井下大型硐室群卸压保护的三维数值模拟

基于现代力学理论，利用ANSYS有限元软件针对巷道围岩卸压机理进行数值模拟，分析了煤矿开采中卸压保护硐室群效果、硐室群的围岩应力与变形．研究表明，应力集中系数高达5～6时，硐室维护十分困难．通过在煤层中开辅助巷道，形成让压空间，使应力峰向围岩深部转移的方法，发挥深部围岩的承载能力，达到降低巷道围岩应力峰值的目的．     

姚桥煤矿卸压巷合理位置留设

目前大屯矿区姚桥煤矿进入深部开采阶段,地压显现剧烈,轨道下山巷道受工作面回采超前支撑压力作用的影响,围岩变形难以控制,不能满足安全高效生产的要求。根据姚桥煤矿现有的条件,运用Fl AC3D数值模拟方法对7002工作面进行卸压巷合理位置模拟计算,得出合理的卸压巷中心线与7002工作面停采线水平距离为40 m。通过现场实践工业性试验,水平距离为40 m时,回采期间轨道下山巷道的围岩变形量满足生产要求,对轨道下山巷道起到较好保护作用。     

切顶卸压沿空留巷围岩控制效果数值模拟研究

为研究切顶卸压对沿空留巷围岩控制效果的影响规律,基于UDEC软件,对沿空留巷侧向顶板悬顶与垮落2种情况下的围岩受力变形特征进行深入分析。研究表明:相对于直接顶悬顶状态,直接顶垮落时煤帮侧煤层和巷旁支护墙体上的垂直应力集中系数分别降低0.19和0.49;直接顶垮落状态下沿空巷道顶板下沉、底板鼓起、煤帮内移和墙体内移量相对于直接顶未垮落状态下,分别降低73%、60%、27%、75%;巷道侧向悬顶是造成沿空巷道围岩大变形的重要原因,切顶会促使采空区上方直接顶有效垮落,采空区上覆岩层的重力无法有效向巷道周围的煤岩体中传递,且垮落的岩层会对顶板起到一定的支撑作用,有助于降低巷道围岩所承受的压力。     

煤柱对被保护层工作面卸压影响应力演化数值模拟研究

本文以某矿一个保护层工作面为实验原型,运用FLAC 3D数值模拟软件,分析研究了保护层工作面开采时留设不同宽度煤柱,被保护煤层应力垂直变化规律。根据分析得到的垂直应力变化规律,判断被保护层瓦斯卸压效果,可以为工作面的优化布置和卸压瓦斯抽采提供依据,对于其他条件类似的工作面也有一定的参考意义。     

切顶卸压自动成巷的离散元数值模拟

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术是一种经济有效的无煤柱开采新技术,目前,对此技术进行关键参数研究多采用基于连续力学理论的数值模拟方法,难以实现顶板离层与垮落等物理现象的模拟。采用三维离散元软件对浅埋深煤层切顶卸压自动成巷进行研究,较详细分析了不同切缝高度下采空区上覆顶板岩层应力场与变形移动规律。研究结果表明：离散元法可有效地模拟出上覆岩层的应力场演变过程、块体的位移及岩层跨落;不同顶板预裂切顶高度对顶板顺利切顶成巷有较大影响,切缝应有效切断采空区顶板与留巷顶板间的应力传递。研究结果对切顶卸压自动成巷技术应用过程中参数的研究与分析有一定借鉴意义。     

基于数值模拟的高压采场卸压方案研究

为了安全开采含有较多采空区的矿体,制定了2种卸压方案,并采用FLAC3D软件对矿体进行建模,模拟并分析了其卸压效果.结果表明,采用方案1(卸压巷道与凿岩巷道呈"非"字形、相邻卸压巷道间隔10 m)时,最小主应力在凿岩巷道两边及顶板附近分别从8 MPa和9 MPa降至5 MPa和8 MPa,最大主应力变化不大;采用方案2...     

不同尺寸卸压槽控制高应力巷道大变形模拟研究

针对高应力巷道变形量大、支护效果不明显的情况,分别采用相似模拟试验和数值模拟开挖卸压槽,得出卸压槽开挖前后巷道周边围岩的应力分布及巷道位移变化,分析了不同尺寸卸压槽的卸压效果。为合理开挖卸压槽、维护巷道的安全和稳定提供了借鉴。     

水化作用对软岩巷道变形影响的数值模拟

以李雅庄矿巷道变形工程实例为背景,综述了水作用下地下矿井巷道变形破坏的形式和软岩巷道围岩变形的特点;分析了井下巷道围岩试样自然含水状态下、水化7d、水化14d、水化30d状态下力学强度参数变化情况;得出了水作用下软岩巷道变形机理;并数值模拟了自然含水和饱和含水状态下水化作用对软岩巷道变形、破坏过程,进而研究了水对软岩巷道变形的影响。     

10-110采面切顶卸压留巷技术参数模拟分析与应用

采用FLAC^3D软件,建立回坡底矿10-110综采工作面切顶卸压留巷模型,模拟得到在垂直顶板上方6 m、距留巷临空侧2 m、实体煤帮侧后方15 m处,工作面垂直应力下降幅度最大。结合公式计算和数值模拟确定工作面实际切缝高度6 m、切缝深度7 m、切缝角度15°,在对留巷采用合理支护的情况下,通过监测顶板下沉量可知,切顶卸压效果良好。     

