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基于高速公路穿越煤矿采空区的工程案例逐渐增多,当采空区埋深小于某阈值时,车辆外荷载可能诱使下伏覆岩结构失稳、活化,威胁行车安全。为保障采空区上方高速公路的安全运营,本文在顾及车辆荷载具有周期循环动态加载特性的基础上,结合数值模拟实验研究了不同路堤高度、路面刚度、车辆载重及行车速度等多工况条件的车辆荷载扰动深度,基于回归统计分析给出了车辆荷载扰动深度经验表达式,并提出了高速公路下伏采空区安全深度的确定方法。研究结果表明:随着路堤高度、路面刚度及行车速度的增加,荷载扰动深度逐渐减小,而随着车辆载重的增加,荷载扰动深度逐渐增大;荷载扰动深度与路堤高度之间呈线性相关,与路面刚度、车辆载重及行车速度之间呈非线性相关;经验公式计算值相较于数值模拟实验值的残差介于0~2.8 m,均方根误差约为0.95 m;高速公路下伏采空区安全深度应大于车辆荷载扰动深度与导水裂隙带高度之和。最终,将上述研究成果应用于武云高速,结果表明武云高速下伏采空区的安全深度应超过104 m,该值小于研究区域最浅采空区埋深(158 m),即武云高速外荷载不会导致下伏采空区结构失稳、活化。 相似文献
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在查阅相关文献的基础上,运用相关的理论,建立了二维有限元模型,并结合京珠高速公路未阳至宜章段的实际情况,得出了一些结论,以期能为相关的工程起借鉴作用和提供有益的指导。 相似文献
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针对晋北地区东风煤矿采空区易引发地质灾害问题,通过对区域概况、矿区地质与水文地质条件、模拟评价及分析,结合地表勘查与DEM图像进行沉降分析,采用离散单元法对晋北地区东风煤矿采空区进行数值模拟,获得某一典型块体位移曲线,并进行了位移边界条件研究,得出了水平位移和垂直位移曲线呈波浪起伏状,最大位移分别为1 360 mm和4 510 mm,块体受力作用比较明显,水平时步迭代约58 000步后趋于稳定的结论,对其采空区稳定性进行了准确评价。该方法可以应用至其他类似采空区,对于指导该区煤炭资源合理地可持续开采、减少由此引起的地质灾害的产生具有重要的理论指导意义。 相似文献
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公路下伏采空区影响的预计评价方法 总被引:2,自引:0,他引:2
本文给出应用评价高速公路下伏采空区对公路影响程度的应用程序--YLH-8中概率积分法,用以确定地表剩余沉陷的图形数据处理评价方法,并给出应用实例。 相似文献
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山西省作为我国的煤炭大省,因采空区而引发的地表沉陷、地裂缝等地质灾害时常发生,成为影响其上高速公路路基、建筑物和构筑物等稳定的重大安全隐患.本文就下伏采空区的高速公路变形监测方案、方法和数据处理进行了有益的探讨. 相似文献
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结合贵州省铜仁至威宁高速公路毕节至威宁段天桥特大桥下伏采空实例,介绍了高速公路下伏采空区的损害形式以及空区引起的地表移动和变形规律,预计桥基沉陷及变形量,分析路基稳定性,为项目设计和施工提供参考. 相似文献
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老采空区受矿区早期采煤方法的限制,具有较强的隐匿性,很难得到有效治理,为其地表构筑物建设带来巨大挑战。以昌盛煤矿房柱式老采空区治理为工程背景,采用理论分析、钻孔勘探、数值模拟以及现场瞬变电磁勘查等方法,分析了房柱式采空区覆岩裂隙特征;判别了房柱式采空区上地表的稳定性,数值模拟进一步分析得出,在新的单位载荷作用下,采场中央遗留煤柱将发生活化失稳,引起采场所有煤柱发生多米诺骨牌式破坏,进而导致房柱式采空区地表发生失稳。基于对房柱式采空区稳定特征及浆液在房柱式采空区流动的特性提出了散点式注浆充填方案,给出了浆液配比及注浆工艺。现场瞬变电磁勘查结果表明,散点式注浆充填法能有效实现老采空区的充分均匀充填,注浆效果整体良好,同时该方法可为对类似老采空区地表治理提供参考。 相似文献
