陷落柱形成的力学机理及数值模拟研究

陷落柱存在是矿井安全的重大威胁,陷落柱形成机理的关键是溶洞顶板的破坏和塌陷机制,运用薄板理论分析了溶洞顶板的应力分布,得到溶洞顶板破坏是由于周边裂纹扩展开始的,并产生岩块分离体.用极限平衡分析法得出了溶洞顶板分离体塌陷的判据.根据这些判据,分析了陷落柱的发生、发展及停止的过程,并用有限元方法验证了以上理论分析.     

椭圆形陷落柱厚壁筒突水模式力学判据及数值模拟

有效地预测、预防岩溶陷落柱突水,运用复变函数、弹塑性力学,推导了椭圆形截面陷落柱“厚壁筒”力学模型突水模式的临界判据方程,并通过有限元软件验证了陷落柱受到均布力作用时,应力分布的解析解。研究表明：椭圆形截面陷落柱在受到以陷落柱柱体为导水通道的均布力作用下,厚壁椭圆筒的应力从椭圆筒的内壁到外壁逐渐变化,在椭圆筒内壁的长半轴的两个端点处应力取得最大值,在椭圆筒的短半轴处的应力取得最小值。     

岩溶陷落柱的形成机理

通过对地壳运动作用力所产生的褶皱、断裂、节理等地质构造现象的观察，结合对具有央求同象地区煤岩地层间接触关系特征的研究，论述了岩溶陷落柱的形成机理，为陷落柱的分析、探测和综合治理提供了新的理论依据。     

岩溶陷落柱垮塌发育过程的力学机理研究

分别利用弹性力学薄板理论和温克尔地基上的悬臂梁理论对岩溶陷落柱形成过程中的力学机理进行分析,并运用数值模拟软件UDEC对陷落柱垮塌发育过程进行模拟验证,得到以下结论:陷落柱是由初次垮落和不断再次垮落形成的;影响陷落柱垮塌发育的因素主要有重力、岩溶腔的跨度和上覆岩层的岩性;陷落柱水平截面的直径自下而上在不断减小,岩溶陷落柱最终呈现出上小下大的倒漏斗型。     

金桥煤矿陷落柱的验证及形成机理

通过对验证孔岩芯破碎情况及地层层位的分析对比,认为三维地震发现的陷落柱是存在的,结合陷落柱所处的构造部位及水文地质特征,对陷落柱的形成原因进行了分析,根据岩芯特征对地层的陷落过程进行了说明。     

陷落柱的形成与分布

通过分析陷落柱的形成条件和影响其分布的因素，推列出陷落柱可能发育的地区或地段，对煤矿生产中综合治理陷落柱，具有一定的意义。     

陷落柱影响煤层安全开采的数值模拟分析

为避免井下揭露陷落柱造成事故,针对葛亭煤矿3301工作面在掘进过程中揭露岩溶陷落柱的情况,结合以往研究成果和工作面实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件建立三维模型,分析采煤工作面推进的全过程,对工作面距岩溶陷落柱不同距离的垂直应力和围岩应变进行模拟。     

同发东周窑井田陷落柱的形成机理

通过对同发东周窑矿的地质情况进行分析,结合井田勘探钻孔的成果,运用构造分析等方法,重点对该矿陷落柱的分布特点、发育规律以及具体特征进行了阐述,探讨了该矿区陷落柱的形成机理。研究表明:该矿区陷落柱主要受到沉积不均匀的奥陶系石灰岩和大断层的控制。     

采动影响对陷落柱活化导水机理数值模拟研究

为研究采矿对陷落柱活化作用,利用数值计算软件FLAC3D对强充水陷落柱、不充水陷落柱和煤层底板中赋存陷落柱的破坏过程进行模拟,分析陷落柱及其周边围岩的应力、应变和塑性区的变化.研究表明,陷落柱在采动应力场和渗流场的相互作用下,渗流压力引起陷落柱围岩产生应变,同时采掘工作形成的应变也同样会引起渗流系数的变化.随着承压水压力的增大,陷落柱泥化带、裂隙带和破碎带的宽度都相应增大.对底板中陷落柱突水进行模拟,采动影响先产生在底板进而影响陷落柱.减小回采空间可以减小顶底板以及围岩的变形、破断和移动,保证底板隔水岩层的隔水能力.     

