精准三维激光探测结合可视化建模的采空区稳定性分析

精准地掌握复杂采空区的三维形态及其空间的相对位移,是进一步开展空区稳定性可靠分析的前提。以中核赣州某铀矿区为背景,利用BLSS-PE矿用三维激光扫描和测量系统, 对该采空区进行三维探测分析并对三维探测所得数据信息进行数字化处理转换,应用DIMINE建立采空区的三维空间模型,经过数字化处理后实现了与FLAC^3D模型的无缝耦合,从而形成了三维数值运算模式。研究结果表明： 818-2#采场在开挖后最大主应力增加且最大值出现在采空区顶底板,最小应力基本保持不变,上下盘虽出现拉应力,但低于围岩抗拉强度; 818-2#采场最大水平位移和最大垂直位移均较小,且随着采场的逐步回采采空区围岩出现塑性区,但面积较小。因此,空区整体上呈稳定状态。研究成果为矿山地压管理和综合治理提供了有力的依据。     

采空区公路下伏废弃立井混凝土球面盖帽力学性能研究

为了研究公路下伏废弃立井混凝土球面盖帽及其平面盖板力学性能,采用ANSYS建立其有限元模型,研究不同厚度盖板、不同矢跨比盖帽以及不同填土厚度下的盖板和盖帽的力学性能,研究结果表明：(1)混凝土平面盖板,随着盖板厚度的增大,第一主应力极值随之减小,盖板底部中心始终会存在拉应力;(2)混凝土球面盖帽,当矢跨比为2∶16、3∶16、4∶16、6∶16时,混凝土球面盖帽局部存在拉应力,当矢跨比为5∶16、7∶16、8∶16时,混凝土球面盖帽整体受压,均不存在拉应力;(3)随着土体厚度的增大,混凝土平面盖板的拉应力随之增大,混凝土球面盖帽最大主应力绝对值随着土体厚度的增大而增大;(4)厚度相同时,平面盖板第一主应力极值为拉应力,且大于球面盖帽。可见：由于盖板力学特征,其底部存在拉应力,从长期考虑,会产生微裂缝,进一步导致钢筋锈蚀,危害行车安全,球面盖帽合理调整矢跨比,整体受压,耐久性能好。     

煤矿采空区瓦斯抽采井钻井工艺研究

为了更加科学地对煤矿采空区煤层气（瓦斯）进行开采,通过对煤矿采空区瓦斯抽采井钻井、完井工艺进行优化研究,提出符合实际情况的三开井身结构、合理的钻（完）井工艺和施工设备优化配置方案;通过对比研究,选择适用于采空区瓦斯抽采井钻井各个阶段的循环介质;通过计算,选择符合实际的空气钻井最小注气量标准;通过对气体钻井井筒压力计算,给出了井筒环空和钻柱内气体压力和流速的变化规律;并将研究的部分成果应用于现场试验,获取了有益的施工经验,对类似穿越煤层采空区的钻井施工具有参考价值。     

回采工作面瓦斯涌出分布规律的研究

回采工作面瓦斯超限现象经常发生,给煤矿安全生产带来重大隐患.为了掌握回采工作面瓦斯涌出的状况及随时空的变化规律,寻找瓦斯富集地点,确保工作面安全生产.采用单元法原理对平煤新峰四矿12160工作面的瓦斯来源及构成进行了研究分析,得出了回采工作面瓦斯涌出的分布规律,为工作面防止瓦斯积聚及改变瓦斯运移通道等瓦斯治理提供必要的技术指导.     

复采工作面上覆松散煤矸运移规律实验研究

为研究受小窑破坏煤矿复采面上方存在煤柱、空巷、采空区交错排布,复采面上覆煤岩松散运移规律不清导致采出率低的问题.采用实验模拟的方法,模拟煤矸分界线、煤矸颗粒位移和煤柱垮落层的运移过程.研究结果表明:采空区、空巷影响煤矸分界线形态,上位顶煤损失较为严重.煤柱垮落层厚度与放出煤量、放煤时间及回采率具有相关性.研究结论推动了...     

基于三维离散元的地下采空区灌浆支护分析——以连云港新浦磷矿为例

地下采空区具有空间分布难以探明、治理难度大、对新建工程影响大等特点.为解决在工程建设初期对地下采空区的支护问题,通过收集连云港新浦磷矿地下采空区数据资料,运用ItascaD软件建立地下采空区三维地质模型,并通过三维离散元软件3 DEC计算分析,得出不同灌浆率下的地下采空区变形特征.计算结果表明:(1)从位移结果分析,支护效果与灌浆率呈正相关;(2)灌浆率在80％以上后,位移增加量不足1 cm,支护效果提高不明显;(3)从经济角度考虑,支护灌浆率为80％时最具经济效益.     

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响，以煤峪口矿为工程背景，通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区，采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法，研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明：区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育，采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略；对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值，并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征，认为煤柱-巷道错距10～15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验，取得了良好效果.