连续开采对覆岩移动与变形的影响

为研究老虎台矿-280 m水平与前期多采区按时间顺序连续开采对覆岩移动与变形的影响,运用Midas、FLAC~(3D)等数值模拟方法模拟-280 m水平与前期多采区按时间顺序连续开采,分别得出地表沉降和位移,并通过倾斜变形、水平变形、曲率等指标求出危险边界、移动边界、边界角与移动角。研究表明,随着采区开采数量增大,上覆岩体受到多次破坏扰动,导致移动与破坏范围增大,地表蓄水池存在很大的安全隐患,但对煤都路的安全没有影响。     

金属矿“露天-崩落-充填”多采区联合开采地表移动规律研究

金属矿多采区、多方法联合开采产生的地表移动变形具有复杂性,为揭示联合开采岩体移动变形规律,以大红山铁矿“露天崩落充填”联合开采为例,开展了三维有限元全弹性数值模拟研究,并对地表自动全站仪位移监测数据进行了分析.研究结果表明:相比Ⅰ号铜矿体充填法开采,主矿体崩落法开采对地表移动及露天边坡的稳定性影响最大,移动范围已越过F2断层,并波及到露天顶部境界;地下充填与崩落法开采对露天顶部境界的水平位移是反向的,边坡易产生张拉开裂;地下主采区北部沿脉巷道在采动应力叠加下易发生开裂;监测数据表明,虽然地下崩落法开采造成的沉降位移未波及露天边坡,边坡稳定性较好,且地表开裂范围无明显扩展,但移动范围有进一步外扩的趋势.综合数值计算与监测数据分析结果,提出了保障联合开采的安全防护措施,包括边坡防护、设计优化、监测系统升级、塌陷坑废石回填治理等,从而有利于大红山铁矿多采区、多方法联合开采安全平稳过渡.     

急倾斜矿体充填法开采的地表沉陷特性研究

建筑物下开采资源时,必须对开采引起的地表沉陷及其对建筑物的影响进行评价,确保建筑物的安全。针对赵平房铁矿矿体的急倾斜特性,结合空场嗣后充填采矿方法,运用有限元分析软件进行数值模拟分析,获得了矿体开采、充填后地表的移动变形规律,以地表倾斜、曲率和水平变形为评价指标,研究了地表的沉陷特性。数值模拟结果显示,两步骤开采引起的地表竖直方向最大位移为0.37 m,倾斜、曲率和水平变形最大值分别为0.794 mm/m、0.0096mm/m2、0.710 mm/m,其值均远低于我国建筑物的保护等级标准。结果表明,赵平房铁矿矿体的充填开采对地表建筑物沉降安全的影响不明显。     

西露天矿地下开采地表环境变形规律研究

地下煤层的开挖可能导致地表建筑物发生变形破坏。以西露天矿开采为工程实例,通过2种不同开采方法的数值模拟,得到了经4步开采后地表的沉降值和水平位移值,并通过"下沉"、"倾斜"、"曲率"、"水平变形"4项指标求得边界角和移动角。研究表明:充填开采可以减小地表下沉量和水平位移,破坏范围最终在N1 200 m左右,即露天坑内部,能够有效地保证地表建筑物安全,使得该项工程顺利通过专家论证,对抚顺集团和整个抚顺市都有着重要的经济意义。     

露井协采条件下的开采沉陷研究

为掌握露井协采模式下井工开采引起的覆岩层沉陷规律,通过在工作面上方布设地表移动变形观测站,实地观测各观测点的位移和测点之间的相对位移,依据概率积分预计模型,全盆地拟合对开采沉陷规律进行分析。结果表明,井工一矿上窑区19001工作面上方地表随工作面开采呈现下沉值、倾斜变形绝对值、曲率变形绝对值逐渐增大直至最大,水平移动绝对值逐渐增大后有一定减小,水平变形绝对值逐渐增大直至压缩变形值达到拉伸变形值的2~4倍的动态规律。     

林南仓矿条带开采参数优化及稳定性规律研究

在林南仓矿某采区原有的条带开采方案的基础上,通过理论分析,对该采区条带开采方案进行参数设计,并预计其地表移动变形的最大值;应用FLAC3D有限差分数值模拟法分别对各方案进行模拟计算,得出地表移动和变形各参数的最大值,分析条带开采中不同采留宽度对地表移动和变形的影响,研究条带开采的地表移动变形规律;同时收集该采区地表观测站的现场观测数据,对预计的地表移动及变形值进行验证,得出林南仓矿该采区条带开采的地表移动变形规律及适用于该采区的更优的条带开采方案。     

充填开采地表移动变形规律数值模拟分析

为了研究充填开采地表移动变形规律,简要介绍了地下开采引起的地表移动和变形5项指标对地表建筑物影响情况,分析了5项指标之间的内在联系和对地表建筑物造成破坏的直接原因,引入了地表“下沉梯度”和“水平移动梯度”的概念,从而对充填开采提出了新的评价指标和要求,在减缓地表下沉量和水平移动量的基础上,需要重点关注对梯度的控制情况。针对新阳矿十采区10203充填开采工作面现场条件建立FLAC3D数值模型,对比分析充填法和垮落法开采的地表移动梯度变化规律。研究表明:充填开采减小了地表下沉量和水平移动量,显著降低了地表下沉梯度和水平移动梯度,地表趋近于均匀下沉和连续变形,能够有效地保证地表建筑物的安全。     

构造应力环境下倾角对急倾斜矿体开采岩移规律的影响

为了研究构造应力环境下矿体倾角对急倾斜矿体开采岩移规律的影响,基于离散单元法3DEC,分析了构造应力(σh/σν=1.5)环境下,矿体倾角分别为50°,60°,70°,80°,90°时开采引起的地表与围岩移动变形规律。结果表明:既有条件下,地表最大沉降量随倾角的增大而减小,下盘地表最大水平移动量随倾角的增大而增大,上盘地表的最大水平移动量随倾角的增大而减小;随着矿体倾角增大,上盘围岩最大移动变形量和采动影响范围减小,而下盘围岩最大移动变形量和采动影响范围则增大。     

千米深井矸石充填开采地表沉陷规律研究

针对千米深井矸石充填开采的地表沉陷问题,采用Flac3d软件建立数值计算模型,研究了该采区不同开采范围,不同充实率条件下的地表沉陷规律。研究表明,充实率为80%时,随工作面的推进,地表沉陷参数值逐渐增大,但增量逐渐减小;但推进距离为800m时,随充实率的提高,下沉值、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等参数逐渐减小,且减小量逐渐增大。     

王庄煤矿输油管线压煤充填开采可行性研究

针对王庄煤矿地面输油管线压煤范围广、影响下方4煤、4_(-2)煤采区布置问题,通过现场实测、理论分析和经验类比相结合的研究方法,划定输油管线压煤开采范围,技术比较不同压煤开采方案,预计单层或两层充填开采输油管线移动变形值,分析充填开采对输油管线安全影响,并提出开采安全技术措施。结果表明:地表移动变形对输油管线安全影响最大。输油管线穿过重复采动区域中部时移动变形最大,最大水平变形1.09mm/m,倾斜2.10mm/m,曲率0.0271×10~(-3)/m,均在允许变形范围之内,输油管线下压煤充填开采是可行的;输油管线变形最危险区域为重复开采区域边界两侧190m范围,在充填开采时应重点管理,确保充实率大于86%,是输油管线安全稳定的必要条件。