断层附近掘进巷道突水的数值模拟

以新密某矿为工程背景,运用理论分析、有限元软件数值模拟等手段,研究了该矿承压水体上方断层附近掘进巷道的底板突水规律,确定了当掘进巷道掘至距断层30 m时,有突水危险性,从而为现场施工提供了量化指导。     

井下巷道的突水型式及突水防治

介绍了几种井下采矿过程中巷道突水的特殊形式，并提出了防治方法。以期服务于生产。     

岩墙影响矿井底板突水的数值模拟分析

为了探讨岩墙在底板围岩破坏及突水中所起的作用 ,采用ADINA有限元模拟分析了工作面开采的过程。数值模拟表明 ,在底板岩墙的位置破坏纵深最大 ,因此该位置也成了底板发生突水首当其冲的地方 ,应重点防范     

隐伏断层诱发巷道底板突水研究

隐伏断层在掘进扰动和承压水共同作用下可能形成突水通道诱发底板突水。以山西省刘家梁煤矿巷道突水问题为工程背景,以底板含隐伏断层的巷道为研究对象,通过理论分析、岩石力学试验、数值模拟的方法,研究了巷道在掘进过程中,围岩应力场、位移场、塑性区的演化情况。结果表明：随着巷道掘进,隐伏断层顶界面处围岩受应力场影响,由压缩态变为膨胀态;在倾角大于50°的正断层中,小倾角隐伏断层顶界面处围岩受到的剪应力峰值更大,当剪应力达到某一临界值时,断层不断向上活化扩展,最终演化形成沟通底板破坏带的突水通道,且突水通道更易在卸压区底板贯通。     

矿井突水预测研究现状及发展趋势

详细阐述了矿井突水征兆和突水水源的识别方法,总结了矿井突水预测的理论方法及监测技术.通过对突水预测方法的分析,认为采用渗流耦合力学理论、计算机科学技术和高性能微震监测技术将是突水预测预报研究的发展趋势.要进一步对矿井突水机理进行研究,利用信息技术不断完善各种预测方法和预测系统,对解放受水威胁矿层的开采具有十分重大的意义.     

浅析矿井突水的预测方法

近年来,矿井突水事故不断发生,严重威胁煤矿的安全生产,为了保障矿工的人身安全,达到安全、经济、高效的目的,在煤矿开采之前进行矿井突水预测很有必要,也具有显著意义。本文介绍了矿井突水预测的理论方法,如突水系数法、突水概率指数法、"下三带理论"预测法等,虽然每个理论方法都存在各自的优缺点,但是能够为突水预测提供理论的基础依据,为预防矿井突出事故提供帮助。     

矿井突水工作面的煤炭开采

介绍了梧桐庄矿突水综采工作面采煤及结束方法。采取打钻注浆以封堵水道、掘进泄水巷道排泄涌水、贴近工作面煤壁开挖泄水沟截断涌水冲向煤壁以及变更出煤和通风系统等措施，实现正常采煤。通过开掘突水工作面出架巷道、顶板钻孔灌注固结剂提高围岩强度等，进行工作面的移架搬迁，顺利实现矿井采煤生产的正常衔接。     

基于颗粒流方法的矿井突水溃沙模拟研究

通过格子Boltzmann方法对裂隙岩体水沙两相流动规律进行理论分析,研究颗粒在裂隙中的运动规律,通过格子Boltzmann方法处理两相流的边界问题,建立了裂隙岩体水沙两相流动的格子Boltzmann模型。利用颗粒流软件数值模拟裂隙溃沙,分析了沙粒进入裂隙后裂隙宽度、裂隙倾角等因素对颗粒运动规律的影响。     

基于“三图-双预测法”巷道突水机理及防治研究

针对巷道顶板隔水层缺失或采掘扰动作用下导通上覆含水层贯通巷道突水问题,采用现场水文地质调研、理论分析、数值计算,并基于"三图-双预测法"对巷道突水机理进行研究。结果表明:矿区导水带发育裂隙未贯通含水层,巷道顶板冒裂安全区域划分为冒裂危险强、中、弱及安全四大区,当工作面开采至600 m处时,顶板产生塑性破坏(冒裂带)高度达174 m,裂采比13.5∶1。     

改进型突水系数法在矿井底板突水评价中的应用

基于突水系数公式由水压和隔水层厚度有关,为了使突水系数法在煤矿底板突水评价中更加准确有效,考虑到各类岩石本身所具有的力学强度和阻水性能,从底板隔水层岩石组合方式及矿压破坏带发育情况入手,将突水系数公式改进为质量比值系数公式和强度比值系数公式。并将改进公式应用于某矿,结果表明：2种改进公式所绘制的评价图不仅能更加精确地显示矿井底板突水危险区域,而且给出了底板突水系数最大值与最小值。     

基于格子Boltzmann方法的裂隙介质渗流模拟研究

裂隙通道是影响介质渗流特性的重要因素。为了解裂隙基本参数对渗流的影响规律,首先通过四参数随机生成法,构造多组二维裂隙介质模型,然后基于格子Boltzmann理论编制Matlab程序对裂隙介质进行渗流模拟,并结合达西定理和立方定理进行理论求解。     

