地下开采引起地表变形的有限元数值模拟

为了探索山西采煤区地质灾害的成因,研究采空区对地表变形的影响,以太原西山蛇盘兔地区为例,采用有限元数值模拟软件,计算并分析采空区形成后岩体内部的应力应变特征,研究分析采空区引起地表变形的规律。     

地表位移场的大变形应变参数估计

许多工程的地表变形属于大变形范畴本文以地表大变形为研究对象,把非线性连续介质的有限变形几何学应用到地表变形分析中,为精确研究地表变形状态信息提供了理论依据和数据处理方法。     

抚顺西露天矿地下开采诱发地表移动变形规律

为研究抚顺西露天矿地下充填开采诱发的地表移动变形规律,采用有限元方法开展数值模拟研究,分析不同采区开挖充填后对地表移动变形规律的影响,得出开采后地表沉降与水平位移值,并计算相应变形值,预测出移动角及地表移动变形影响范围。结果表明:随着采区的不断开采,地表沉降、水平位移以及倾斜变形、曲率、水平变形均不断增大,开采影响范围也逐渐增大,境界线最终确定在N1400左右,即在露天坑内,周围建筑物不会受到影响。     

某硫铁矿地下开采地表变形预测及影响评价

某硫铁矿地表存在河流、农田、村庄、高压线及地质断层,因此地表不允许沉降变形。针对此特殊情况,采用数值模拟方法,对该硫铁矿地下开采可能引起的地表变形进行预测分析。预测结果显示,该硫铁矿的地下开采对地表河流、村宅基本不会造成影响,地表场地可以作为简单及以上级别的建筑场地使用。     

矿山开采地表位移场的大变形分析

将非线性连续介质力学的有限元变形几何学应用到矿山开采地表位移场的变形分析中，从理论上阐明了有限有几何学能精确地描述地表有的实际情况。     

某硫铁矿地下开采地表变形预测及影响评价研究

本文针对某硫铁矿地表存在河流、农田、村庄、高压线及地质断层，地表不允许沉降变形的特殊情况，采用数值模拟方法，对该硫铁矿地下开采可能引起的地表变形进行了预测分析。根据数值分析预测结果，该硫铁矿的地下开采对地表河流、村宅基本不会造成影响，地表场地可以作为简单及以上级别的建筑场地使用。     

地表移动和变形的增量计算方法

根据实测资料分析了概率积分法预计参数随采动程度变化而变化的规律，提出了同一采区不同工作面开采引起地表下沉增量的计算方法。     

工程开挖引起的地表移动及变形测量

分析了地下矿山、露天矿山开采，铁路、公路、基坑、隧道和地下工程开挖引起的周围地表移动与变形的特点。地表构(建)筑物都允许有微小的沉降和变形而不影响其正常使用并造成损害，文章介绍了通过地表移动预计和地表及其近邻建(构)筑物的变形测量，掌握变形规律，达到预防工程开挖灾害发生，判定其安全程度的目的。     

用计算机进行地表和岩层移动变形的计算

1 前言计算地表各点下沉和水平移动以及倾斜、曲率、拉伸和压缩等的岩体动态变形,一般要求确定影响系数。积分格网法既费工又费时,因此,采用先进的计算技术进行岩体动态分析和预计已成为急待解决的问题。加之井下和露天开采对地表影响的不断加大,进一步证实了这种必要性。由地下采动而引起的移动和变形及其影响系数的计算方法和软件系统,编制的GEKAN计算程序为本文探讨的对象,并推荐使用。 2 GEKAN程序 2.1 岩体移动/变形概述 GEKAN程序以克诺特的岩体的动态计算法为基础。这是一种利用移动和变形函数关系的方法。     

地下开采引起的高压线杆倾斜的定量研究

高压线杆的倾斜，尤其是垂直于高压输电线路方向的倾斜，严重危及高压输电线路的安全．文中通过实地观测与理论分析，总结出地下开采引起的地表倾斜与高压线杆倾斜定量关系的经验公式．使高压输电线路受地下开采影响产生的倾斜，可通过对回采工作面各开采时期地表倾斜的正确预计推导出来，以有效地指导高压线杆的综合治理．     

地下开采引起地表沉陷的数值模拟

地下开采引起的岩层移动和地表沉陷是一个非常严重的地下工程问题。为实现矿山的安全开采，必须对地下开采引起的上覆岩层的移动规律及其对地表移动的影响进行研究。文中以石人沟铁矿为研究对象，运用FLAC软件，采用数值模拟的方法，对石人沟铁矿地表沉陷数学模型的开采过程进行分步开挖模拟，并总结出了地下开采引起的上覆岩层和地表的移动规律，给出了不同开采阶段的地表动态移动曲线。     

