基于ANSYS-FLAC~(3D)的采空区稳定性分析数值模拟研究

在现场调查、空区实测、室内岩石力学试验及岩体物理力学参数折减的基础上,建立采空区三维可视化模型,利用ANSYS软件转换建立地质模型及三维数值分析模型,再利用岩土工程软件FLAC~(3D)对采空区稳定性进行计算和分析评价,得出采空区稳定性状况及存在安全隐患的区域,为矿山根据采空区的稳定性状况和所划分的稳定性等级进行分类治理提供了科学依据。     

基于多源信息融合的海底矿山开采及治理稳定性评价

地下开采是金属矿山开采的主要方式,在长期开采过程中,所形成的采空区以及不稳定区域需要进行充填注浆处理。针对三山岛金矿新立矿区在治理后的稳定性评价问题,首先通过数值模拟对该矿区开采及治理后全过程稳定性进行分析,其次采用层次分析法对影响岩体稳定性的各种因素进行权重计算,将影响较大的因素作为D-S证据理论的评判指标,进行治理后的岩体稳定性评价。结果表明:治理后整体的变形量增长缓慢,塑性区变形处于稳定状态,充填治理效果良好,达到预期效果;治理情况、治理后围岩力学状态对岩体稳定性影响最大,治理前稳定性次之,地质因素影响最小。因子层中,采空区治理率影响最大。通过D-S证据理论证明所有水平在治理后处于稳定状态,其中-165 m水平稳定性相对较差,-240 m水平次之。     

基于微震监测的露天坑底采空区劣化过程分析

为了研究露天转地下矿山坑底采空区稳定性情况及其随时间的劣化过程,以石人沟铁矿为工程依托,对研究区域进行了详实的工程地质调查、矿岩力学试验等工作,获取了表征矿山岩体力学特性的多种指标。基于矿岩力学指标,采用Mathews图表法分析了研究区域采空区形成时的"静态"稳定性。建立了微震监测系统用于监测研究区域的岩体稳定性。研究了一定时间段内微震事件的时空演化规律,确定出研究区域的"动态"稳定性。对岩体劣化过程中震源参数的变化特性进行了研究,并结合现场勘察结果定义了岩体破坏的孕育期、预测期、破坏区、二次孕育期以及最终破坏期。利用岩体劣化过程中震源参数的突变特征获取了采空区破坏的前兆信息。提出了合理的治理方案,可为其他类似矿山提供参考。     

某铁矿岩体力学参数工程化处理

矿山开采方法优选、采场结构优化、采空区及矿柱的稳定性分析、爆破参数优化等一系列工程都需要以岩石力学参数作为基础,岩石力学参数的准确程度直接影响工程设计及施工的质量。某铁矿采用室内岩石力学实验,简要分析几种常用的岩体力学参数的工程处理方法的特点、适用条件及范围。综合考虑几种工程处理化方法的取值结果,得出矿区3组岩体的力学参数。     

露天煤矿境界内地下采空区稳定性影响因素研究

围绕地质条件及岩体力学性质、采空区空间尺寸参数以及露天开采活动等3个方面,对露天矿采空区稳定性影响因素的种类、影响程度以及影响机制展开较深入的分析,并以采空区稳定性的安全系数评价法为例来说明这些影响因素的重要性与作用路径,目的是在采空区评价与治理过程中能够抓住主要因素,兼顾次要因素,做到科学合理、切合实际的进行处理与取值。     

多中段空区稳定性分析及间柱回采顺序优选北大核心

以甘肃某铅锌矿为工程背景,针对矿山复杂条件下多中段采空区中遗留大量高品位的矿柱,如何安全高效回采残矿已成为提高矿山安全和经济效益的重要因素,通过对回采方案及复杂采空区的稳定性进行分析,探究最佳矿柱回采方案和回采顺序。根据研究区域的矿柱数量,对中段间、中段内开采顺序及方向进行组合,最终得出14个方案,并通过选取矿山的矿岩样品和尾砂,进行岩石室内力学参数试验,得出相应力学参数,并根据井下实际情况建立FLAC^(3D)模型。将折减后的岩体力学参数带入FLAC^(3D)数值模拟软件中,从应力、位移和塑性区等方面分析采区的稳定性,从而优选出中段自下而上、中段内采取隔一采一、由中间向两翼回采的方案。     