基于改进Dijkstra算法的矿山突水可视化仿真

针对矿山生产过程中的高突水风险,在对矿井突水过程研究分析的基础上,采用面向对象的程序设计方式,建立矿山水灾突水仿真系统,即首先通过对巷道网络的数据处理,设计和实现了面向水灾的井下巷道三维可视化系统,然后利用改进的Dijkstra迭代算法对巷道的突水过程进行数值仿真,最后以时间序列的方式通过三维可视化技术实现巷道突水过程可视化显示。通过应用于某矿山,验证了系统的可靠性和准确性。     

基于非达西流模型的煤矿突水渗流机制数值模拟

突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。以义安煤矿704工作面突水事故为例,采用非线性渗流模型模拟突水瞬态流动全过程,探讨突水过程中流速和压力的变化规律,揭示矿山突水全过程的流态转捩机制。研究表明：义安煤矿突水达到最大涌水量时,含水层的压力在0.2～0.3 MPa之间,突水实际上是一个降压加速的过程,含水层压力骤降是突水发生的前兆,且突水通道进出口压力和流速是动态变化的,3个流场有机地组成一个不可分割的整体。撑子面处突水流体涡旋是层流向紊流过渡的空间响应,表明矿山突水存在流态转捩过程。通过进一步研究发现突水通道的导水性能越强,发生突水灾害时危害越大。研究结果可为反演确定合理的工程渗流力学参数和突水通道的几何结构提供参考。     

基于无线传感网络的井下区域定位算法

煤矿坑道工作环境恶劣,安全隐患众多。事故发生时,为及时确定工作人员的位置信息,保证人员的生命财产安全,采用无线传感网络技术,分析比较现有成熟的定位方法,针对坑道复杂的环境,以RSSI测距的多元回归模型为基础,利用信标节点的距离差分信息,对信标节点确定的目标节点距离信息修正,并结合三边定位算法,提出一种煤矿区域差分定位算法。实验证明该算法无需较多的信标节点就能保证很高的定位精度,以该算法为核心的定位系统能够适用于坑道环境。     

暗挖地铁下穿既有铁路隧道施工的数值模拟研究

该文以重庆地铁4号线下穿渝怀铁路隧道为工程背景,基于有限差分程序FLAC3D建立了三维数值计算模型,通过模拟计算研究了新旧隧道的相互影响,对应力场和位移场进行了分析,得出了应力、位移云图和位移(拱顶、拱底和拱腰)变化曲线。研究结果表明,应力和位移具有明显的三维效应,由于地铁隧道的开挖使铁路隧道拱底产生96k Pa的拉应力,铁路隧道拱底最大沉降量5.08mm,沉降凹槽左、右展宽距洞室中心约25m。研究结果可为类似工程设计和施工提供参考。     

后方交会法在井下标定巷道中线点的探讨

笔者在实践中成功的将后方交会应用于井下施工测量．理论分析和实际结果均证明：在文中所述类似井下情况时，后方交会法标定巷道中线点是切实可行的．     

基于电磁感应探测法地下管道测量的仿真

介绍了电磁感应法探测地下管线的原理,同时也对地下单管,两交叉管,平行等距双管进行了曲线模拟,都能较好地得到精度高、误差小的测量方法。通过这种电磁响应曲线,可以得到不同深度的两管的具体位置。     

基于LBM方法的裂隙煤体内瓦斯抽放的模拟分析

基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method, LBM)建立了可模拟裂隙煤体内瓦斯抽放的二维动力学模型,对流场压力和流动速度的分布规律进行了模拟.模拟结果表明：抽放压力、钻孔位置对抽放效果有很大影响,抽放压力增大,瓦斯流动速度加快,瓦斯抽放率提高;但是当抽放压力达到某一值时,抽放率反而下降,这说明抽放压力存在一最佳值;改变钻孔的位置,在流场上、下侧偏心开孔时,抽放率低于在流场中心开孔,且流场中出现了涡流,流体在涡流处有较大的压力梯度.     

坑道钻探矿在雅满苏井下矿的应用

通过雅满苏铁矿井下开采后坑道钻的实际应用,总结了坑道钻探矿的优越性和主要施工技术要求,指出了今后的推广意义。     

基于Lattice Boltzmann方法对瓦斯压力分布规律的模拟研究

基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)建立了裂隙煤体内瓦斯压力分布的二维动力学模型,并对瓦斯压力在空间上的分布和时间上的演化规律进行了模拟研究。结果表明,瓦斯压力分布与煤壁暴露的时间和所处的空间位置有关:煤壁的暴露时间越长,煤壁处的瓦斯压力梯度越小,流场内瓦斯压力的变化范围越大;在空间上瓦斯压力呈二次曲线分布,这与已有的理论分析和实测的结果相吻合,表明LBM方法可为研究瓦斯在煤层中的运移规律提供新的计算方法。