地下开采对山体边坡影响的数值模拟分析

采用FLAC3D模拟在重力作用下矿体开挖对山体边坡的影响,研究表明,对山体边坡影响较大的区域位于17#~20#勘探线,对矿体影响较大的区域位于17#~18#勘探线,这与矿山生产现状基本吻合,表明在上部采场开采过程中应注意山体边坡的稳定性。     

地下深部开采对竖井稳定性影响的数值分析

为研究地下开采对竖井稳定性的影响,以东风铁矿为工程背景,根据地质资料和矿体分布情况建立精细化三维模型,通过室内试验和Hoek-Brown强度准则获得岩体力学参数,并利用FLAC3D数值模拟软件进行计算分析。研究表明,随着矿体的不断开采,竖井的变形值越来越大,且开采对竖井上部的影响较为明显,但变形值均符合安全规范要求。地下开采对竖井和井筒附近岩体的应力场影响较小,竖井无应力集中区,同时竖井塑性区分布范围较小,无塑性贯通区,因此地下开采对竖井稳定性影响较小,竖井可以保持稳定。该研究成果可为矿山后续安全开采提供一定指导。     

地下采煤方向对采动边坡的控制作用

以山西某典型采动滑坡为例,运用数值模拟方法探讨不同采煤方向对边坡的控制作用。结果表明:顺坡向开采相比逆坡向开采更有利于滑坡的形成,其主要形成机理是顺坡向开采先在坡脚形成采空区,减小了坡脚岩层的承载力,造成坡前阻力变小,极易引起顺坡向的牵引式滑坡的产生,加上坡顶裂缝地表水的入渗,从而加速滑坡的形成。     

铁矿地下开采对铁路路基稳定性的影响分析

分析了小王庄铁矿地下开采对大秦铁路线路基稳定性的影响因素，建立了适于采矿工程模拟的FLAC数值模拟模型，通过数值模拟分析，计算出铁路附近的应力变化数值，模拟结果表明，小王庄铁矿地下开采引起的大秦铁路附近的位移变化为10-4 m数量级，几乎无影响，这对矿山的建设和正常生产有重要的参考价值。     

采动滑坡变形机理分析

地下煤层的开采会形成大范围的采空区,继而破坏上覆岩层结构,诱发山体滑坡。以山西某采动滑坡为例,采用有限元法,针对边坡在地下煤层采空的情况,对其进行建模分析其位移场的变化,同时探讨出采动滑坡的变形过程。     

某矿采空区稳定性三维有限元数值模拟

在矿山地质资料、采空区形态及采空区轮廓周边岩石力学参数研究的基础上,利用三维有限元对采空区稳定性进行数值模拟.模拟结果表明某矿采空区在处理前及强制放顶后都是相对稳定的,采空区对矿山开采的安全性没有太大的影响.     

大型地下洞室围岩稳定的三维有限元分析

使用三维有限元数值分析方法,研究了某大型水电工程大跨度、高边墙地下厂房围岩应力场的分布规律,预测了开挖后围岩破坏区的分布范围及最大变形量,评价了厂房的围岩稳定性。     

采动坡体稳定性的有限元数值模拟

通过对大量采动滑坡资料的研究,提出采用有限元数值方法对采动坡体的稳定性进行模拟分析,详细讨论了建模时应解决的几个问题,实例计算分析结果与实际采动滑坡有较好的一致性,因而计算结果有较高的精度。     

基于MidasGTS的地下开采对管状皮带影响的有限元分析

随着煤炭资源的大规模开采,越来越多的建(构)筑物不可避免的受到沉陷影响,这对建(构)筑物的安全构成了极大威胁。为保证镇城底矿22620工作面上方兴能电厂管状皮带的正常运转,以镇城底矿地质采矿条件为基础,通过Midas GTS岩土结构有限元分析软件,对管状皮带在地下开采过程的移动和变形进行了动态预计,并与现场实测数据作了对比。研究结果表明,所建立数值模型满足工程精度需要,工作面推进至310m时,管状皮带的移动变形值大于规程规定的临界变形值,皮带将受到采动破坏。根据预计结果提出了皮带走廊的修补保护措施,以保证电厂正常运营。     

