采矿下沉规律新探

地下煤层开采引起的覆岩移动是岩体中的力学问题,理应用岩体力学理论进行解释,并推导出覆岩移动的直观显现——地表移动的数学模型。但是,由于岩体物理力学性质的复杂性,在这方面一直没有突破性的进展。国内外常用的预计理论没能很好地解决这一问题,这是本学科的一大缺陷。无奈,只好从外部世界来认识下沉规律,通过大量的实地观测进行了综合分析,给下沉规律以各种数学描述,如负指数函数、三角函数、双曲函数乃至误差积分函数等。但这些描述属于经验的东西,不能从本质上揭示下沉规律的真实面     

基于BP网络的采矿巷道围岩力学参数反分析

为较理想地处理巷道的收敛变形与围岩力学间的复杂非线性关系,应用反分析方法研究了大冶铁矿龙洞-74 m水平采矿巷道的围岩力学参数.首先应用正交试验理论确定有限元正分析的围岩力学参数取值样本,运用2D-Sigma有限元软件计算巷道的收敛变形值;然后将有限元计算位移值作为输入样本,相应的围岩力学参数作为输出样本训练BP神经网络;再将实测位移带入训练好的神经网络反分析得到相应围岩力学参数,以此围岩力学参数作为二次正分析的计算参数进行有限元计算,并比较分析位移计算值与实测值的误差.结果表明,采用该方法获取围岩力学参数是可行的,其结果符合工程实际要求.     

岩体力学参数与地表下沉相关关系的探讨

文章从岩体的力学性质入手，首次在开采沉陷研究领域内提出了似连续模型，并借助正交试验设计，详细探讨了岩体力学参数与地表下沉的相关关系。     

我国采矿下沉研究的概况

我国从1956年起开始进行采矿下沉的观测和研究工作以来,逐步认识采矿地表移动和变形的规律,这为建筑物、铁路和水体下采煤能顺利进行打下良好的基础。现将我国二十多年来在采矿下沉方面的研究工作简要介绍如下。一、地表移动的基本参数为了解决保护地面建筑物、铁路及其构筑物免受采煤有害影响,必须掌握采矿下沉的一些主要参数。 (一) 移动角     

采矿引起叶表下沉计算的模糊数学法

本文根据模糊数学中的模糊概率理论，把开采引起的地表下沉视为模糊事件，建立了相 的数学模型，得出了地表下沉的模糊概率表达式，为计算地下开采而引起的地表下沉值提供了一种模糊数学计算法。     

孝义铝矿采矿结构参数的分析

"松土机-前装机-汽车"对缓倾斜软岩矿体的开采是一种有效的采矿工艺,具有高效、低耗、工艺简单等优点. 根据孝义铝矿的矿体赋存条件, 对这种采矿工艺的台阶高度、平台宽度、工作线长度等参数进行了分析.     

坐底式深海采矿系统力学分析

为了隔离中继站与软管及采矿车的相对运动,提出了一种坐底式深海采矿系统,建立了考虑波浪、海流等因素影响的采矿船、张紧器和输送管的全系统耦合分析模型,对各设计工况下张紧器张力、输送管等效应力以及挠性接头转角等参数进行了计算分析,结果均满足相关规范要求,验证了坐底式深海采矿系统的可行性和作业的安全性.     

深海采矿矿石输送软管的力学实验分析

根据深海采矿软管输送系统的主要参数,建立了采用实验对输送管道进行力学分析的相似理论。根据相似理论,选取了一根模型输送管道,对其进行了力学实验,同时采用有限元方法对相应情况进行了力学分析。两种分析方法所得结果基本一致,从而证明了采用有限元方法可以对深海采矿输送软管进行力学分析。     

