深井开采冲击矿压研究

该文系统分析了煤矿深井开采矿压控制的几个关键问题，简述了深井矿压特征，防治对策的研究进展。最后指出该领域里令人关注的力学问题。     

阜新矿区冲击矿压数值模拟研究

对阜新五龙矿、海州立井、孙家湾矿和王营矿的冲击矿压情况做出分析和总结,得出阜新矿区冲击矿压的一般规律,发现地质构造和煤柱是影响阜新冲击矿压的两个重要因素,并采用数值模拟方法研究了地质构造和煤柱对冲击矿压的影响。     

应力波扰动诱发冲击矿压数值模拟研究

采用非连续离散元软件UDEC,对应力波扰动诱发冲击矿压形成发生全过程、巷道埋深H及扰动应力强度P,max对围岩稳定性的影响进行了有效的数值模拟,得到了巷道围岩在应力波扰动过程中响应速率、响应变形及岩体破损范围大小,以及发生冲击矿压的临界深度和临界扰动应力强度值.结果表明:扰动应力波是引起围岩裂隙延伸贯通,继而诱发冲击矿压的重要因素;围岩埋深条件及扰动应力波的强度决定了巷道围岩裂隙发展影响区域及形态,并最终影响到冲击地压发生与否.研究结果对揭示煤矿冲击矿压的诱发机理具有重要意义.     

常村煤矿冲击矿压数值模拟研究

根据常村煤矿的采掘工艺和地质条件,分析了其冲击矿压频繁发生的原因,通过数值模拟研究了工作面开采及巷道开挖前后的应力分布情况,结果表明,在工作面和巷道开挖过后底板的水平应力是不断增加的,而21132工作面进风巷在采掘过程中冲击矿压频繁发生的原因是由于其布置在了应力叠加区域.     

巷道围岩卸压预防冲击矿压的数值模拟研究

矿山及地下冲击动力灾害以其突然、急剧、猛烈的破坏对煤矿的安全生产构成严重威胁，并且造成巨大的经济损失和人员伤亡。针对煤矿特厚坚硬顶板条件下发生重大冲击矿压动力灾害事故的状况，文章分析了徐州三河尖煤矿特厚坚硬顶板破断及预防冲击矿压的措施。数值模拟研究的结果表明，在三河尖矿7206工作面巷道掘进过程中，采用开卸压巷的方法预防冲击矿压，效果良好。     

深孔水压爆破孔壁压应力模拟分析

在工程爆破中,炸药爆炸的大部分能量消耗于炮孔周围粉碎区中对岩石的过度破碎。通过数值模拟,对深孔水压爆破孔壁压应力进行了分析。模拟结果表明,深孔水压爆破可以降低孔壁的峰值压力和准静态压力,避免或很大程度上减小爆破粉碎区的存在,明显提高炸药能量利用率。     

大采深条带开采工作面冲击矿压研究

为了解决大采深条带开采工作面冲击矿压的问题,以肥城矿业集团梁宝寺煤矿3107工作面为研究背景,通过数值模拟、工作面现场实际分析,揭示该工作面沿走向超前工作面支承压力的分布状况,进而对开采期间工作面冲击危险区域进行区域划分。结果表明:随着工作面的推进,前方超前支承压力峰值不断增大,弹性应变能最大值能达到180 k J/m3,均位于煤柱边缘处,并主要积聚在煤层中。     

常村矿“Z型”煤柱区冲击危险性数值模拟研究

常村矿21132工作面冲击矿压多发生在下巷超前支承压力区和"Z型"煤柱区。研究认为,受外错煤柱产生的高应力影响,下巷冲击次数高于上巷;受外错煤柱产生的高应力与延伸工作面侧向支承压力叠加影响,"Z型"煤柱区冲击频发。数值模拟结果显示,21132下巷接近"Z型"煤柱区时,水平应力由19.5MPa增加到22MPa,垂直应力变为原岩应力的2.5倍,解释了"Z型"煤柱区冲击频发的原因,预示着工作面推进至"Z型"煤柱区附近时冲击危险性将升高。     

大安山煤矿深部冲击矿压的数值模拟研究

应用ANSYS有限元软件对大安山煤矿深部冲击矿压进行了数值模拟研究,通过模拟开采典型14槽煤的不同区域,将模拟开采后得到的应力分布云图和初始未开挖应力云图对比,找出应力集中部位,从而圈定开采危险区域。     

巷道围岩卸压预防冲击矿压的数值模拟研究

矿山及地下冲击动力灾害以其突然、急剧、猛烈的破坏对煤矿的安全生产构成严重威胁,并且造成巨大的经济损失和人员伤亡。针对煤矿特厚坚硬顶板条件下发生重大冲击矿压动力灾害事故的状况,文章分析了徐州三河尖煤矿特厚坚硬顶板破断及预防冲击矿压的措施。数值模拟研究的结果表明,在三河尖矿7206工作面巷道掘进过程中,采用开卸压巷的方法预防冲击矿压,效果良好。     

