固体充填开采地表沉陷规律数值模拟

固体充填开采是近年来发展的一种较好的绿色开采技术,在国内获得初步应用,但实测资料较少。结合一个试采工作面,采用FLAC3D数值模拟手段,对固体充填开采不同充填率及充填体不同弹性模量条件下地表下沉规律进行研究。研究表明,随着充填率从100%减小到50%,地表下沉最大值从312 mm增加到907 mm,充填率对地表下沉的影响很大,在选择充填开采的时候,保证充填接顶对防止地表变形过大很有帮助。随着充填体弹性模量从0.24 GPa增大到24 GPa,地表最大下沉值迅速减小,选择合理的充填体级配很重要,只要充填体达到抗变形能力即可。     

充填开采控制地表沉陷影响因素分析

根据地表沉陷的机理,通过理论分析研究充填开采覆岩破坏特征,得到影响充填开采控制地表沉陷的下沉量、压缩量、岩性三个方面主要因素。并针对充填开采时影响开采沉陷的主要因素,可采取相应措施对其控制,以减小这些因素的影响取得了良好的效果。     

固体充填开采沉陷控制影响因素数值模拟研究

为了分析固体充填开采不同充填因素对地表沉陷的影响规律,以某煤矿地质采矿条件为基本背景,采用FLAC3D数值模拟,对固体充填开采不同充填条件下地表沉陷规律进行了模拟研究。研究结果表明:当充填率增加,地表移动迅速降低,其移动极值近似于线性关系减小;随着充填体刚度的增大,地表移动变形逐渐降低,其降低的幅度随充填材料刚度的增大而逐步趋于平缓;地表移动极值对充填体弹性模量的敏感度随充填率的增加而增大;固体充填开采中充实率与地表移动极值之间满足线性变化规律。     

充填开采引起地表沉陷的影响因素探讨

针对煤矿膏体充填开采,就其引起的地表沉陷影响因素进行探讨,通过数值模拟和实践分析总结出影响因素可从三个方面考虑,即下沉量因素、压缩量因素和岩性因素.其中充填前顶板下沉量、充填体欠接顶量和充填体压缩量是三个主要影响因素,此外,特定地质条件下应考虑关键层和厚表土层的影响因素.     

重复开采地表沉陷数值模拟分析

运用FLAC3D和概率积分法对山东某煤矿工作面开采后的地表沉陷进行预测,与实地观测结果进行对比分析,预计结果比较接近,但是数值模拟能够不受岩移参数的限制,又可以有效的减少边界效应,简单易行,有利于矿区安全生产.     

急倾斜煤层开采对地表沉陷影响的数值模拟

针对急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC),对不同开采方案所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的相关参数．结果表明：煤层开采对地表沉陷的影响有一个发展变化的过程,呈现出较为明显的阶段性,在开采影响剧烈区内应该加强对重点部位的加固与维护;综合比较4个开采方案,煤层区段间正台阶顺序开采较为有利,地表构筑物受采动损害小,区段间相互影响小,有利于巷道布置。     

置换开采中地表沉陷主控因素数值模拟分析

为确定置换开采中,影响地表下沉的主控因素,在简要分析其减沉机理的基础上,采用数值模拟方法进行试验并运用二次多项式逐步回归分析对隔离煤柱、一次开挖宽度、二次条采宽度、充填率、充填体强度等影响地表下沉的主要因素进行综合分析。结果表明,在置换开采中隔离煤柱对地表下沉起主要作用,同时得到地表下沉值的回归预测方程,与实测数值进行对比,该方程误差仅为6%,可信度高。     

深部开采地表沉陷特征的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加，深部岩体的力学行为在赋存状态改变的情形下趋于复杂，深部开采引起的地表沉陷不同于浅部．数值模拟与现场实测结果表明：当采宽一定时，深部开采中的地面各项移动变形值均小于浅部，对覆岩局部和地面起控制作用的关键层增多，影响了深部开采中的地表沉陷．深部的煤岩体在高地应力状态下受采后高附加应力的影响，远离工作面的煤柱均出现不同程度的压缩变形现象，煤岩柱整体压缩变形是深部开采地表沉陷的特殊组成部分，导致了、深部开采引起的地面影响范围及岩层内部移动边界线都大于浅部，这对深部开采岩层移动角参数有很大影响．     

深部开采地表沉陷特征的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加,深部岩体的力学行为在赋存状态改变的情形下趋于复杂,深部开采引起的地表沉陷不同于浅部.数值模拟与现场实测结果表明当采宽一定时,深部开采中的地面各项移动变形值均小于浅部,对覆岩局部和地面起控制作用的关键层增多,影响了深部开采中的地表沉陷.深部的煤岩体在高地应力状态下受采后高附加应力的影响,远离工作面的煤柱均出现不同程度的压缩变形现象,煤岩柱整体压缩变形是深部开采地表沉陷的特殊组成部分,导致了深部开采引起的地面影响范围及岩层内部移动边界线都大于浅部,这对深部开采岩层移动角参数有很大影响.     