岩石力学和未来的采矿

未来的硬岩开采将会逐步过渡到全盘机械化,而有助于实现遥控和最终实现机器人采矿。这要求采矿工程引进各种技术,其一是引进岩石力学技术。传统的硬岩开采很少引进岩石力学枝术。应力集中和岩层条件差所引起的种种问题,多数情况下是在出现这些问题后才采取补救措施,而在最坏的情况下,是以放弃个别采场或区段和以另开采场的方法解决这些问题。在以全盘机械化实现遥控采矿或机器人采矿的情况下,这种方法的经济负担可能十分沉重,因为采准和设备费用构成生产成本的主要部分。因此,必须在某个区段准备实现机器人采矿之前完成一系列岩石力学的可行性研究,安装岩体稳定性的连续监测系统以超前于采矿预测岩石性状,并在不影响采矿连续性的情况下补充必要的地压控制措施。这套监测系统将采用现有的各种仪器,如伸长计和应变计,也将增加为这种特定用途研制的新的改进型仪表。     

锚固钻机力学特性分析及参数优化设计

为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行，钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要；首先根据实际工况条件，构建锚固单元钻进过程力学模型，得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系；利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析，验证结构设计合理性；通过构建钻进过程钻杆振动学模型，利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律，与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度，验证钻杆钻进不同岩层时，其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征；利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化，优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下，质量降低了6.24%,实现了锚固单元结构的优化；通过锚固钻进相似试验验证，可得到优化后的锚固部件满足强度要求；钻进不同围岩时，锚固钻进钻杆振动响应明显，该结论可作为煤岩识别的理论基础，为实现自动锚固提供先行条件。     

锚杆加固拱力学分析及参数研究

基于锚杆锚固形成加固拱的作用机理,根据弹性理论,建立了围岩中锚杆加固拱的力学模型,对加固拱进行了力学分析,得到了成拱荷载与锚杆长度、地应力和围岩参数的关系。考虑衬砌-围岩的变形协调条件和加固拱破坏形式,推导出加固拱的厚度计算公式。经参数分析得出地应力和围岩岩性对成拱荷载及加固拱厚度的影响规律。     

某层状矿体采矿过程时变力学规律分析

采矿过程中,岩体往往具有显著的时变特征,而常规静态分析中往往忽略了这一特征,难以很好地表现采矿过程中力学特性的时空状态变化情况。以某缓倾斜薄层状矿体为研究对象,通过数值模拟对矿体开采过程进行时变分析和常规静力分析。结果显示:常规分析时,岩体应力及位移均表现为减速增长,采场稳定性较好;而时变分析时,岩体位移较常规分析更大,岩体稳定性较差,安全回采距离由30 m减小为14 m;对比可以发现蠕变对岩体稳定性有显著影响。     

复杂环境下难采矿体开采的力学分析

复杂环境下顶底柱、残矿的安全高效回采一直是地下矿山安全生产管理的重点和难点,以凡口矿某底柱的开采为例,根据矿山开采现状构建三维有限元数值模型,开展了凡口矿底柱开采数值分析研究。结果表明:底柱采场开挖之后,顶、底板和围岩的位移和应力变化范围不大,且应力集中区域在合理范围之内。根据数值分析的结果,提出了安全可行的回采方案。研究结果为相似底柱残矿的回收提供参考。     

论采矿下沉范围内变形观测的重复时间及观测线长度的选择

地表或岩层中任意点的下沉过程可以通过以下三个特性阶段来表示(图1): A、下沉起始阶段 B、下沉活跃阶段 c、下沉衰退阶段波兰矿山的测量结果证实了下沉活跃阶段为总下沉的80%。在这个阶段时地表产生强烈移动,在开采影响范围内能集中地损害地表的建筑物和设备。     

概率积分法参数对预计地表下沉的影响度分析

地表沉陷预计的常用算法——概率积分法的预计参数及参数间交互作用对变形值不同的影响程度,造成参数选取、反演的不确定性.针对这一问题,采用五元二次正交旋转组合设计,研究了概率积分法中预计参数对地表点最大下沉的影响关系,得出了单因素与两两因素交互作用对地表点最大下沉值的影响规律.研究结果表明:沉陷预计参数中的下沉系数、主要影...     

三辊卷板机设计力学分析及主参数确定

采用力学方法分析三辊卷板机的工作机理,探讨该类机型主参数之间关系,并建立力学设计模型,对其主参数进行确定,为设计其系列产品提供了有效的理论依据。