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神东矿区房采采空区安全隐患评估与治理技术 总被引:3,自引:0,他引:3
基于调查与踏勘、综合分析、危险性分级与评估、现场监测与试验等方法,分析了神东矿区房采采空区的隐患类型,提出了神东矿区房采采空区危险性分级方法,开发了神东矿区房采采空区安全评估专家系统并进行了隐患评估,通过爆破试验对房采采空区进行注浆治理试验。结果表明,神东矿区已有房采采空区面积约29.05 km2,包含房采空区对应地表存在重要建筑物、通信塔或高压线塔、公路、井下采掘安全等4种隐患类型,并将神东房采采空区危险等级划分为5级;开发出神东矿区房采采空区安全专家评估系统,评估结果符合现场实际。经采取地面注浆治理试验和爆破治理试验,为房采采空区隐患评估、隐患治理及建筑物保护利用提供了可靠安全保证。 相似文献
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为确定某矿3303工作面不规则煤柱处于两侧采空状态时的稳定程度,通过数学模型对不规则煤柱最小安全尺寸及煤柱稳定性系数进行计算,在此基础上,以数值模拟对不规则煤柱两侧采空状态下的应力变化规律展开分析。结果表明:煤柱最小安全尺寸为31.2 m,大于3303工作面推进36.5 m范围内不规则煤柱尺寸;煤柱稳定性系数为1.14,根据煤柱稳定性判别指标判定煤柱为稳定状态;不规则煤柱应力随工作面推进距离增大呈上升趋势,最大应力值与理论计算煤柱承载强度最小值基本一致;综合评定双侧采空状态下,不规则煤柱能够保持稳定。 相似文献
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房柱式采空区下长壁工作面覆岩宏观变形特征研究 总被引:1,自引:0,他引:1
基于鄂尔多斯矿区房柱式采空区下长壁工作面回采实际情况,采用理论分析、现场实测和数值模拟相结合的方法,对该条件下工作面覆岩宏观变形特征进行了研究。结果表明,房柱式采空区下长壁工作面顶板结构呈现上部大结构和下部小结构的特征,大结构和小结构交互影响,导致支架循环末阻力和来压判据较实体煤下和长壁采空区下都大,遗留煤柱下方工作面煤壁处存在应力集中异常区,工作面片帮和切顶危险增加,更易导致采场支架失稳。 相似文献
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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。 相似文献
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佛子矿长期采用浅孔留矿法回采矿体,在矿体上部残留有大量未回收间柱,该矿拟回收104号矿 体138 m中段的部分间柱。结合现场实际情况,采用有限差分软件FLAC3D对开采现状及抽柱法、 削柱法2种间柱回收方案进行模拟研究。其中,对开采现状的模拟表明,138 m中段间柱和采空区 顶底板的应力值均小于该中段矿岩体的破坏强度,说明该中段暂时处于稳定状态,可以进行矿柱 回收。对抽柱法和削柱法回收间柱进行模拟表明,间柱回收后,区域内的应力值较回收前有一定 的增长,但削柱法回采下的最大压应力和最大拉应力增幅均小于抽柱法,说明削柱法方案优于抽 柱法方案;削柱法回采间柱后,该中段的应力值已接近矿岩体的破坏强度,应在回采完毕后,对 残余矿柱进行加固处理。 相似文献
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随着大直径深孔采矿法的推广应用,空区失稳坍塌问题凸显,加强采空区管理,开展开采过程中的采空区稳定性分析十分必要。本文采用目前先进的BLSS-PE矿用三维激光扫描系统辅助建立了某矿山生产中段采空区数值计算模型,结合应力与位移分布云图,得出二步采场回采对一步采场空区稳定性的影响大小,结果表明,二步采场回采使得一步采空区周围的应力集中范围进一步扩大并与一步采空区形成了应力叠加,在矿柱位置出现了应力集中,最大集中应力约为26 MPa,且垂直方向上的位移增加,最大位移量接近5 mm,存在顶板垮塌风险。 相似文献
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四台矿12号层402盘区开采过程中需反复斜交过上覆采空区间煤柱,通过多种矿压观测手段分析了首采面8206面开采过程中的采场来压规律及过应力集中煤柱的矿压规律,对该盘区其他相同条件工作面及类似条件下回采采场围岩控制具有工程决策意义。 相似文献