坚硬顶板断裂过程的数值模拟

本文给出了采用数值模拟方法研究开采过程中坚硬顶板断裂过程的原理，并对大安山矿７０２工作面的老顶来压规律及顶板垮落、断裂破坏过程进行了数值模拟研究，模拟结果为该矿的顶板管理提供了科学依据     

动力扰动诱发顶板断裂的数值模拟分析

顶板突然断裂时易诱发冲击矿压灾害,造成重大伤亡事故.为了研究顶板突发断裂的诱导因素,采用FLAC3D软件的动力学模块分析了动力扰动对顶板稳定性和断裂规律的影响,以及不同扰动强度下顶板破坏规律.结果表明,动力扰动造成顶板剪切破坏,在煤壁上方形成剪切带,从而易导致顶板突发剪切断裂破坏,增大了发生顶板灾害的可能性.且随着扰动峰值增加,扰动破坏影响强度和影响范围都显著增大.结论对制定合理的顶板灾害预防措施有着重要指导作用.     

坚硬顶板断裂及能量转化分析

为了揭示坚硬砾岩顶板断裂的应力演化及能量转化规律,根据2334综采工作面工程条件,运用离散元程序UDEC对不同厚度条件下的坚硬顶板开采活动进行模拟。结果表明,随着基本顶厚度的增加,工作面初次来压步距、周期来压步距均随之增加;通过增加基本顶断裂运动过程的能量消耗、降低外部载荷对基本顶的能量输入效率、降低自身的重力势能等措施可以降低基本顶断裂时能量的释放。     

坚硬顶板工作面冲击危险数值模拟研究

针对枣庄矿区某矿2603工作面的冲击矿压问题,根据现场条件采用数值模拟分析了2603工作面坚硬厚砂岩顶板的弹性能积聚规律和工作面前方支承压力分布特征,结果表明:工作面能量积聚区和应力集中区的位置大致相同,顶板弹性应变能积聚程度与其所受支承压力正相关,解决坚硬顶板型冲击矿压问题,必须从顶板和煤体2方面采取措施。该矿采用强制放顶、卸压爆破、顶板水压致裂等措施后,取得了明显效果。     

复采区顶板断裂数值模拟研究

针对圣华煤业3~#煤旧采区存在遗留空巷和煤柱特点,对其回采过程中顶板初次断裂和周期断裂边界条件进行了探讨,并根据薄板理论,把顶板依据不同边界条件形式对顶板断裂过程进行了数值模拟。分析出了顶板在承受上部载荷以及采空区煤柱支撑作用下薄板断裂的特征,以及在顶板初次垮落和周期垮落过程中的裂纹发展规律,对后期工作面顶板支护提供了相应的理论基础。     

坚硬顶板突然断裂过程中的突变模型

本文分析了坚硬顶板发生断裂和发展的机制，在此基础上，应用突变理论，采取拓扑变换的方法，得到了坚硬顶板断裂起动过程的突变条件，建立了断裂起动过程的突变模型，通过对突变模型的数学分析，解释了坚硬顶板断裂和发展的机制，并提出了防治坚硬顶板引发冲击矿压所应采取措施的机理。     

沿空留巷顶板断裂规律数值模拟分析

结合葛泉矿1528工作面运输巷的工程条件,在关键层理论研究成果基础上,通过计算机数值模拟的方法,建立了反映岩层基本特征的力学模型,研究了留巷上方顶板断裂的应力特征、变形特征、破坏特征。采用正交试验法对老顶断裂影响因素进行数值模拟,并对其进行影响分析和排序,从而确定了影响次序。     

慈林山煤矿坚硬顶板水力压裂数值模拟研究#br#

为了解决坚硬顶板对煤矿开采的影响,以慈林山矿为研究背景,利用comsol数值模拟软件对水力压裂参数不同应力差、不同预制裂缝角及不同浓度压裂液对岩石破裂的影响进行分析研究。结果表明,随着应力差的增大,岩石的起裂压力呈现出减小的趋势,且随着预制裂缝角的增大,岩石的起裂压力呈现出增大的趋势,同时,适当地改变压裂液粘度对岩石的压力效果也会产生一定的影响。研究结果为慈林山煤矿的坚硬顶板治理提供了理论依据,有效地保证巷道的稳定性及生产安全。     

