南京银茂铅锌矿区采场开挖稳定性分析

利用有限元程序,模拟了采场回采过程,分析了采场围岩的稳定性,采场顶板和间柱的应力场、位移场和塑性区。从总体上看,采场的拉应力主要集中在开挖面的顶板中央部分,随着开挖高度的增加,拉应力越来越大,应力场中拉应力的分布面积也越来越广。矿柱上存在高应力集中,对采场的整体稳定性有很大影响,部分岩体变形严重,会出现冒顶现象。由于充填体材料易屈服,在与矿柱接触时,为了限制矿柱的变形,出现了大片的塑性区,对整个采场的稳定影响较小。     

基于FLAC~(3D)模拟的软岩巷道地压显现规律研究

为了研究软岩巷道围岩矿压显现规律,采用FLAC~(3D)数值软件模拟不同侧压系数下,巷道围岩应力、位移和塑性区的变化规律,结果表明:由于侧压系数的不同,巷道开挖后在巷道底板和两帮拐角处出现应力集中,并在两帮中间位置出现了拉应力,最大拉应力为0.013 2 MPa;随着侧压系数的增加,巷道的水平位移大于垂直位移且偏帮严重;整个巷道塑性破坏明显,塑性区主要分布在巷道顶板上0.8 m左右和底板下1 m左右,说明巷道围岩自稳能力差,需要采取支护手段,为研究巷道矿压显现规律提供参考。     

莱新铁矿软岩地层阶段充填法应用研究

莱新铁矿地质条件复杂,矿岩软弱破碎,地下裂隙水发育,采场地压表现为在自重应力作用下,顶板出现拉应力破坏,导致顶板冒落.针对这种情况,就如何实现安全开采问题进行数值模拟分析.数值分析结果表明,与矩形采场结构相比,菱形采场结构能够较好的适应应力转移规律.据此,针对矿山工程实际,提出菱形采场结构阶段充填采矿方法.应用2D-σ软件对菱形采场结构不同结构参数下的应力分布、变形特征及塑性区大小等进行数值计算.数值结果表明,菱形采场结构是一种基本稳定结构;其采场围岩及充填体未出现较大拉应力和塑性区,证明该方法在莱新铁矿的可行性;提出该方法在莱新铁矿应用的最佳结构参数,对莱新铁矿软岩条件下开采具有一定的指导作用.     

大倾角煤层工作面采场围岩矿压分布规律光弹性模量拟模型试验及现场实测研究

以平煤集团香山矿戊9-0-22090大倾角煤层工作面为工程背景,通过室内光弹性模拟模型试验和工作面现场矿压实测,对大倾角煤层工作面开采后采场围岩矿压分布规律进行研究.光弹试验和现场实测结果表明:倾角对煤层工作面开挖后采场围岩应力分布、支承压力的分布有显著影响.大倾角煤层工作面开采后,采场顶板岩层的变形、破坏和运动形式不同于一般缓倾斜煤层工作面,采场支架载荷的分布、来压显现程度、来压步距沿采场倾斜方向均不同.工作面煤层开采后,采场顶板应力分布是高度不均匀、不对称的,在采空区两侧保护煤柱角高度集中,形成支承压力区,采空区上方形成支承卸压区.采场顶底板应力释放,两侧煤柱出现应力集中,采场四个角部位出现较大剪应力.剪切应变主要出现在采场下端部顶板和上端部的底板,而体积应变主要出现在煤层较近顶板和两侧煤柱.研究成果,对香山矿和类似条件下大倾角炮采煤层工作面的开采和顶板的支护的优化和管理具有一定的指导意义.     

大连地铁明挖车站施工过程三维有限元数值模拟

采用三维数值模拟软件PLAXIS Foundation对大连地铁某基坑明挖施工顺序进行了三维数值模拟,分析了开挖过程中开挖面位移、土体内部围护墙体位移和塑性区分布范围。模拟结果表明,塑性区主要出现在基坑顶部部分区域以及基坑上部较浅区域,范围不大。     

地下铁矿床灰岩顶板突水机理模拟研究

根据水和岩石间力的传递过程的基本理论,利用SURPAC生成的真实地质模型,运用FLAC3D模拟了真实矿体开挖、填充对顶板稳定性的扰动.结果表明:矿房顶板的拉应力、沉降和塑性深度都随开挖步的进行逐渐增加,在开挖完5层后,拉应力的影响深度为10 m左右;矿房顶板的沉降为9.2 mm;矿房顶板的塑性深度为25 m;最大孔隙水压力随开挖步的进行逐渐减小.此时矿房顶板和注浆灰岩顶板在扰动下的塑性区都还没有贯通,注浆灰岩的隔水性能够得到保证.     