厚松散层下条带充填开采沉陷影响因素的数值模拟分析

为了研究厚松散层下条带开采中充填率、松散层厚度、充填体强度及关键层厚度对地表沉陷的影响规律,运用FLAC3D三维数值模拟方法,分别改变上述4个因素模拟研究地表移动变形情况,探讨了以上4个因素对地表最大下沉值的影响规律。研究表明,随着充填率的增加,主断面地表移动变形的下沉值逐渐减小;随着松散层厚度增加,地表移动变形的下沉值先减小后增大;当关键层厚度在一定范围内(40~85m),随着关键层厚度的增加,地表移动变形的下沉值逐渐减小;当关键层厚度超过85m时,地表移动变形的下沉最大值由减小趋势变为增大趋势。     

充填开采控制地表沉陷试验研究与数值分析

以新阳煤矿10203工作面为工程背景,运用相似材料模拟试验,分析了跨落法开采、充填率80%和充填率90%充填开采时地表沉陷规律。运用数值分析的方法,分析了不同等效采高与地表沉陷值、地表下沉系数之间的关系。研究结果表明:充填开采地表沉陷最大值明显小于跨落法开采,充填率分别为80%和90%时,10203工作面地表沉陷最大值分别为112 mm和48 mm;地表下沉系数与等效采高之间满足指数函数关系,基于此建立了充填开采地表沉陷最大值预测模型。     

急倾斜多煤层开采地表沉陷数值模拟

为了研究急倾斜煤层开采对地表的影响,对江西省天河矿区急倾斜多煤层开采方式进行了分析;采用连续介质力学分析软件FLAC3D,对急倾斜多煤层不同开采方案对地表变形的影响进行了数值模拟。通过对模拟数据的分析研究,得到了急倾斜煤层开采地表沉陷变形的特点是向顶板方向非对称性的,并得出结论:煤层分区段均匀开采对地表的影响较小。     

部分充填开采发展及对地表沉陷的影响分析

从国家煤炭形势发展及新环境下绿色开采的要求等方面阐述了发展部分充填开采的重要意义,对常见充填体充填材料的优缺点进行了介绍,在此基础上对发展部分充填开采需要解决的相关问题进行了探讨。发展长壁工作面条带充填开采对于提高煤炭生产效率具有重要意义。     

急倾斜矿体分步充填开采对地表沉陷的影响

为了研究金川镍矿急倾斜矿体利用充填法开采出现的地面沉陷问题,基于三矿区多期地表岩移GPS监测数据,阐明了F17以东地下开采引起地表岩体移动的总体显现特征,在此基础上,分析了出矿量和地表沉陷盆地体积之间的关系,运用ADINA软件,对不同充填开采条件下围岩应力场、位移场变化特征进行了探讨.研究结果表明:三矿区地表沉陷盆地正在形成,其几何形态明显受到控矿断层的控制;当矿体几何形态和采矿方式较稳定时,地表沉陷盆地体积(T)和矿山出矿量(Q)在一定时段内具有一定的相关关系;影响地表沉陷的主要因素是从开采进路形成至充填阶段的围岩收敛变形和间柱的采断;多进路开采较单进路开采条件下的地表沉陷量大.     

超高水充填开采地表沉陷分析

超高水充填开采是近年来发展迅速的绿色开采技术,但对其引起的地表沉陷及预计参数的确定仅有较少的研究。通过建立地表岩移观测站,及时准确获取观测资料,对观测结果进行了分析计算。通过实测数据与预计数值的拟合,获得了某矿超高水充填综采基于概率积分法的岩移预计参数,并对导致地表产生明显移动和变形的影响因素进行了探讨。     

条带充填开采沉陷影响因素分析

针对条带开采采出率较低、全采全充成本较高的问题,提出了一种条带开采与充填开采相结合的网状带式充填开采方法.以某矿工作面地质条件为工程背景,确定合理的工艺参数后进行了数值模拟分析.研究结果表明,在采区内煤炭资源实现全采的条件下,地表变形量也小于建筑物Ⅰ级损坏等级指标,并给出合理的采留宽及临界采留宽;且通过数值模拟分析,得...     

充填开采控制地表沉陷的关键因素分析

充填开采是控制地表沉陷的有效技术手段之一.为了提高充填开采的地表沉陷控制效果,采用理论分析和数值计算研究方法,对采空区全部充填法的地表下沉系数进行了预计,分析了充填开采控制地表沉陷的各影响因素.研究表明:充填前顶底板移近量、充填体欠接顶量和充填体压缩量是造成地表下沉三个关键因素,提高充填体的接顶率是减小充填开采地表下沉系数的最有效途径,提高充填体强度可以在一定程度上提高对地表下沉的控制效果.     

条带开采中上覆岩层岩性对地表沉陷影响的数值模拟研究

对水平煤层条带开采进行了二维有限元数值模拟研究,分析了条带开采中上覆岩层的岩性变化对地表沉陷的影响,找到了条带开采中上覆岩层的软硬对地表沉陷影响的一些规律。     

条带开采中采出率对地表沉陷影响的数值模拟研究

对水平煤层条带开采进行了二维有限元数值模拟研究,分析了条带开采中采出率的变化对地表沉陷的影响,提出了条带开采中比较适合的采出率,为工程实践提供了依据。     

充填开采地表移动变形规律数值模拟分析

为了研究充填开采地表移动变形规律,简要介绍了地下开采引起的地表移动和变形5项指标对地表建筑物影响情况,分析了5项指标之间的内在联系和对地表建筑物造成破坏的直接原因,引入了地表“下沉梯度”和“水平移动梯度”的概念,从而对充填开采提出了新的评价指标和要求,在减缓地表下沉量和水平移动量的基础上,需要重点关注对梯度的控制情况。针对新阳矿十采区10203充填开采工作面现场条件建立FLAC3D数值模型,对比分析充填法和垮落法开采的地表移动梯度变化规律。研究表明:充填开采减小了地表下沉量和水平移动量,显著降低了地表下沉梯度和水平移动梯度,地表趋近于均匀下沉和连续变形,能够有效地保证地表建筑物的安全。