防水煤柱安全评价的流-固耦合分析

应用流-固耦合分析,对防水安全煤柱进行安全评价。采用有限差分分析软件FLAC3D,分析了不考虑流-固耦合与考虑流-固耦合两种情况下,某煤矿四采二层煤安全防水煤柱的稳定性及防溃水能力。比较二者的计算结果发现:考虑流-固耦合与不考虑流-固耦合时的计算结果中,塑性区都呈现出两端高、中间低的"马鞍"形状,但考虑耦合时塑性区的范围比较大;考虑流-固耦合作用时,可以模拟底板的受力状态与变形破坏规律;在合理防水安全煤柱留设分析中,考虑流-固耦合是必要的;采用流-固耦合分析可以得出,实例中最小防水安全煤柱的长度不应小于28m。分析表明,对防水煤柱的安全性进行流-固耦合分析,是一种更接近于实际情况的、更有效的分析方法。     

近距离多煤层合理开采顺序的确定

近距离多煤层开采常因其矿压规律复杂而难以确定合理的开采顺序。不合理的开采顺序容易增大开采难度,甚至造成其余煤层难以开采。合理的开采顺序应该是多方面因素综合的结果,比如矿压、瓦斯抽采等。以某矿多煤层开采为背景,依据岩层移动理论与瓦斯抽采理论,确定了合理的开采顺序为5-10-7煤。为了验证该结果,对不同开采顺序进行了数值模拟,通过应力分布情况得出的合理开采顺序与理论分析的结果一致。     

低渗透煤层气注热开采热-流-固耦合 数学模型及数值模拟

为得到低渗透煤层气藏注热开采过程中煤层气渗流运移规律,探索原地煤层在注入蒸汽加热后对煤层气产量的影响,基于煤体渗透率、孔隙度随温度、应力,气体导热系数、杨氏模量、泊松比随温度变化的关系,综合运用渗流力学、岩石力学、传热学等相关理论,建立了低渗透煤层气注热开采过程煤层气渗流热-流-固多物理场耦合数学模型,采用多井开采方式进行了注热开采过程煤层气渗流规律的数值模拟。数值模拟结果表明：煤层注热10 d抽采100 d后,由于煤层的导热并伴有煤层气的对流传热,煤层平均传热速度为66.25 mm/h,注热开采造成储层压力降是无注热抽采压力降的2.45倍,在温度应力耦合作用下,煤层气注热抽采量是未注热抽采量的2.2倍,注热开采是低渗透煤层气增产的有效途径。     

金山店铁矿合理开采顺序的力学研究

金山店铁矿床以中央主，副井为界分为东西两个区，通过分析比较。采用从中央井筒向两翼前进式的开采方式。作者利用FLAC软件。对该矿床东，西区同时开采的采区顶板应力和主，副井部位矿岩稳定性进行模拟分析。研究结果表明，东区开采将给西区带来一定的影响。但主，副井部位一般不会发生矿岩失稳。     

胶结充填法的矿房开采顺序

胶结充填采矿法是保证矿井达到最大生产能力的有效采矿法。本文用数学的形式从理论上对其矿房开采顺序进行了论述，以便通过合理集中、步骤有序、地压显现最小来高效地完成生产过程。     

康家湾矿区大型水体下的矿床开采

介绍了康家湾矿区大型水体下采矿试验研究的主要成果，其内容包括水体下开采的安全条件，采矿方法与工艺，岩石力学，岩移观测等。本研究不仅为康家湾矿区的设计与生产提供了科学依据，对同类矿山亦有重要参考价值。     

煤层气注热开采的热-流-固耦合作用分析

如何提高煤层气产量是目前煤层气开采研究中的重要课题。煤层气在煤层孔隙中主要以吸附状态存在,提高煤层温度可以促使气体由吸附态转变为游离态,增加其渗流扩散能力。根据热弹性力学、非线性达西渗流理论和多孔介质热力学原理,对在煤层中注热提高煤层气产量的机理进行了系统研究,建立了包含煤的变形方程、气体渗流方程、热传导方程的热流固多物理场耦合数学模型。在此基础上利用COMSOL Multiphysics数值软件,对耦合模型进行了数值求解,结果表明:注热后煤层温度升高可以促进煤层气解吸、提高煤层渗透率,增加煤层气产量。研究成果可为煤层中注热开采煤层气的工程实践提供相应的理论基础。     

山体赋存煤层群合理开采顺序

根据贵州松和煤矿的具体地质条件,从技术、安全、经济因素等方面综合考虑,得到可行的开采顺序方案,采用UDEC数值模拟和构建多目标分析模型进行了优化比较,得出了不同的开采顺序其顶板内的应力集中程度和顶板下沉量是不同的,并优化确定了合理的煤层开采顺序,即依次开采3#、9#、6#、4#煤层能够保证顶板应力场在较低的范围,不出现较为强烈的矿压显现。     

