大倾角煤层采场上覆岩层的运动与破坏

采用现场实测、相似模拟实验以及离散元模拟相结合的综合研究方法，对沿倾斜方向采场上覆岩层的运动与破坏进行了系统的研究．证实了剪切滑移区的存在，并按覆岩运动规律与破坏特征对围岩进行了分区．     

综采覆岩破坏离散元数值模拟分析

采用离散元数值模拟的方法研究煤层综放开采覆岩破坏规律,对数值模型的计算结果分析得出:通过提高综采支架支护阻力,可抑制工作面控顶区附近顶板采动裂隙发育高度,使其不波及松散含水层,从而实现高承压松散含水层下,提高上限安全开采目的,为高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理解放和回收防水煤柱内所呆滞的煤炭资源提供了理论基础。     

极薄煤层缓沉覆岩运动规律离散元模拟计算研究

极薄煤层的开采一直是个难题,由于极薄煤层顶板的运移量较小,往往不能够形成较大的结构,极薄煤层的顶板垮落过程一般符合缓沉运动规律。借助UDEC模拟软件,对缓沉覆岩运动规律进行模拟。基于离散单元法理论特点,UDEC特别适用于节理化岩体及其散体系统静、动态问题求解分析,为类似煤层条件开采的顶板控制提供指导性参考。     

回采巷道碎裂结构顶板锚杆支护离散元模拟分析

应用离散元数值模拟软件对碎裂结构顶板在无支护、锚杆支护、锚杆锚索联合支护时顶板围岩稳定性进行研究,重点分析顶板冒落形态,同时,进一步对钢带、钢筋梁的支护作用进了力学分析,表明锚杆锚索联合支护是碎裂顶板适宜的支护形式,钢带、钢筋梁等护表材料对于顶板稳定起着重要作用.     

陡倾结构金属矿山岩层移动和地表变形的离散元模拟研究

以金山店铁矿东区为例,采用离散元软件UDEC,结合地表监测成果,从岩体破坏、岩层移动、地表变形3个方面开展陡倾地质结构下金属矿山岩层移动和地表变形机理研究。研究结果表明：随着采矿的推进,回采区顶部垮塌和张拉破坏贯通区范围不断扩大,岩体塑性变形破坏逐步加剧;地表沉降位移和水平位移随着各分段向下开挖而不断增加,在-680 m开采水平下,地表沉降位移最大值约72.6 m,水平位移最大值约29.9 m;由于陡倾结构面的存在,上盘的变形破坏范围明显大于下盘,上盘岩层移动表现出倾倒特征,下盘岩层移动表现出剪切-滑移特征;在采矿初期,移动角和陷落角较大,随着采矿的进行,角度不断减小,开采至-382 m水平后趋于稳定;实测地表变形特征和变化趋势与数值模拟结果基本相符。研究结果可为其他具有陡倾结构的金属矿山开采提供借鉴。     

散体顶板锚拉支架系统的离散元数值模拟

本文采用最新的离散元UDEC3．0版本对锚拉支架支护散体顶板进行了数值模拟分析计算,研究了散体顶板的应力场,锚拉支架的锚杆的轴力和拉杆的拉力,顶板位移,拉杆的变形迹线,锚拉支架维护散体顶板的稳定情况等。     

顶板断裂机理的离散元数值方法研究

在总结分析我国顶板断裂方面研究成果的基础上，采用离散元数值计算方法，分析了回采工作面顶板的受力变化及破断位置的变化规律，验证了采场压力分布的拱式效应，提出了动态拱、稳定拱等概念，解释了顶板断裂机理。     

板裂结构顶板锚梁支护的离散元数值模拟

介绍了采用离散元2D—block对锚梁支护板裂结构顶板进行数值模拟分析计算，研究板裂结构顶板的应力场，锚梁支护锚杆的轴力以及顶板位移及锚固顶板的破坏形式。     

村庄下压煤条带开采的离散元模拟

针对淮北厚冲积层矿区村庄下压煤条带开采试验研究，采用数值模拟方法离散元法进行了模拟，确定了合理条带开采方案，为进一步研究奠定了基础。     

村庄下压煤条带开采的离散元模拟

针对淮北厚冲积层矿区村庄下压煤条带开采试验研究，采用数值模拟离散元方法进行了模拟，确定了合理条带开采方案，为进一步研究奠定了基础。     

石膏矿采空区地面塌陷特征的离散元模拟

邳北石膏矿区由于石膏矿大量开采引发的采空区地面塌陷灾害日益严重,掌握石膏矿采空塌陷过程及控制因素,对保障矿区人民生命财产安全具有重要的意义.根据希州石膏矿典型的工程地质条件,利用MatDEM建立了采空区离散元模型,研究了矿房数量、矿房尺寸、矿柱宽度以及护顶层厚度对采空区塌陷特征的影响,同时研究了塌落拱稳定的影响因素,揭...     