陷落柱周边采场应力分布特征数值模拟

华北煤田广泛发育有岩溶陷落柱,对煤矿安全生产有较大影响。该文论述了陷落柱的特征及其顶底部剪切破坏突水模式及判据。应用岩石破裂过程渗流应力耦合分析系统,对陷落柱及其周边应力分布进行了数值模拟研究,得出了陷落柱及其周边剪切破坏明显增加的结论。     

白沙洲大道张家湾段岩溶塌陷机理分析

通过收集资料,结合物探、钻探等手段,对武汉白沙洲大道张家湾段岩溶塌陷产生的地质环境、形成条件、发育规律和影响因素进行深入研究;在此基础上,分析出武汉地区岩溶塌陷的成因机制,指导其地面塌陷防治工作。     

煤层底板陷落柱活化突水过程的数值模拟

为了研究煤层底板陷落柱活化破坏特征及诱发的突水机理,采用RFPA2D模拟了全充水强导水型和边缘充水导水型陷落柱的活化突水过程.数值模拟再现了流固耦合作用下全充水导水型陷落柱克服剥离面上的黏结力、柱边滑动面上的抗滑阻力,最终发生发生活化崩塌的过程以及边缘充水导水型陷落柱从边缘裂隙的扩张、贯通到宏观导水通道形成的全过程.分析结果表明,突水通道形成受陷落柱本身的物理力学性质以及开采应力扰动等因素的共同控制,陷落柱构造的存在影响了原岩应力应变的均匀分布,在开采扰动时,这种影响表现的更为突出,在应变不协调部位容易产生剪切变形与损伤,加之高压渗透水流的楔劈作用,致使陷落柱逐步活化而引发突水.     

温度对梧桐庄矿岩溶陷落柱发育影响的模拟实验研究

通过设置不同的温度梯度,实验模拟梧桐庄矿岩溶陷落柱发育的水环境条件,分析温度对该矿岩溶陷落柱发育的影响。通过测定并对比分析不同组样品的pH和〔Ca2+〕数据,分析温度T对碳酸盐岩和硫酸盐岩溶解的影响,从而揭示热水在梧桐庄矿岩溶陷落柱发育过程中的重要作用。     

岩溶矿区陷落柱发育规律及防治技术的研究

探讨了陷落柱的形成条件和陷落柱的发育规律,并在分析陷落柱突水机理的基础上,提出了针对陷落柱水害的防治技术.     

巷道过陷落柱围岩控制措施研究应用

针对长沟煤矿15121回风巷过X1陷落柱期间掘进速度慢、顶板维护难度大、巷道成型率差等技术难题,提出了“注浆+超前水平恒阻锚索+双梁锚棚”联合加强支护措施。应用结果表明,联合支护技术提高了顶板稳定性,控制了顶板破碎、下沉现象,巷道掘进速度提高至5.7m/d,取得了显著应用成效。     

桩基础施工诱发岩溶地面塌陷的形成机制与防治方法研究

在岩溶地区进行桩基础的施工过程中经常会破坏地基岩 (土 )层的平衡条件和地下水动力条件 ,从而诱发地面塌陷等地质灾害。该文分析了人工挖孔桩、钻 (冲 )孔桩等不同类型的桩基础施工工艺在岩溶发育地区诱发地面塌陷和地面沉降的机制 ,并针对不同的成桩工艺、场地工程地质条件和地下水动力条件 ,给出了相应的防治方法。     

遵义市仁江岩溶塌陷机制形成模式分析

贵州省生态地质环境脆弱,岩溶塌陷在贵州具有广泛性、群发性、复杂性、较难预见性.随着人类活动的加剧及自然极端天气的频繁出现,塌陷的数量和规模有增多的趋势.该文通过对遵义市仁江村岩溶塌陷的调查研究,分析了岩溶塌陷的发育特征、形成条件、时空分布特征等几个方面,探讨了该岩溶塌陷的成因机理,进行了稳定性分区,并据此提出了相应的防...     

岩溶陷落柱钻探探查技术

为保证煤层安全开采,对淮南煤田张集煤矿西三采区的疑似岩溶陷落柱进行探查。布置了地面钻探工程,研究了钻孔钻进过程中遇陷落柱时所出现的识别特征,同时分析了井温变化,并通过盐化扩散测井测定了涌漏水层位。钻探及试验测试结果表明该陷落柱为中心轴南倾、上小下大的非完全陷落柱,其范围大于三维地震勘探资料解释范围。     

广州地区碳酸盐岩区形成岩溶塌陷的基本条件

通过阐述广州地区碳酸盐岩地区具备形成岩溶地面塌陷的三个要素，说明近年来广州地区发生的多起地陷、地裂的地质背景。唤起人们对广州地区碳酸盐岩地区岩溶灾害的重视，以免造成不必要的损失。