承压水体上岩浆岩底板采动效应的数值分析

为防治卧龙煤矿首采区的底板突水,根据首采区煤层底板地质特征,分析了底板岩浆岩岩性及其组合特征,考查了太原组灰岩水的富水性和水压情况,并采用了应变软化本构关系,建立地质力学模型.运用快速拉格朗日元法对承压水体上底板的采动效应进行了数值模拟,分析了应力、位移场,确定10煤回采底板破坏深度为13 m.结果表明底板导水裂隙带深...     

查庄煤矿承压水上采煤底板采动效应特征

在肥城矿业集团查庄煤矿7600深部采区7煤开采的实践基础上,利用弹性理论分析了工作面底板采动支承压力分布规律及受采动影响破坏深度范围,采用FLAC3D有限差分软件综合模拟研究了受采动影响后工作面底板岩体应力、应变以及破坏状态,并结合现场实测结果,进一步对比研究了底板采动效应,为实现肥城矿业集团深部下组煤承压水上安全开采提供了重要的参考依据。     

采动底板裂隙渗流演化规律数值分析

 基于桃园煤矿10煤层的赋存和水文地质条件,采用离散元数值计算,分析了采场底板应力分布、变形和塑性特征,研究了采场底板渗流压力场、流量场分布特征。结果表明：采动影响深度为45m,塑性区深度在工作面底板以下17m,当工作面接近底板奥灰岩含水层,岩体结构较容易破坏失稳,形成渗流通道。现场依据数值计算结果,设计了疏水降压和注浆加固底板控制技术,确保了赋水条件下煤层的安全回采。     

含隐伏断层煤矿底板采动突水规律数值模拟

针对含隐伏断层煤矿底板采动突水过程中,采空区底板突水破坏区域存在空间分布的特征。在考虑采动岩体流固耦合作用的基础上,结合某矿工作面具体工程地质条件,应用RFPA2D-flow程序模拟了含隐伏小断层底板的采动突水过程,对底板破坏区域的空间分布情况进行了划分和分析。研究结果表明:含隐伏小断层条件下,断层采动活化,使底板更易沟通含水层,与完整底板相比,只有在工作面推进到第1条小断层时表现出类似的突水分阶段特征,之后则根据隐伏断层分布特征,表现出类似循环特征的突水增速区与流量平稳区之间的交替变化。     

煤层底板采动破坏特征综合测试及数值模拟研究

以某矿综放工作面开采实际为背景,通过应变法对煤层底板不同深度岩层变形程度随工作面推进的变化进行实测,得出采动矿压对底板的剧烈影响范围具有“超前”显现和“滞后”延续特点,且矿压剧烈影响超前显现距为37 m,矿压剧烈影响滞后显现距为32 m,表现为由浅及深相应减小的总体特征;结合采动底板钻孔窥视镜成像分析,确定出工作面底板采动破坏深度约为12 m;以现场实测结果为基础,采用FLAC3D数值模对煤层底板采动破坏特征进行分析,揭示出煤层开采过程中底板的三维破坏特征。采用现场应变实测、原位钻孔窥视镜观测和数值模拟相互验证的方法,对煤层底板破坏特征进行综合对比研究,弥补了以往研究手段单一的缺点。     

煤层底板采动破坏特征研究

根据地应力测量数据,研究了显德汪煤矿9号煤层底板岩体应力分布规律,并进行了三维有限元数值模拟,得到了9号煤层底板最大破坏深度值。研究结果将为煤矿安全生产提供科学依据。     

采动裂隙带卸压瓦斯运移的数值模拟分析

根据贵州某煤矿11223工作面的瓦斯涌出量预测数据,运用fluent软件建立采动裂隙带工程简化三维模型,对U形通风、U形通风+埋管+高抽巷条件下采动裂隙带中瓦斯运移规律进行数值模拟。结果表明:采用U形通风+埋管+高抽巷进行瓦斯治理效果较好,可以降低瓦斯在采动裂隙带中的含量。     

司马煤矿3号煤层底板采动破坏深度数值模拟研究

根据井下底板、含水层条件和生产安全需求,文章对司马煤矿3号煤层开采过程中底板采动破坏深度进行了数值模拟研究,研究结果表明:开采引起的底板裂隙最大破坏深度为17.5 m,但3号煤层距离奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙极强富水含水层较远,所以绝大区域3号煤层的开采是安全的。     

煤层底板采动破坏特征的研究

根据地应力测量数据 ,研究了显德汪煤矿 9# 煤层底板岩体应力分布规律 ,并进行了三维有限元数值模拟 ,得到了 9# 煤层底板最大破坏深度值。研究结果将为煤矿安全生产提供科学依据。     

采场底板破坏特征数值模拟

在总结我国煤矿底板破坏深度经验公式的基础上,运用综合考虑煤层埋深、倾角、煤层厚度、工作面长度、底板的损伤破坏程度及地质构造等多因素的修正经验公式,以某矿井工作面开采实际情况为背景,采用UDEC数值模拟对煤层底板采动特征进行分析,揭示煤层开采过程中底板的破坏特征及破坏深度,对比验证底板破坏深度经验公式的准确性。     

煤层底板采动应力场及变形破坏特征的数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟软件对煤层底板下不同深度处岩体应力场及位移场分布特征进行模拟,得出了采动过程中煤层底板最大破坏深度及最易破坏位置。研究结果表明,运用数值模拟方法,可以较为全面地揭示采动条件下底板岩体的应力场、变形破坏特征及破坏范围、深度,有利于选择、优化设计方案,同时减少试验时间,提高矿井的经济效益与社会效益。     