洛钼露天矿复杂采空区治理一体化技术应用

介绍了洛钼露天矿采空区探测、采空区稳定性监测和采空区处理一体化技术。洛钼露天矿采用高密度电法和地震映象法对采空区位置进行初探,再利用钻孔探测和三维激光探测方法对采空区赋存形态进行精确探测。利用微震监测技术对采空区稳定性进行全天候、实时和立体监测,在对矿山采区岩体稳定性微震量化评估、爆破震动对采空区稳定性影响和采空区治理前后稳定性监测等方面取得了很好的应用效果。采用碎石充填和控制爆破技术对不同采空区进行处理,并根据采空区的赋存特点和处理的难易程度,对采空区进行分类一次处理或分次处理。洛钼露天矿采用该一体化技术已经成功治理了大量采空区,保障了矿山的安全生产,对矿山的可持续发展有着重要的意义,对国内外相似矿山有重要的参考价值。     

大场金矿露天边坡岩体质量评价与岩土体力学参数研究

边坡稳定性研究过程中,岩土体物理力学参数的选取是极其关键的基础工作.通过现场钻孔成像、钻孔岩芯编录等工程地质、水文地质补充勘察工作,以及现场岩芯点荷载试验、室内岩石试验成果整理,采用CSIR法、Q系统法和GSI法对边坡岩体进行了质量评价,并确定了各岩组的评价指标GSI平均值.以岩体质量评价成果为基础,采用费辛柯法、格吉法和GSI法等方法,对岩石的力学参数进行了工程弱化处理,经过综合对比,确定了边坡岩土体的力学参数,为大场金矿边坡稳定性研究提供基础参数.     

某矿山岩体质量评价与岩体力学参数研究

采空区稳定性的研究工作需要岩体质量评价结果和矿岩的岩体力学参数做根本支撑。通过现场工程地质岩体结构面的调查、岩芯取样以及室内岩石力学试验等方式,使用四种不同的方法对岩体进行了质量评价,得知大理岩、片岩及矿体为中等到差岩体,并以此质量评价所得的结论作为下一步岩体力学参数研究的基础,采用霍克布朗、摩尔库伦破坏准则以及经霍克和迪德里希斯修正的参数公式再加上加拿大专业软件RocLab的换算,求出矿山三种不同矿岩体的各项力学参数值。     

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.     

基于突变理论和广义H-B强度准则的采空区顶板稳定性分析

为实现煤矿采空区塌陷区土地的治理利用,对煤矿采空区进行顶板稳定性的分析与研究。鉴于采空区顶板的失稳破坏是一个非线性的过程,分别从结构力学和岩体本构关系两个角度建立采空区顶板稳定性分析模型。首先将采空区顶板岩梁结构简化为力学三铰拱模型,然后进行力学分析,求出其力学结构系统的总势能,基于突变理论,建立其力学结构失稳破坏的尖点突变模型;其次构建基于极限平衡法的采空区顶板筒状塌落一般模型,考虑到实际工程的广泛应用,进而建立基于广义H-B强度准则的矩形采场顶板筒状塌落极限平衡分析模型。最后通过不同工程算例分别对2个模型进行了分析和验证,且二者计算结果均与工程实际情况一致,说明两种模型均适用采空区顶板稳定性的分析,为研究采空区稳定性提供一种新的途径。     

齐大山铁矿露天边坡岩体力学参数确定

为分析齐大山铁矿东帮局部边坡稳定性,需获取边坡岩体力学参数.通过室内岩石力学试验得到3种岩性自然及饱水条件下的单轴抗压强度和抗剪强度,自然条件下的抗拉强度、弹性模量以及泊松比.综合Hoek-Brown法、费森科法及经验折减法对测得的边坡岩石力学参数进行折减,得出合理、准确的岩体力学参数.     

某露天采场下隐伏采空区处理技术

为有效治理露天采场下隐伏采空区,消除采空区隐患,并回收空区周边资源,结合采空区赋存情况,提出露天剥离法处理采空区,对采空区区块划分、治理顺序、治理境界及露天剥离工艺进行了详细介绍,同时,对穿孔爆破方案进行了重点研究。露天剥离法处理采空区,采治结合,成功应用于现场实践,取得了良好的社会、经济效益,为类似条件下隐伏采空区的安全治理及资源的回收利用提供了重要参考。     

