急倾斜煤层开挖岩移规律及对底板巷道布置的影响

针对急倾斜煤层底板巷道受采动影响破坏严重的现象,运用数值试验方法,对煤层开采引起的顶底板岩体的应力和位移分布规律进行了研究。结果表明,采动影响区域内的岩体可划分为垮落带、剪切屈服带、卸压带和整体滑移带,明显呈区域性分布;底板巷道应布置在受采动影响最小的相对稳定带中,且与煤层底板保持一定的安全距离。研究结果对于同类地质和开采条件的矿区具有重要参考价值。     

基于模式识别的煤与瓦斯突出危险性概率预测

 通过统计分析,以活动构造、最大主应力、瓦斯压力和瓦斯含量等主要因素作为煤与瓦斯突出的主要判据,建立突出预测模式识别的准则与模型,用模式识别的方法实现了煤层突出危险性的分单元概率预测,进而划分出突出危险区、威胁区和安全区。克服了单一指标预测结果的不确定性,同时实现了多指标定量化的预测,提高了预测效果的可靠性。谢一矿实例验证表明了预测结果的可靠性。     

无底柱分段崩落法放矿规律的数值试验研究

为了解决无底柱分段崩落法损失贫化较大的问题,数值模拟了崩落体的形态以及放矿过程中崩落体和放出体的形态演变过程。结果表明,崩落体形态接近于椭球缺,呈上宽下窄状,崩落体的宽度约为崩矿步距的1.2~1.5倍,但崩矿步距对崩落体的高度基本没有影响;放出体的形态也是近似椭球缺形,其演变规律表现为由初态的上宽下窄逐渐演变为上尖下宽,说明随放矿进行崩落体内矿石垂直流动性逐渐加强。研究中对放矿技术指标进行了统计分析,结果表明,放矿过程中,出矿口矿石品位是震荡式降低的,造成品位震荡降低的原因是少量正面废石的混入,而造成放矿截止的主要原因是顶部废石的大量混入。     

急倾斜煤层顶板垮落过程的RFPA数值模拟研究

以长沟峪矿15槽煤层为例,用RFPA2D软件模拟了急倾斜煤层顶板随工作面推进的垮落过程.研究结果表明,工作面顶板岩体支承压力随顶板冒落范围增大而降低;急倾斜煤层顶板垮落过程中,存在初次来压和周期来压现象,但周期来压期间矿压显现不明显.同时,随采深加大,煤层底板开始出现相应破坏,但破坏深度较小.研究结果,对矿山的安全生产有重要指导意义.     

基于分形理论的煤与瓦斯突出区域预测研究

煤与瓦斯突出是煤矿中一种极其复杂的动力现象,由于突出的复杂性,目前存在不同的侧重点和观点.大量事实证明,瓦斯突出是受地质条件控制的.以分形理论为基础,对潘一矿V级断裂构造图进行分形研究,用分维值表示区域断裂构造系统的复杂程度,据此最后划分了突出危险区、突出威胁区和无突出危险区.     

崩落体状态及内部矿岩移动规律研究

为了解决无底柱分段崩落法采矿中损失贫化大的问题,通过数值模拟,对崩落体形成过程进行了模拟,确定了崩落体的外部形态,并通过放矿过程中对颗粒位移监测的方式进行了矿岩移动规律研究。研究结果对指导矿山生产具有很强的实际意义。     

自由式预应力锚索加固效应的数值试验研究

采用数值仿真试验的方法,通过改变垫墩尺寸、施加不同的预应力的方式,研究自由式预应力锚索对岩体的加固效应.研究结果表明,在预应力作用下,垫墩处和锚固段岩体内形成两个应力集中区,其应力集中程度取决于预应力的大小与垫墩的尺寸.垫墩尺寸越小,预应力越高,应力集中程度越高.锚索的轴力在自由段均匀分布,在锚固段逐渐降低.在预应力损失方面,预应力损失的程度与垫墩的尺寸大小关系密切,垫墩尺寸越大,预应力损失越少;而与预应力的关系较小.为预应力锚固的工程设计和理论研究提供了参考作用.     

无底柱分段崩落法崩落体状态的数值模拟研究

针对无底柱分段崩落法采矿中损失贫化大的问题,通过数值模拟的方法,对回采系统中起决定性作用的崩落体形成过程进行了模拟,通过对初始应力平衡、爆破挤压、爆后回缩3个阶段的模拟计算,查明了崩落体形成各阶段的应力及外形特征。研究结果表明,崩落体呈近似椭球形,其外形上部略宽,下部略窄,崩落体形态外部边缘并不光滑,存在明显的矿岩混杂现象,研究结果对矿山放矿等实际生产工作具有很强的指导意义。     

矿井岩体应力状态的区域预测研究

针对井田深部开采的矿山压力问题,在区域地质构造分析的基础上,采用空芯包体测量方法,对矿井进行了地应力测量,并以此为边界条件,模拟了整个井田范围内的岩体应力状态.模拟结果为井下工程设计和稳定性分析、巷道合理布局和锚杆支护设计提供了依据.     

无底柱分段崩落法回采参数优化

回采参数是影响无底柱分段崩落法损失贫化的主要因素之一,其中崩矿步距与边孔角调整较灵活,对其进行优化,是降低矿石损失贫化的有效途径。在分析回采参数优化基本依据的基础上,针对毛公铁矿回采指标不佳的问题,采用物理模拟实验方法,开展大结构参数条件下崩矿步距与边孔角的优化研究。实验结果表明,在分段高度20m、进路间距18m的条件下,采用3.6m的崩矿步距和45°边孔角,不仅有利于回采矿石,也有利于控制岩石混入,可减少矿石资源的浪费,实验结果可为类似矿山优化回采参数提供参考。