地下采矿引起山体滑坡发展过程数值模拟研究

为了研究地下采矿引起山体滑坡发展过程,以某金属矿山地下开采引起的山体滑坡为研究背景,模拟了井下矿体的开采过程,重现了山体变形滑坡,并由数值模拟结果预测了今后山体滑坡发展过程。结果表明: 竖直方向和水平方向位移表明山体目前处于滑坡阶段,与矿山现场实际情况相符,验证了数值模拟结果的可靠性; 随着矿体开采水平向深部发展,竖直方向位移逐渐增大,在整个地表竖直方向位移发展过程中存在3个突变点; 地表产生滑坡至地表塌陷过程有4个发展阶段,分别为岩层变形初期、地表出现滑坡、地表出现陷落孔洞和地表塌陷; 采用充填体材料对开采后的采空区进行充填后,能有效控制上覆岩层变形,预防了岩层变形,进一步控制了地表滑坡的形成与发展。研究成果可为矿山安全生产提供参考。     

大规模地下采矿对露天-井工协同开采影响分析（增刊）

本文针对甲玛铜多金属矿露天-井工协同开采问题,采用数值模拟、相似模型试验和有限元强度折减法分析了大规模地下充填开采的覆岩移动特性和大规模开采对露天边坡稳定性的影响。分析结果表明,大规模地下充填开采后覆岩产生一定程度的下沉,开采引起的地表变形相对剧烈区域包括了角岩露天坑的西边帮区域。相似模型实验与数值模拟变形趋势一致,上覆岩层的位移在嗣后充填后得到了有效控制。大规模地下充填开采对于边坡的稳定性影响甚微。     

某地下矿山分段空场法地下开采对上覆岩层稳定性影响分析

为了确保某矿山生产中分段空场采矿方法安全使用的可靠性及合理性,要对采场结构参数进行优化,这对提高矿山生产效率、降低生产成本和保证矿山生产安全起着重要的作用。根据某矿山开采技术条件,针对不同的采场结构参数,采用FLAC3D数值模拟软件模拟了不同采场长度条件下的应力、塑性扰动区范围的大小,确定采场最适用、最合理的长度为50m,同时分析了地下矿体开采对上覆围岩稳定的影响,为矿山的安全高效生产提供依据。     

试论井工煤矿边开采边复垦技术

针对传统采煤沉陷地稳沉后复垦恢复土地率低、复垦周期长等弊端,在分析讨论我国采煤沉陷地非稳沉复垦技术研发历史的基础上,提出了边开采边复垦（简称边采边复）的概念,探讨了边采边复的内涵、基本原理、技术分类与关键技术,基于实例阐述了边采边复技术的优越性。 实例研究表明：采用边采边复技术比传统复垦技术提高复垦耕地率最高达37.59%。论文还分析了该技术的适用范围和推广应用前景,适用于边采边复技术的平原高潜水位地区包括十四大煤炭基地中的5个,通过使用边采边复技术,可以及早地拯救将要形成积水的土地,将增加土地面积约6 680.8 km 2 。     

缓倾煤层采空区滑坡形成机制数值模拟研究

以贵州都匀马达岭滑坡为例,采用离散元方法,研究了缓倾煤层采空区滑坡的变形发展过程,提出了该类矿区滑坡防治建议。研究结果表明:采空区顶板塌陷导致上覆岩层弯曲-沉陷,地表产生沉降变形,同时采空区边界部位产生倾倒式拉裂,在地表形成深大拉裂;采空区上部岩体沉陷变形导致坡脚部位岩层往坡外剪切滑移;中部滑面沿变形后倾向坡外的层面和陡倾节理组合形成阶梯状滑面。滑坡形成机制可概括为由采空区顶板变形引发的阶梯状蠕滑—拉裂—剪切滑移式滑坡。缓倾煤层采空区滑坡的防治应从防止采空区顶板塌陷入手,通过回填矸石或加强顶板的永久支护来防治采空区上覆坡体的变形。     