煤层底板注浆前后采动效应数值模拟对比分析

针对注浆前和注浆后不同强度煤层底板,建立两种地质模型,采用数值模拟的方法研究其采动效应的差异性。研究结果表明,由于煤层底板经过注浆改造,其强度得以增强,采煤工作面底板破坏深度较未注浆的煤层底板破坏深度明显减小,说明注浆改造对采煤工作面底板起到了加固效果。     

煤层底板采动裂隙演化规律数值模拟

采用RFPA2D和FLAC3D软件对龙门二1煤层底板岩体受采动影响的最大破坏深度及发育规律进行了数值模拟研究,并将煤层底板破坏深度的经验公式计算结果与数值模拟结果进行了对比。结果表明,数值模拟与经验公式计算结果基本一致。     

含断层底板采动效应数值分析——断层倾角对采动效应的影响

根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,并运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明:在相同的地质和采矿条件下,断层倾角对底板采动效应有较大影响,当工作面推进至断层时,断层倾角越小,底板采动破坏深度越大,且底板卸荷范围较大;当工作面推过断层,底板卸荷深度随断层倾角增大而增加,底板变形破坏深度也加大;断层存在活化现象。揭示了采场底板断层突水的机制。     

煤层底板采动破坏特征流固耦合分析

以山西龙矿盘道煤业有限公司2~#煤层的采场条件为工程背景,基于FLAC~(3D)数值仿真软件对工作面回采过程中煤层底板采动破坏特征进行流固耦合数值模拟。研究表明:煤层回采后,采空区底板垂直应力呈"半椭圆"形。采空区底板垂直位移呈"环状"分布,且采空区底板下方10m内垂直位移受采动影响较大,采空区底板塑性区大致形成了一个平底"碗状"破坏形态,采空区中部底板岩体受水平采动应力影响较大,以剪切破坏为主。采空区两端煤壁附近底板受支承压力影响较大,以拉张破坏为主。     

底板采动破坏深度的力学分析和数值仿真研究

针对煤层开采底板突水问题,确定底板采动破坏深度是评价底板突水的重要因素之一。根据某矿7501,7502工作面的采矿地质条件、煤层及顶底板岩层结构和力学性质,运用弹、塑性力学理论和数值模拟研究确定正常底板的采动破坏深度分别为10.28,12m;断层影响的底板采动破坏深度分别为19.73,22m。结果表明,断层影响的底板采动破坏深度约是正常底板的2倍。对比现场实测的底板破坏深度数据,证实所建立的力学解析式和数值计算模型是可行的。     

含断层底板采动效应数值分析——断层切割深度对采动效应的影响

根据煤层底板地质特征,建立了含断层底板岩体工程地质力学模型,运用连续介质快速拉格朗日元法对底板采动效应进行了数值模拟。结果表明,在相同的地质和采矿条件下,断层切割深度对底板采动效应有较大影响。随切深增加,底板采动破坏深度加大,底板卸荷范围也加大,采场底板断层突水的机率增加。     

煤层底板采动影响

煤层开采后,在邻近岩层造成应力变化和岩层移动,对于采矿工程产生重大影响。一般均根据经验或实测数据估计这种影响。如果要详细计算,必须测定大量物理、力学参数,并编制复杂的计算程序,但由于岩层赋存状态和力学性质的复杂性,使准确计算难以实现。本文试图利用弹性理论近似地计算采动后的应力相对变化。各处应力增量的最低点(或应力增量为零的点)即冲击(或突出)危险煤层的解放范围边界线。煤层底板巷道距煤层小于20m 时,应布置在应力增量为零的地点,大于20m 时,可布置在应力增量小于零处。     

煤层底板采动深度探测与数值模拟研究

以某矿41503工作面为研究背景,先后采用理论预计、双端封堵侧漏现场实测、FLAC~(3D)数值模拟等方法,对该工作面采动后底板岩体破坏深度进行研究。研究结果表明:(1)41503工作面采后底板破坏深度理论预计结果为16.89~20.40m,现场实测结果为12.26m,数值模拟结果为13.67m;(2)通过对比发现,现场实测结果与数值模拟结果基本接近,而经验公式预计的结果偏于保守,综合确定该工作面底板最大破坏深度为12.26m,为承压水上安全开采提供依据;(3)数值模拟显示,随着工作面推进,底板塑性区不断增大,当工作面推进至90 m时,底板采动破坏深度达最大值13.67m,此后最大破坏深度不再增加,其破坏顶界沿走向呈一条与底板近似平行的直线,沿倾向大致呈倒马鞍形,且塑性区变化与最大主应力变化趋势一致。     

近距离上煤层底板采动效应数值模拟研究

以华苑煤业近距离煤层9、10号煤工作面布置为背景,结合现场实际条件,通过数值模拟试验的方法对9号煤层回采过程中底板岩层破坏特征及垂直应力分布规律进行了研究。研究结果表明:9号煤层回采已经引起了10号煤层的损伤、破坏;滞后9号煤层工作面0~30 m范围内受到煤层回采的影响明显,应该将10号煤层工作面布置在滞后9号煤工作面30 m以外的位置。研究结果为近距离下煤层工作面合理布置提供了参考依据。