顶板破坏过程的数值模拟

运用岩石破裂过程中流固耦合分析F-RFPA2D系统,对回采过程中顶板的破坏过程进行数值模拟研究,得到了顶板由变形到破坏的全过程及其破坏的规律。     

坚硬顶板突然断裂过程中的突变模型

本文分析了坚硬顶板发生断裂和发展的机制 ,在此基础上 ,应用突变理论 ,采取拓扑变换的方法 ,得到了坚硬顶板断裂起动过程的突变条件 ,建立了断裂起动过程的突变模型 ,通过对突变模型的数学分析 ,解释了坚硬顶板断裂和发展的机制 ,并提出了防治坚硬顶板引发冲击矿压所应采取措施的机理     

坚硬顶板工作面覆岩运动规律数值模拟

采用3DEC数值模拟软件,研究了坚硬顶板工作面覆岩运动规律。研究结果表明,坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和周期来压步距及来压强度大于普通工作面;工作面第一层细粒砂岩初次来压步距为70 m,周期来压步距约为40 m;第二层石英砂岩初次来压步距为40 m,周期来压步距约为20 m。     

断层断裂过程的数值模拟

逆断层的错动角度、错动的位移量以及土体性质等都会对上覆土层造成不同的影响。利用美国Cornell大学断裂力学小组开发的Franc2d有限元软件,对断层地表露头位置、断层在土体中传播模式以及断层的不同厚度与断层水平扩展距离间的关系,断层不同厚度与断层抬升的垂直高度间的关系进行断层错动的模拟,得出一些有意义的结论。     

定向水力致裂坚硬顶板的数值模拟及现场实践

针对煤矿坚硬难垮落顶板控制中存在的问题,进行定向水力致裂数值模拟和工业性试验。通过数值模拟和对监测孔及泵站压力波动情况进行观察,分析了煤矿坚硬难垮顶板水力压裂特点。研究结果表明:通过对围岩进行切槽,可有效降低裂缝破裂所需压力;随着压裂处与监测孔距离的增大,裂缝破裂和扩展所需的压力也相应增大;分段逐次压裂可在顶板岩层中产生多条裂缝,从而有效弱化顶板岩层,有效地减小了工作面的周期来压步距。     

深井高地压坚硬顶板采场围岩特性的数值模拟

深井高地压坚硬顶板采场矿压显现与围岩控制问题更加突出,分析煤壁、顶板、底板的应力状态与变形破坏特征,对深井高地压坚硬顶板采场围岩控制具有重要的意义．本文采用AN—SYS6．1数值模拟软件,模拟分析了不同采深条件下煤层和顶底板应力状态的变化特征,通过比较得到了支承压力、煤壁破碎区、煤壁变形、直接顶及底板应力等的变化特征,初步研究了深井高地压坚硬顶板采场围岩特性．结果表明,深井条件下围岩的受力情况更加复杂,围岩更容易出现应力集中,这提高了工作面的支护难度．     

剥离型坚硬顶板控制的实践与研究

三河尖煤矿通过矿压观测与研究，摸清了剥离型坚硬顶板断裂与垮落的基本规律，掌握了顶板来压的预测预报方法，采取了切实可行的控顶措施，实现了安全生产。     

厚硬顶板采场注水软化的数值模拟

长壁采场上覆岩层中的厚硬岩层(顶板)，其冒落会造成剧烈的矿山压力显现，处理不当往往产生灾难性后果。在适宜条件下，用注水软化法对厚硬顶板在其冒落前进行处理，可有效控制采场矿山压力。针对某矿具有厚硬顶板的采场上覆岩层注水软化前后分别建立平面应变力学模型，用RFPA^2D软件摸拟了软化前后采场上覆岩层的冒落情况及支撑压力变化。     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顶的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动载系数高等特点,运用数值模拟（FLAC^3D）程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析．研究表明,在10m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因．研究成果为确定基本顸与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据．