村庄下压煤条带开采的离散元模拟

针对淮北厚冲积层矿区村庄下压煤条带开采试验研究 ,采用数值模拟离散元方法进行了模拟 ,确定了合理条带开采方案 ,为进一步研究奠定了基础。     

基于离散元的边坡稳定性模拟研究

云南磷化集团下属的尖山磷矿坡顶出现裂缝后,采取了包括停产、封堵处理裂缝、加强坡顶的巡回观测等一系列措施,避免了裂缝的进一步发展和恶化,对边坡的暂时稳定性起到积极的作用.但在对该矿山稳定性的判断上由于监测数据不足,存在一定的误区.以云南磷化集团矿山重大事故隐患辨识和危险性评价研究为依托,采用离散元对边坡稳定性进行了模拟,模拟结果表明,在现状条件下(边坡长200 m),如果出现裂缝的区域全部滑落,则大约滑落量为95万m3,严重影响到采场采剥作业的人生及设备安全.经方案比较,局部放缓成本较低,可降低相关风险.     

节理岩体中地下水流动的离散元模拟

地下水在节理岩体中流动时,会引起岩体中应力场与渗流场的相互作用,以节理开度变化为纽带,进行了岩体中渗流场与应力场的耦合分析,并用离散元法完成了计算,给出了计算实例。     

基于离散元的螺旋滚筒装载模拟研究

螺旋滚筒是采煤机装载的主要部件之一,承担着截煤和装煤的重要作用。滚筒的装载是一个很复杂的工作过程,很难用数理模型来评价和计算滚筒的装载效率。基于离散元理论,对滚筒的装载机理进行了分析,并建立了采煤机反装前滚筒装载的三维模型,模拟了滚筒的装载,并对影响滚筒装载的多个单因素进行了模拟分析。这对滚筒的研究提供了一种新的思路。     

采场上覆岩层运动与支承压力关系的机械模拟研究

根据现场实测和理论研究的成果,用机械模拟实验台模拟了三种典型的采场顶板运动形式。得出了老顶岩梁在煤壁前,后方及附近裂断过程中的了“层运动——支承压力——支零压力增量”的关系。     

层状节理巷道分步开挖离散元模拟

依据现场节理调查结果划分单元建立计算模型,采用三维离散单元法对巷道分步开挖全过程进行模拟,研究层状节理巷道三维应力场空间变化规律。结果表明,当掘进面接近和通过某一断面时,巷道断面对平面σ_xx,σ_yy空间主应力的影响范围约为2.0B(B为巷道净宽)。     

溜井放矿颗粒运动特征分析的离散元方法

为了解溜井内颗粒物料运动特征，利用颗粒离散元方法和Hertz-Mindlin非线性接触模型，考虑井壁形貌特征和溜放矿块粒级组成，建立了井壁起伏差服从正态分布的非光滑井壁溜井和铲运机球形随机颗粒群放矿数值分析模型，用该模型对溜井不同区段内颗粒群碰撞及运动规律统计特征展开了分析。结果表明：①颗粒对溜井壁的碰撞源于颗粒脱离铲斗时速度的不一致性，碰撞自井口开始至井深-18~-30 m处达到碰撞频数最高值；②颗粒碰撞频发区为井口以下至2/3井深，该区域内颗粒的平均速率低且变化较小，井壁受损程度主要受颗粒对井壁碰撞频数影响，此后颗粒平均速率快速增长；③铲斗翻转速度对颗粒碰撞井壁的频数和平均速率的影响不明显，减缓铲斗翻转速度致使颗粒对井壁的碰撞集中区域下移；④井壁两侧受碰撞的频数变化受井壁起伏差影响较大，且碰撞总频数随井壁起伏差的增加而增多。