,保证生产安全,采用现场调查、实验室试验和理论分析相结合的方法,对大柳塔煤矿开采过程中出现的大范围垮落动力失稳现象进行了系统研究.首先基于1-2煤的赋存环境与地层构造调查与分析,利用偏光显微镜、X射线衍射仪以及声发射仪等,对1-2煤地层的岩性组分显微结构特征、物理、力学性质及变形特征、煤岩微观与宏观断裂特征进行了综合实验;然后定性分析了在重力和冲击载荷作用下的采空区动力失稳规律与机理.研究结果为6 m厚煤层一次采全厚形成的大尺度采空区大范围失稳的预报与最终安全控制提供了定性和定量化依据.     

猎德大桥防撞设施正向碰撞动力性能的数值仿真分析

根据显式瞬态非线性有限元分析技术,考虑碰撞中的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性,用ANSYS／LS—DYNA软件建立了船与带有防撞设施的桥墩的有限元碰撞模型,并对碰撞过程进行了仿真计算．从整体上看,碰撞力是随着撞深的增加而增大．撞击船的碰撞动能基本上是被防撞设施以变形能的形式吸收,桥梁结构在吸收能量方面的作用很小．承台在碰撞中的损伤主要是由角钢的拉力对混凝土产生的高应力区引起的,其分布范围不大,持续时间很短,危害性很小．仿真结果反映了角钢支承钢管架防撞结构的基本性能,碰撞的整个时间历程得以全面的模拟实现,这是解析法和实验方法难以实现的．