三峡工程永久船闸三闸首区开挖变形特征的智能分挝

针对三峡工程永久船闸三闸首区闸室开挖诱发的岩体变形特征,提出了一种复杂岩体变形、应力及损伤状态的智能分析方法.分析过程中所涉及的岩体力学参数和本构模型利用现场监测到的位移进行智能识别,然后利用所确定的参数和模型,考虑动态施工和环境诱发岩体损伤的影响,对复杂岩体的变形、应力及损伤状态特征进行分析.结果表明,由智能计算得出的中隔墩顶面和两侧边坡直立墙的变形趋势与实测情况较吻合,而且开挖区表层附近出现较大区域的塑性区,直立墙和中隔墩的中上部出现拉应力区,直立墙底部拐角处出现压应力集中现象.     

单洞双线隧道平行近接施工时效性研究

以福平铁路单洞双线隧道近接施工为背景,探讨考虑围岩流变情况下近接隧道施工对既有隧道的时效性影响,通过建立数值计算模型,分析新建隧道开挖一定时间后既有隧道的位移、二次衬砌受力、塑性区的变化。结果表明:单洞双线隧道平行近接施工时,对既有隧道左右边墙的影响要大于对拱顶、仰拱的影响,右边墙最大位移达到0.148 5 mm,其中仰拱、左右边墙位移稳定后,拱顶位移180 d后仍在发展;近接隧道施工后,二次衬砌受力状态得到改善,所受压应力减小,随着时间的发展二次衬砌依然能保持稳定;新建隧道的开挖不会引起既有隧道塑性区的变化,结合新建隧道塑性区演化规律,建议在第29 d左右施作新建隧道的二次衬砌。     

墩柱式结构充填底板应力传递特征及变形规律

为研究结构充填开采过程中充填体应力传递对底板岩层的影响,以沁水煤田长治矿区为例,利用相似原理构建充填体–底板复合结构模型,进行室内试验,并结合数值模拟,对不同充填体强度、不同充填间距条件下的墩柱式结构充填采空区顶底板移近量、底板破坏形态、塑性区范围进行研究。研究结果表明：(1)浅层底板中充填体下应力集中最为明显,该应力以45°方向斜向下传递,引起水平应力,并最终扩散至底板全平面,越向下传递,垂直应力越小且分布越均匀,水平应力越大,充填间距变化对底板中应力水平影响显著;(2)在墩柱式结构充填可承载范围内,顶板下沉量主要由充填体强度决定,底鼓量主要由充填间距决定,充填体强度、充填间距与顶底板移近量总体呈二元二次抛物曲面关系;(3)本工况条件下充填柱下底板剪切滑移最大深度为2.38 m,该深度以上产生椭圆形剪切破坏塑性区,以下产生波浪型拉伸破坏塑性区,并最终穿越两层软弱岩层底板。研究结果可为墩柱式结构充填的合理设计方案提供依据。     

爆破回采对某金属矿深部采场围岩稳定性的影响

深部岩体处于高地应力、高温、高孔隙压力的环境。这使深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应均发生根本性变化,也导致深部开采中灾变事故的出现。为了控制深部采场回采过程中的某金属矿深部采场的围岩稳定性,也为改善深部开采采矿技术经济指标,结合实际利用有限元程序,对某矿爆破回采过程进行数值模拟,分析采场顶板和间柱的应力场、位移场和塑性区,爆破作用对顶板和间柱造成的损伤作用。研究表明,采场经过爆破回采作业后,水平及竖直向应力场的区域及位移场的区域并没有发生明显改变,只是在数值上有所增加。但塑性区发生明显变化。分析结果对采场的稳定性研究及地表沉降研究提供了参考。