采动对陷落柱裂隙带发育影响机理研究

为研究采动影响下陷落柱周边裂隙带的破坏机制,对其展开力学分析,并利用FLAC3D软件对这一过程进行数值模拟。模拟结果表明,陷落柱周边裂隙在采动影响下极易发生扩展贯通,进而导致矿井突水。分析模拟结果,认为采动对周边裂隙带影响的力学机理是裂纹因所受水平地应力变小而发生起裂扩展,从而使陷落柱周边裂隙带成为矿井导突水事故易发生的地带。霍州地区某矿10#煤层开采过程所揭露的x-187-08陷落柱的实例,分析结果证实了该结论。     

工作面开采陷落柱对顶底板的影响分析

针对岱庄煤矿4325工作面实际地质水文条件,通过物探勘测等分析手段,对已确定为弱充水型的工作面陷落柱进行采动过程的动态模拟。通过数值模拟方法,为能够在安全开采前提下尽量回收煤炭资源,最优化工作面方案提供参考依据。经数值模拟分析后,获得3煤层开采陷落柱对覆岩及底板的影响情况;根据探查资料分析情况,可采取一定安全技术措施避免陷落柱的较大影响。     

陷落柱影响下露天矿边坡变形破坏机理

以山西朔州安家岭露天矿北端帮边坡为研究基础,对陷落柱影响条件下露天矿边坡变形破坏机理进行研究,确定了受陷落柱影响条件下边坡失稳变形破坏模式。利用以往地质及勘查资料,建立研究区边坡典型工程地质模型,运用有限元数值模拟研究方法研究其失稳变形破坏机理,采用极限平衡研究方法对研究区边坡进行稳定性评价,稳定性评价结果与变形破坏机理研究成果取得一致。     

陷落柱影响下巷道围岩控制研究与实践

以陕西西卓煤矿1509胶带运输巷在掘进期间过陷落柱为工程背景,在利用FLAC^3D数值模拟分析对巷道掘进围岩稳定性影响的基础上,提出采用缩短锚杆锚索支护间排距、架设U型钢棚支护和加长锚杆锚索等方法对围岩进行控制。现场实测表明,顶板变形量和两帮移近量均在预警指标允许范围内,巷道围岩稳定性得到了显著提高,取得了预期效果,可为巷道遇陷落柱时的围岩控制提供参考。     

采动影响下隐伏陷落柱突水数值模拟

以塑性区范围、裂隙内的液体压力和渗流速度为评判依据,分析隐伏型陷落柱受开采扰动的突水危险性。根据流固耦合理论,采用FLAC3D软件实现隐伏型陷落柱突水进行数值模拟,分析了开采扰动下不同隐伏深度的突水过程。研究表明,在开采扰动下陷落柱会从底部开始产生剪切破坏并剪切破坏面向上扩展,当陷落柱周围的破坏区域与工作面周围破坏区域贯通就会发生突水;陷落柱隐伏深度越小,开采扰动对的陷落柱内渗流场的影响越大;当陷落柱隐伏深度低于30 m时,存在突水的危险性。     

陷落柱及其周边地应力分布研究

通过分析陷落柱柱与周边岩层的相互作用关系，运用弹塑性理论，分析了陷落柱柱体及其周边的应力分布；并采用大型有限元软件ANSYS对陷落柱及其周边的应力分布进行了模拟计算。两者结果吻合，表明陷落柱及其周边存在应力异常。     

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.     

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.     

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。     

巷道通过大型陷落柱支护技术研究

利用中煤平朔煤业有限公司2号井9号煤主运输大巷陷落柱实测资料,通过三维有限元数值模拟方法研究了超前锚固桩和U29型钢可塑支架联合支护方法的可行性,通过对锚固桩和U型钢支架的几何关系和应力分析,确定了锚固桩合理参数,验证了锚固桩和U型钢支架强度,很好地解决了大型陷落柱内巷道掘进和支护困难。     

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.     

综放工作面快速过上松下硬陷落柱开采技术

针对五阳煤矿7803综放工作面开采受到陷落柱严重影响的问题,通过现场探查,得到47#陷落柱无存水、不导水,选择了强行推过的开采方案。采用FLAC2D数值模拟,分析了推进过程中工作面与陷落柱的围岩塑性区的变化。结果表明,工作面顶底板破坏范围可达到20 m,陷落柱周边的裂隙带由0.5 m发展到4 m,回采过程中陷落柱不会被活化。采用"陷落柱探测+超前注浆+浅孔放震动炮"煤机硬过的治理方法,实现了7803工作面的安全高效回采。     

掘进巷道过陷落柱安全技术研究

本文针对长平煤矿5303掘进巷道中陷落柱问题进行了深入剖析,分析了原施工设计方案及存在的问题,提出了合适的安全保护技术措施,通过锚注+注浆+架设钢棚的联合支护方案,有效地提高了巷道过陷落柱期间的稳定性和安全系数,提高了巷道掘进效率,确保煤矿的安全生产。     

综采工作面过陷落柱技术初探

通过对2304工作面岩溶陷落柱资料的分析,探讨了工作面强行通过陷落柱的可行性方案。该方案的实施,减少了工作面搬家工作量,节约了费用;最大限度保证了工作面连续推进,实现了高效开采,并取得了一定的经济效益,也为以后开采过程中揭露陷落柱和强行通过陷落柱问题提供经验和依据。     

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。     

综放工作面过陷落柱加固机理及注浆技术

针对2309综放工作面过JDX16陷落柱问题,制定两顺槽超前深孔注浆方案,并进行现场试验。结果表明:工作面超前支承压力与陷落柱围岩支承压力耦合引起的应力升高是围岩失稳的诱因,通过浅层注浆封堵裂隙,可保障深层注浆充分扩散。     

柱状装药爆轰方向的研究

针对爆破中提高爆破质量和更好保护周围环境的问题,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,动态模拟柱状装药的爆破冲击过程,从等效应力云图和主应力-时间历程曲线分析,探究柱状装药爆炸中爆轰方向对应力波和主应力的影响情况,得出了柱状装药爆破中可用炸药爆轰方向来调整作用于岩体破碎能量的结论.     

深部爆破引起的裂隙扩展范围的研究

通过研究地应力卸荷和爆破荷载的耦合机制及其对深部岩体裂隙区拓展的影响方式,建立了初始地应力条件下岩体裂隙区范围的计算模型,并对不同初始地应力下的岩体爆破进行数值模拟,结果表明计算模型与数值模型结果有较好的一致性,证明计算模型有较高的可靠性。同时研究结果表明,在爆炸近区爆炸荷载对围岩裂隙的发展起主要作用,在爆炸远区地应力对爆破荷载的干涉作用较大,地应力对裂隙区范围的拓展也起一定的抑制作用。     

采动影响下陷落柱渗流特征分析

为了研究工作面靠近过程中,陷落柱内应力的变化规律及其影响下陷落柱的渗流特征,基于FLAC3D流固耦合模型,建立了2种数值分析模型,对比分析了工作面附近应力变化对陷落柱的应力场以及渗流场的影响,结果显示:陷落柱先后处于工作面超前支撑压力和卸荷区范围内,导致其应力先增大后减小,从而引起渗流场的变化;承压水在陷落柱内逐渐消耗,水头处压力为0;陷落柱贯穿煤层较隐伏于底板下,工作面距含水层更近,柱体受采动影响大,水头发育较高,实际工程中应加强这种情况下的监测和防范。