符山铁矿尾矿库民采空区治理技术研究

采空区治理在预防矿山地质灾害中具有非常重要的地位。为了确保符山铁矿尾矿库的安全稳定运行,针对某民采铁矿采空区进行了三维激光探测,对采空区的稳定性及冒落后果进行了分析,提出了综合的治理方案。治理方案实施后,消除了井下民采空区重大安全隐患,保证了尾矿库安全稳定及矿山的正常生产,可为其他矿山采空区治理提供参考。     

深部开采对地表塌陷坑治理后影响评价

针对矿山塌陷坑治理后深部开采对其扰动影响评估问题开展研究。通过岩石物理力学性质试验,获取岩石的基础力学参数;开展现场节理裂隙调查及统计分析,得到岩体结构面分布规律;采用GSI法进行岩体质量评价,并据此给出相应岩体的力学参数建议;最后,通过数值模拟技术建立深部开采对地表变形影响评价模型,分析对地表塌陷坑治理后的安全效应。研究结果表明,采用"隔三采一"的空场嗣后充填采矿法后,地表的沉降变形、水平变形和倾斜变形均能够满足规范要求,对地表塌陷坑治理后的充填体扰动影响较小,在研究条件下可保证地表塌陷坑治理后的安全需求。     

某露天矿边坡岩体力学参数取值及对比分析

岩体力学参数的正确选取是边坡稳定性计算的关键和基础,直接影响稳定性计算结果的准确性。以某露天矿山为研究对象,在室内岩石力学试验数据的基础上,利用经验折减法、费辛柯法、M Georgi法和Hoek-Brown法获取岩体力学参数并进行对比分析。研究表明：针对某露天矿山,单独利用经验折减法等方法获得的岩体力学参数与实际不符;结合工程实践经验,对4种方法的计算结果进行综合平均取值,获得适用于某露天矿山的岩体力学参数,为进一步的边坡稳定性分析提供可靠的计算参数。     

燕天飞渡人行桥高边坡危岩稳定性分析及处理方案

通过对燕天飞渡高边坡进行实地工程地质调查,结合现代岩体力学理论,对该工程作了稳定性分析,最后对燕子垭高边坡危岩块体的整治提出了处理方案,理论证明该方案科学的处理了后危岩块体稳定性问题,应用该方案加固边坡后,边坡至今稳定。     

大红山铁矿深部开采F2断层对岩层移动控制研究

以大红山铁矿深部开采过程中F2断层对岩层移动控制的规律为研究对象,通过现场岩体结构面调查、岩石力学实验及岩体质量分级等工作确定宏观岩体力学参数后,采用理论计算以及数值模拟方法对深部开采引发的岩层移动规律进行分析,并圈定了相对合理的地表陷落范围及移动范围。结果表明：深部矿体采用崩落法进行开采后,F2断层对岩层移动具有割断作用,有利于边坡稳定,采空区上覆岩层冒落形成的散体充填采空区有显著抑制围岩变形的效果,在生产过程中积极采取废石充填塌陷区的措施后,由地下开采引发的岩层移动对上部露天采场边坡影响较小。     

某铅锌矿近地表采空区稳定性分析及治理方案优化

为了确保近地表采空区下部矿体开采安全，避免近地表采空区崩塌导致地表塌陷，将广西某铅锌矿现存的6个近地表采空区作为研究对象，针对可能出现的矿柱、顶板垮塌，展开基于数值模拟的稳定性分析及治理方案优化研究。根据该矿矿体及围岩的岩体力学参数，利用3DMine及Midas GTS NX建立数值模型，通过FLAC3D进行模型重构与计算分析，依据数值模拟分析结论及矿区实际情况，提出2种局部充填加固的治理方案，并利用FLAC3D对各方案的治理效果进行了模拟分析。结果表明：方案一及方案二均能达到转移或减小采空区矿柱及顶板相应的最大主应力、剪应力及拉应力的效果，同时减小塑性破坏区的面积；方案二的较大尺寸支护结构较方案一能更好地转移或减小顶板的最大主应力、剪应力，故确定方案二为最优方案。     

大同采煤沉陷区光伏示范基地110kV汇集站浅部采空区注浆治理技术

为确保采煤沉陷区光伏基地运行良好,必须对基地下方采空区进行加固处理。以110kV汇集站为例,通过钻探成果分析采空区情况,对地基稳定性进行评价。根据工程地质条件和采空区稳定性评价结果,确定采用注浆技术对汇集站下方采空区进行加固处理。设计确定了注浆治理方案。注浆施工完成后,对注浆加固效果进行了检测。结果表明,注浆加固治理方案设计合理,效果良好。