港里铁矿水下开采流固耦合数值模拟与风险分析

港里铁矿1号矿体上部有港里河流经,矿体开发可能引发塌陷、突水等安全问题。为了评估水下 开采的安全性,对矿山水文地质条件、导水通道、岩石性质及河床安全性进行了分析,并基于三 维稳定渗流问题的基本控制方程,建立了矿体开采和支护方案的三维流固耦合模型,在应力、应 变、渗流分析的基础上,评估了水下开采发生坍塌、突水灾害的风险,对于港里铁矿水下矿床的 设计和安全开采具有指导意义。     

深井围岩固流耦合相似模拟材料力学参数多元线性回归预测分析

深井围岩固流耦合相似模拟材料饱水状态下的单轴抗压强度(Rc)和弹性模量(E)是固流耦合相似模拟试验中的重要指标,为了研究该模拟材料饱水状态下的性质,通过实验室单轴压缩和不同应力渗透系数等物理学测试,验证固流耦合相似材料与深井岩石模拟的相似性,并将实测自然状态下相似材料的Rc、E与单位体积吸水率作为操纵变量,用于统计预测饱水状态下相似材料的Rc和E,基于多元线性回归理论,建立了相似材料的Rc和E值的多元线性回归预测模型。经F检验和t检验的计算结果证明,回归模型取量得当,模拟性强。     

河下采煤覆岩采动裂隙分布特征的数值分析

基于某煤矿工程地质条件,运用非线性数值分析软件UDEC,分析了采场走向及倾向采动裂隙演化规律及分布特征,并以岩体综合强度为变量计算了导水裂隙带的高度。分析结果表明:导水裂隙带高度与理论计算相吻合,充分采动条件下,工作面走向裂隙带分布呈"前"高"后"低的类"马鞍型"形态,工作面两端是防治工作面突水的重点。     

浅谈焦作矿区炮采放顶煤开采的合理生产工序

针对焦作矿区煤层埋藏特点 ,进行生产工序试验 ,提出了适合本矿区放顶煤开采合理的生产工序     

新型隔水层固液耦合相似材料研制

针对中国西北地区浅埋隔水层破裂规律的物理相似模拟研究需要,根据固液耦合相似理论,以细河沙、膨润土为骨料,石膏、固体石蜡为胶结材料,甲基硅油为添加剂,经过大量配比实验,研制出873系列固液耦合相似材料。通过单轴抗压实验以及渗透性实验对873系列材料的单轴抗压强度和渗透系数进行了测定。测试结果表明,该相似材料具有低强度、遇水泥化的弱胶结性、良好的隔水性能等特点。     

多孔介质软岩蠕变的渗流固流耦合模型

基于深部岩体工程地质灾害防范预测研究的目的,开展了渗流对软岩蠕变变形规律的影响的研究,根据岩土流变力学和流体力学理论,流体的质量和能量守恒方程,建立了单向流体在多孔介质软岩中流动的固流耦合数学模型。     

考虑流固耦合的立井揭煤瓦斯抽采模拟研究

瓦斯抽采对于立井揭煤具有重要的作用,传统的瓦斯抽采设计常依据经验或仅靠瓦斯在煤层中流动服从达西定律和质量守恒定律来判断和设计瓦斯抽采工程,没有考虑瓦斯的吸附作用和应力对煤层瓦斯流动的影响。在考虑流固耦合和瓦斯吸附作用的基础上建立了瓦斯流动方程,同时对不同煤层围岩应力下瓦斯流动情况作了分析,指出了围岩应力大小对瓦斯抽采具有重要的影响,围岩压力增大会导致瓦斯难抽出,残余瓦斯压力大;围岩压力越大,煤层渗透率越低。     

煤硫共生矿床开采特点的分析

对煤硫共生矿床开采时在联合开采、开拓部署、采准、回采工艺及通风、安全方面的特点进行了扼要分析。     

综采工作面合理截深的分析与确定

主要分析了综采工作面截深与"三机"配套、顶板管理和生产等的相互关系,结合永夏矿区多年实践经验,确定了综采工作面合理的截深参数。     

正确确定露采矿床剥采比合理利用矿产资源

剥采比是确定矿床露天开采的一项重要经济技术指标,它会直接影响工业矿体边界确定及资源储量估算和未来矿山开发利用的合理性.剥采比概念看似简单,在矿产勘查实际工作中常常被忽视,并会出现理解和应用上的错误.根据剥采比概念,分析了工业指标中剥采比的具体要求,介绍了剥采比指标的实际应用,指出了剥采比指标应用时需注意的问题.