巷旁开掘卸压巷技术研究与应用

为了安全高效的进行地下煤炭资源的开采,根据巷旁卸压基本原理,结合兖州矿区兴隆庄煤矿4324孤岛工作面的实际地质情况,采用理论计算方法,确定卸压巷的合理位置．然后建立数值分析模型,模拟大煤柱中卸压巷开掘前后,运巷的变形情况及其周围的应力分布状态．在现场回采过程中,采用收敛法分别实测有无卸压巷段的运巷表面位移,采用KSE-Ⅱ-1型钻孔应力计分别实测有无卸压巷段的运巷周边应力分布状态．结果表明,卸压巷的开掘,既减小了运巷的表面位移量,又转移了运巷周围的集中应力,改善了运巷的稳定性,有利于回采巷道的维护．     

巷旁充填体合理宽度数值模拟研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷巷旁支护的一个重要参数,它不仅影响着充填体自身的稳定性,而且很大程度上影响着留巷围岩的稳定性,该文通过FLAC3D模拟不同巷旁充填体宽度巷道围岩变形情况,从而确定合理的巷旁充填体宽度。     

切顶卸压沿空留巷切缝设计与研究

针对哈拉沟煤矿12201工作面切顶卸压沿空留巷工程所设计的预裂切缝,保证切断其顶板应力传递,并且顺利切落成巷,通过理论计算结合工程实际设计出合理的切缝高度范围和角度范围,并利用数值模拟进行验证从而确定出最合理的切缝高度和切缝角度,通过现场试验得出最为合理的钻孔间距,从而确定出针对哈拉沟煤矿12201工作面切顶卸压沿空留巷最优的切缝设计方案。     

开卸压槽防治岩爆的数值模拟研究

随着岩石工程逐渐向深部发展,高地应力导致的岩爆灾害日益凸显,而开卸压槽或是主动降低围岩高地应力、防治岩爆的有效措施之一。为研究开卸压槽对岩爆的防治效果,本文利用离散元数值模拟方法对巷道中不同开槽卸压方案进行了对比分析。研究结果表明：开挖后的巷道围岩环向应力增大、易发生岩爆,在围岩中开槽可在卸压槽周围形成三角形的应力降低区,并将高应力区转移到卸压槽底部,从而达到防治岩爆的效果。但开槽卸压的效果会受其具体位置影响,且在地应力较高(≥50 MPa)时,单独开卸压槽会造成局部围岩破碎,破坏围岩的完整性,进而诱发岩爆。此外,水平侧压力系数较小时,在不同位置开槽释放的弹性应变能近似相等,水平侧压力系数较大时,在巷道顶板处开槽能量释放效果要优于巷道侧帮开槽。因此,在实际工程中,应根据巷道围岩的地应力条件(地应力大小、侧压力系数等)和围岩稳固性选择合适的开槽方式、开槽位置和支护方式来防治岩爆。     

综放沿空巷道失稳机理及护巷模拟研究

针对阳泉一矿S8102工作面回风巷巷道变形严重问题,通过对综放沿空巷道失稳机理的研究,分析影响巷道围岩应力的主要因素;通过FLAC数值模拟,计算分析沿空巷道不同护巷方式下巷道围岩应力、塑性区分布及巷道表面位移量,为综放沿空巷道提出合理优化的护巷方案.     

钻孔卸压开采的数值模拟

应用在巷道两帮打钻孔的方法,对程潮铁矿东西区结合部高应力区进行卸压开采分析,根据卸压机理结合工程实例对其进行数值模拟,分析在打卸压孔前后东西区结合部的应力分布特征。模拟结果表明,钻孔卸压开采有效地利用了卸压孔对巷道周围岩体的切割,使巷道围岩的集中应力向卸压工程转移,同时利用卸压孔的空间收缩来释放周围岩体的压力,最后达到减少巷道围岩受力和变形的卸压效果。     

顶板厚度对巷道稳定性影响的数值模拟

以漳村煤矿23采区西下山进风巷道为研究背景,分析了顶板厚度对巷道稳定性的影响因素,并采用FLAC3D数值模拟方法,研究对比不同顶板厚度条件下巷道底鼓量、顶板下沉量、两帮移近量等围岩的破坏情况,发现顶板厚度与巷道变形成正比例关系,与巷道稳定性成反比例关系。同时对比了直接顶和老顶在影响巷道稳定性方面的差别,发现较之老顶,直接顶在影响巷道变形方面更为重要。     

用交替法分析卸压巷硐的卸压效果

利用交替法原理及解析数学中的复变函数法,计算在卸压巷硐的作用下,巷道周边的环向应力与径向应力的解析表达式。并针对某实例,通过mathematica数值软件,描绘出了卸压前后,巷道周边环向应力与径向应力的卸压效果:径向压力在巷道边缘0.8 m内卸压效果不明显,但是对深部围岩的卸压效果很好。巷道周边的环向应力的卸压量很大,对高环向应力有很好的卸压作用。因此对于周边环向应力较大的巷道,选择开卸压巷硐卸压的方式能取得较好的效果。     

巷帮松裂爆破卸压法维护巷道

通过对井下巷道两帮打孔、装药、爆破等卸压施工试验和效果观测、分析，证明巷帮松裂爆破卸压是维护巷道的有效方法之一。