大厂铜坑矿细脉带采场尺寸的优化研究

本文根据大厂铜坑矿细脉带的工程地质条件 ,利用有限元分析了近百个不同采场尺寸情况下围岩和矿柱内的应力和位移的分布 ,根据各种不同的采场应力、位移的分布情况 ,提出相应的采场优化尺寸 ,其结果对于指导矿山生产实践有十分重要的意义     

基于3DEC的两步骤空场嗣后充填采场结构参数优化

合理的采场结构参数对于地下矿山安全经济回采具有重要的意义,针对永平铜矿两步骤空场嗣后充填回采时一、二步骤采场结构参数不明确、依据不足和匹配度不够等问题,基于三维离散元程序3 DEC分别对不同的一、二步骤采场宽度组合方案进行了模拟,并对各方案的应力、位移分布情况进行了对比分析。模拟结果表明,在目前矿岩条件下,同时考虑采矿成本因素,一步骤宽度在12~14 m、二步骤宽度在16~18 m之间是合理的,嗣后充填能够有效的控制采场周边区域围岩位移变形、处理空区和管理地压;另外,位于采场上方的区域构造对于采动影响范围内的位移、应力分布有所影响,但影响程度和范围有限,总体上对采场的安全回采不构成威胁。模拟优化结果对于矿山安全经济回采具有指导意义。     

近距离跨采对巷道围岩稳定性影响分析

针对近距离跨采时，工作面与底板岩巷的不同空间位置关系，采用数值力学分析，详细地分析了工作面开采引起的围岩应力演化过程及特点、近距离跨采引起底板岩巷围岩位移的特点以及巷道位置对其围岩稳定性的影响。研究结果表明，煤柱上支承压力分布是开采影响岩层相互作用的结果，是开采引起集中应力在煤层与直接顶界面上的直接反映。近距离跨采巷道围岩位移受开采引起的整体位移场影响较大，而不单纯决定于煤柱侧支承压力的作用。留设保护煤柱时，底板岩巷应位于集中应力区的外侧或跨采时工作面应推过足够距离，使巷道靠近采空区应力恢复区的下方。最后通过实例给予了分析。     

南京银茂铅锌矿区采场开挖稳定性分析

利用有限元程序,模拟了采场回采过程,分析了采场围岩的稳定性,采场顶板和间柱的应力场、位移场和塑性区。从总体上看,采场的拉应力主要集中在开挖面的顶板中央部分,随着开挖高度的增加,拉应力越来越大,应力场中拉应力的分布面积也越来越广。矿柱上存在高应力集中,对采场的整体稳定性有很大影响,部分岩体变形严重,会出现冒顶现象。由于充填体材料易屈服,在与矿柱接触时,为了限制矿柱的变形,出现了大片的塑性区,对整个采场的稳定影响较小。     

采场底板断层防水煤柱留设研究

采场断层防水煤柱的合理留设关系到煤矿安全较大，其留设不仅要考虑断层本身的性质，还应考虑矿山压力这个因素。采场附近煤体划分为弹性区和非弹性区，但非弹性区不具有隔水性能。根据采场支承压力的分布特征，推导出非弹性区范围的计算公式；根据推进方向上采场底板应力分布特征，应用计算机模拟矿山压力高峰应力在底板中传播的方向，建立采场底板突水的力学模型，得出底板水通道是由断层和被矿山压力破坏的底板岩层联合组成的结论。其突出的条件为：煤层开采造成的底板破坏深度不小于底板高峰应力线与断层交点的深度。在此基础上推导出采场断层防水煤柱留设计算公式，并用实例验证该公式的合理性。     

螺旋钻机开采的力学效应及煤柱稳定性研究

运用数值模拟方法，分析了螺旋钻机开采采场和煤柱的应力分布及塑性区分布特征，研究了煤柱宽度或采场间垂向隔层厚度变化时煤柱的力学效应及破坏机理，为螺旋钻机开采采场和煤柱的设计提供了理论依据。     

采动应力效应下的煤层底板裂隙演化规律研究

煤层底板突水的实质是采动应力诱发煤层底板裂隙失稳、扩展和贯通,形成突水通道,进而引发突水灾害。根据回采工作面前后支承压力分布规律,笔者建立了煤层底板应力计算模型,分析了随着回采工作面的推进煤层底板中的垂直应力和水平应力分布规律以及煤层底板的破坏形式;对煤层底板岩体进行了破坏分区,根据断裂力学理论给出了不同区域内,裂纹不同破坏模式下的张开位移表达式;采用震波检层技术验证了煤层底板采动裂隙动态的演化规律,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。     

中厚板弯曲断裂问题的边界元分析

本文在中厚板裂纹尖端位移场展开式[1]的基础上,应用边界元方法中的分域法,严格应用三广义位移平板弯曲理论的3个边界条件,采用高阶奇异元计算中厚板弯曲断裂应力强度因子,计算分析了有限尺寸板在不同厚度、不同宽度及不同支承条件下应力强度因子及其变化。     

大倾角煤层工作面采场围岩矿压分布规律光弹性模量拟模型试验及现场实测研究

以平煤集团香山矿戊9-0-22090大倾角煤层工作面为工程背景,通过室内光弹性模拟模型试验和工作面现场矿压实测,对大倾角煤层工作面开采后采场围岩矿压分布规律进行研究.光弹试验和现场实测结果表明:倾角对煤层工作面开挖后采场围岩应力分布、支承压力的分布有显著影响.大倾角煤层工作面开采后,采场顶板岩层的变形、破坏和运动形式不同于一般缓倾斜煤层工作面,采场支架载荷的分布、来压显现程度、来压步距沿采场倾斜方向均不同.工作面煤层开采后,采场顶板应力分布是高度不均匀、不对称的,在采空区两侧保护煤柱角高度集中,形成支承压力区,采空区上方形成支承卸压区.采场顶底板应力释放,两侧煤柱出现应力集中,采场四个角部位出现较大剪应力.剪切应变主要出现在采场下端部顶板和上端部的底板,而体积应变主要出现在煤层较近顶板和两侧煤柱.研究成果,对香山矿和类似条件下大倾角炮采煤层工作面的开采和顶板的支护的优化和管理具有一定的指导意义.     

不同梁式转换层结构竖向荷载作用下位移的对比研究

本文研究不同类型梁式转换层的应力分布和转换梁高对结构位移变化的影响,运用ANSYS软件,对转换梁上部分别为剪力墙、框架和短肢剪力墙的三种结构进行了在竖向荷载作用下的应力分布及位移变化情况分析。结果表明:不同类型转换层结构在相同竖向荷载作用下应力分布差异较大,上部为剪力墙的结构转换梁内主要为拉应力,而其他两类结构转换梁内主要为压应力。转换梁截面高度的改变对上部整体刚度小的结构的竖向位移影响较大。通过对比分析,为转换层结构设计的结构选型及转换梁截面尺寸选取提供了参考。