水峪煤矿9~#煤层开采对10~#-11~#合并层大采高工作面矿压影响研究

通过数值模拟方法研究分析表明,由于9#煤的开采,10# 11#合并层开采顶板矿压显现明显减弱,从而使10# 11#合并层煤壁和顶煤顶板管理条件得到较大的改善,工作面支架能够得到较好的维护。研究结果为水峪煤矿10#-11#合并层开采方法选择提供了必要的理论依据。     

石碌铁矿北一采区露天转地下开采沉陷机理研究

露天转地下开采过程伴随着强烈的岩体移动及变形特征,引发开采沉陷问题,是露天转地下矿山安全管理方面的重点研究内容。以海南石碌铁矿北一采区为研究对象,采用FLAC3D数值模拟方法,建立考虑开采扰动的露天转地下力学分析模型,分析不同开采阶段下采区围岩、边坡岩体及地表岩层的位移、应力分布特征,根据塑性区变化特征和现场地表塌陷现象,揭示露天转地下开采沉陷机理。研究表明：边坡岩体中最大拉应力区主要集中在采场回采区与坡顶区域,并随着开采深度增加持续扩展,这将降低岩体稳定性。开采扰动下北帮、西帮处的边坡整体位移值相对较小,南帮东部、东帮至小英山区域岩体位移值随着开采深度增加而显著增大,尤其在开采-90 m至-105 m时,位移值急剧增加。塑性区主要出现在回采区围岩和东帮上方坡面及其部分坡顶后方区域。回采区围岩的塌陷进一步引起了崩落区和变形区岩体位移,沿塑性区边缘形成采坑裂缝,小英山后方区域拉伸破坏进而形成地表拉伸型裂缝,坡脚沉陷及岩体裂隙发育造成东帮边坡滑坡。整体上看,露天转地下工况下开采沉陷表现出强烈的向坡体临空面方向的水平位移特征。     

我国井工煤矿开采技术现状和发展展望

从我国能源结构的现状出发 ,阐述了我国煤矿地下开采技术 (包括开采工艺、岩层控制技术 )的发展概况 ,分析了当前煤矿开采中的关键技术难题 ,展望了 2 1世纪矿井高产高效开采技术、深井开采技术 ,煤炭地下气化技术     

美国煤炭地下开采与自动化技术进展

美国煤炭的地下开采分为长壁式和房柱式2种技术。地质条件较好、井田范围大的矿井,一般以长壁开采为主,否则以房柱开采为主。1994—2017年,美国井工矿数量减少了79%(2017年为237座)。但是单个矿井产量增加了230%,煤炭生产更加集中、高效。美国长壁开采以中厚煤层为主,采高一般为1.6~2.5 m(最大开采高度4.2 m,最小开采高度1.2 m)。长壁工作面均采用多巷布置、矩形断面巷道、锚杆支护。近年来,工作面尺寸、设备功率、设备尺寸逐渐增大,生产系统更加可靠。长壁工作面的自动化开采源于1984年的电动控制液压支架的研发与使用,此后开发了支架、采煤机、刮板输送机的单机自动化以及追机移架技术。2000年以后开发了半自动化工作面技术和采煤机远程控制技术。目前应用的主要是半自动化工作面技术,只有2个工作面应用了采煤机远程控制技术。这些技术解决了条件简单工作面的自动化开采问题,但遇到复杂地质条件时,仍需要人工干预。研发自动化开采的关键传感器和设备以适应地质条件变化、完善端部进刀系统,聚焦作业安全和粉尘与噪音防控,以及矿用大数据、高速通信与可视化技术是目前美国的重要研发方向。在近10 a来,房柱开采的工艺变化不大,但是开采装备的多样化和开采系统的自动化、信息化、智能化的相关技术开发取得了重要进展。