既有溶洞岩体爆破装药结构优化及数值模拟

为降低溶洞等不良地质条件对于台阶爆破作业的负面影响,基于既有溶洞露天爆破作业工况,运用 AUTODYN 数值仿真软件,建立二维有限元模型,针对孔身、孔底、孔间溶洞模型进行装药结构优化及仿真分析,重点对比 分析了不同模型岩体损伤、孔壁压力和飞石速度差异。 结果表明:对于孔身溶洞,相较于普通 PVC 管装药结构,采用 尼龙编织袋装药爆破可有效提高爆炸冲击波对孔壁的压力,降低大块率,改善岩体松动效果;孔底溶洞采用底部填塞 +上部装药外加台阶底部钻水平孔装药方式,可有效破除残留根底;对于贯通型孔间溶洞,采用底部装药+中间填塞+ 上部装药+顶部填塞的分段装药结构,并在前排钻辅助孔进行孔底装药,可有效改善岩体损伤破碎效果。     

钻屑法检验深孔爆破卸压技术效果

冲击地压的发生与工作面前方煤体应力场的分布密切相关,可以采用深孔爆破卸压技术来改变巷道附近围岩的应力场分布形式及煤岩体的物理力学性质,降低巷道附近围岩的受载应力,使得巷道附近煤岩体的冲击倾向性指标及冲击临界载荷降至临界值以下,从而避免冲击地压的发生,利用钻屑量和钻屑粒度对深孔爆破卸压效果进行检验。研究表明:钻屑量与钻屑粒度能够有效地反映工作面前方煤体应力分布及转移情况,能够有效地检测爆破卸压效果,为深孔爆破卸压防治冲击地压技术的效果检验提供一种检测技术。     

中深孔掏槽爆破装药优化的数值模拟研究

采用LS-DYNA商用有限元程序建立了4孔掏槽爆破的有限元模型,模拟分析了不同孔深条件下不同装药系数时的爆破掏槽过程。计算结果表明掏槽孔是影响中深孔爆破效果的重要因素,并为优化掏槽孔设计方案提供了理论依据。     

孟家沟极贫矿中深孔爆破数值模拟与应用

应用有限元分析软件Ls-dyna建立极贫矿爆破的三维模型,并用此软件的求解器和后处理器对极贫矿中深孔爆破过程进行了数值模拟。通过数值模拟,分析了不同孔网参数条件下,爆破动载作用对极贫矿中深孔爆破破碎效果的影响。经过实践验证,该类型爆破数值模型具有一定的应用价值。     

模型试验在井下中深孔爆破参数优化研究中的应用

运用正交设计方法进行了井下中深孔爆破的优化试验方案设计,采用小型砂浆模型进行了模拟试验。经过优化研究,得出了适宜于大冶铁矿井下中深孔爆破的优化方案。     

邻近矿柱浅孔落矿不耦合装药爆破损伤控制的数值模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA三维非线性动力有限元软件对浅孔落矿邻近矿柱炮孔不耦合装药结构进行了数值模拟, 引入岩体爆破损伤的质点峰值震动速度安全判据及爆破损伤范围计算式, 分析了矿房和矿柱的爆破损伤范围, 采用爆破荷载下岩石Von Mises屈服准则分析了矿柱与其邻近炮孔的安全距离。结果表明: 随着炮孔不耦合系数增加, 爆破对矿柱损伤范围逐渐减小, 不耦合系数为1.38(炮孔直径为44 mm)时, 爆破对矿柱的损伤范围约为0.15 m, 相对于其他孔径的炮孔对矿柱的爆破损伤范围较小。邻近矿柱炮孔合理的装药结构能有效控制爆破损伤范围, 不同耦合条件下炸药爆炸矿柱稳定性与炮孔的距离有关。该研究为优化类似矿山的安全开采爆破参数具有一定参考依据。     

中空孔对直眼掏槽爆破效果的影响数值模拟

为了研究中空孔对直眼掏槽爆破效果的影响,运用非线性动力分析平台ANSYS/LSDYNA,建立有、无中空孔2种直眼掏槽爆破的三维数值模型,比较分析掏槽爆破过程中爆炸应力场演化历程以及岩体破坏特征。模拟结果表明:由于中空孔处发生了应力波反射,中空孔附近产生明显的应力集中效应,中空孔模型孔壁处测点的等效应力峰值为107.0 MPa,无中空孔模型中心区域测点的等效应力峰值为20.3 MPa;有中空孔时槽腔内岩体被充分破坏,空孔与掏槽孔之间形成贯穿裂隙,且空孔附近形成了层裂现象,而无中空孔时槽腔中间岩体破碎长度差、炮孔利用率低。     

冲击矿压防治的应力控制理论与实践

分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击危险性的煤岩层实施煤层卸载爆破、深孔断顶爆破和深孔断底爆破技术,进一步验证了冲击矿压防治的应力控制理论,取得了良好的实践效果。     

深孔爆破振动峰值问题的神经网络法研究

将神经网络法引入到深孔台阶爆破速度峰值的预测中,建立深孔爆破振动神经网络系统,利用美国矿业局研究报告中的数据对深孔爆破振动峰值进行分析预测,表明神经网络分析法是研究深孔台阶爆破速度峰值问题的有效工具之一.神经网络预测结果和实测值吻合较好.