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。     

某矿井下开采地表沉降范围及发展趋势

通过概率积分法与数值模拟相结合的方式,对山东某铁矿井下开采对地表周边民居建筑的影响进行了研究。分析表明,矿区周边居民住宅位于开采沉降范围边界处,地表变形的倾斜、曲率、水平移动分别为0.08 mm/m、0.009×10^-3 m、0.4 mm/m,符合相关规范要求;数值模拟地表沉降范围较概率积分法计算结果大,同一截面处对比显示,数值模拟中地表沉降宽度达407.6 m,大于概率积分法的366.7 m。矿区沉降监测数据的拟合分析表明,该区域近年来沉降变化斜率小于0.03,地表稳定,没有新的沉降变形趋势。因此,可以认为周边居民小区住宅不会因井下作业受到影响。概率积分法中反映覆岩岩性影响的参数选取可能引起误差,导致依概率积分法计算结果与数值模拟存在差别,在实际运用中应当通过多种方法协同论证,确保结论正确,实现井下生产与居民生活的和谐稳定。     

地下开采与地表移动变形分析软件系统的开发及应用研究

应用概率积分法进行井下开采方案与地表及建筑物移动变形的联合分析。用以指导“三下”(建筑物下、铁路或高速公路下、水体下)采煤、沉陷区治理、土地复垦、环境保护,以及新建筑区的规划、设计。应用3次样条插值方法绘制地表与建筑物移动和变形二维等值线图、三维立体图的。各参数的单位、正负符号之规定符合我国现行规程之要求。实现数据采集、检查、修正、分析的自动化、可视化。     

GPS在程潮铁矿西区地下开采引发的地表变形监测中的应用

介绍了GPS技术在程潮铁矿西区地表变形监测中的应用。利用Pinnacle软件对监测结果进行了解算,将解算出来的数值结果绘制成地表变形曲线图,结合地下采矿的进度进行变形分析,总结出一系列地表变形发展的规律。     

某水溶法地下采卤矿区地面变形机理及地表移动预计

随着地下溶腔的形成,水溶法地下采卤矿区地表将有可能产生沉降与变形。较之井巷法开采矿山,其变形机理表现为采场内承压水的顶托作用,夹层松散塌落、矿体内不溶物塌落、带结晶水化合物形成后体积膨胀等的充填效应以及裂隙带上方坚硬岩层的托板效应等特点。其地表移动与变形可用概率积分法预计,相应参数可套用条带水砂充填采矿法的工程类比法,而反映现场真实情况的相关参数只有通过实测资料才能获得。     

地下采矿引起地表塌陷机理研究

根据赤峰红岭铅锌矿的地质资料,利用颗粒流程序PFC2D建立了红岭铅锌矿的二维离散元模型,模拟矿体的开挖过程;并通过分析开采过程中的应力和位移演化规律,揭示矿山地表塌陷区的形成机理。模拟结果表明:矿山地表发生塌陷的主要原因是矿区较大水平构造应力的释放,以及采空区未及时回填而使上盘形成悬臂结构;塌陷废石回填了部分采空区,并在一定程度上限制了围岩的水平变形;地表位移的缓慢变形阶段和加速变形阶段的拐点表示围岩塌陷的开始,可作为预测地表塌陷的指标。     

荆各庄矿工业场地煤柱开采对井筒变形影响研究

煤矿井筒是整个矿井的咽喉,在对资源枯竭型矿井的工业场地煤柱进行回收时,必须对井筒进行合理保护,只有井筒及工业场地建筑物满足变形要求时,才能对煤柱进行合理回收,因此在对工业场地煤柱进行开采方案设计后对开采方案进行准确的移动变形预计十分重要。通过概率积分法和FLAC软件进行模拟分析,2种方法计算结果相近,FLAC软件形象地模拟了井筒附近煤柱采动后岩体的应力、位移和破坏特征,为工业场地煤柱开采提供了依据。     

井工开采引起地表移动变形对环境的影响

分析了地表移动变形影响因素和环境影响特点,从敏感目标资料收集、地表移动变形预测模式和参数确定、影响程度分析等方面,阐述了地表移动变形对环境影响分析方法,并从主体和受体两方面论述了制定地表移动变形影响防治措施的途径。     

复杂地表环境条件的地下开采地表移动带的圈定研究

克服经典地表移动带圈定方法的缺点,采用岩石力学数值模拟圈定办法完成了复杂地表环境的地下开采移动带的圈定工作,实现了该"三下"矿山地下开采对地表建构筑物和铁路影响的量化分析,确保了矿山地下开采经济效益与环境效益的平衡。