复杂空区群影响下矿山边坡稳定性数值模拟

以河北某金矿多年开采形成的复杂空区群为背景,利用FLAC3D建立三维计算模型,研究空区群影响下的露天开采边坡稳定性,选取典型剖面计算了边坡稳定安全系数。结果表明：空区的存在对边坡的整体稳定性影响不大,但靠近边坡边帮的空区可能引起边坡的局部失稳;空区经废石非胶结充填方式处理后,边坡安全系数能显著提高,稳定性有明显改善。该研究方法可供类似矿山借鉴。     

复杂空区群三维概略模型的快速创建方法及其应用

空区群三维建模是矿山高效处理隐患空区并回收残矿的基本保证,因此提出一种快速的、非三维激光扫描的方式对复杂空区群进行三维概略建模。基于Auto-CAD与3DMine软件,提取矿山二维图纸的高程测点并作严格空区分区,逐一快速建立单空区实体模型,最终生成整个复杂空区群三维实体概略模型。一方面该方法建模过程经济高效,可清楚直观地展现整个矿山空区群的空间拓扑关系,另一方面概略模型可与扫描精准模型协同参与矿山开采规划设计,并在矿山建模实例中已取得良好的印证。     

某方解石矿群空区稳定性数值模拟分析

地下开采的矿山采用空场法回采时,会留下许多采空区,当这些采空区构成群空区时,对矿山是一个重大的安全隐患,需要根据采空区的特性提出合理治理措施,因而群空区的稳定性评判至关重要。为了分析研究某方解石群空区的稳定性状态,进行了矿山现有采空区的调查,确定采空区的基本信息,然后采用数值模拟计算方法,建立矿山采空区三维立体模型,分别从采空区跨度和留设的点柱尺寸方面进行了3组模型的数值模拟计算分析,确定矿山采空区的安全跨度和安全矿柱尺寸,从而判断群空区的稳定性,为后续采空区治理提供理论依据。     

基于离散化网格的三维复杂地质体建模方法研究

利用多软件优势实现三维复杂地质体离散化网格耦合建模,克服传统有限元数值模拟软件本身前处理建模功能薄弱的缺点,以人机交互的方法快速、高效建立复杂地质体三维模型,提高了模型建立的灵活性。该建模方法在西藏巨龙铜业高海拔大型露天矿长距离大断面复杂地层巷道建模中得到了实际应用。结果表明,该建模流程在建模速度、精确性、畸变控制以及后续数值模拟计算等方面都具有很大优势。     

天马山硫金矿段高大型复杂空区群充填技术研究

根据天马山硫金矿段中深孔(或深孔)爆破落矿后形成的采空区体积较大、且空区之间存在相互贯通、空区形态复杂的特点,提出整体密闭分段多点充填工艺,并结合采空区的实际情况,通过充填挡墙受力分析,确定挡墙结构及厚度。采用空区悬挂脱水管的方式加快空区脱水,同时对空区排出的水经过沉淀后经排水沟排往水仓。根据充填工艺特点制定充填跑浆预防方案及充填过程中相应的安全措施。实践应用证明此工艺适合于该类型空区,效果较为理想。     

多矿区复杂空区三维建模与处理技术研究?

采空区是矿山采场重要的安全隐患,如不及时处理会对井下人员的生命财产安全造成重要威胁。针对乌后紫金三个相邻矿山采空区的现状,在调查清楚空区形态及体积的基础上,采用空区模型混合创建法建立了多矿区空区三维模型,对多矿区空区之间的相互影响进行安全性分析,之后对连片空区提出治理方案,对乌后紫金三个矿区后续安全开采及空区的协同处理具有重要的工程意义。     

湖南郴州某矿复杂形状采空区群稳定性分析

为研究湖南郴州某矿1#～8#采空区的稳定性,通过室内试验获取岩石力学参数,结合理论与数值模拟对其采空区围岩的位移、应力、塑性区进行分析.结果表明:8个采空区均有塑性屈服的单元,只有6#和7#采空区附近围岩具有良好的稳定性,1#,3#,4#采空区塑性较为发育,但对其矿区整体稳定性影响不大.在水平方向上,2#和5#采空区稳...     

深部构造复杂区大断面硐室群围岩稳定性模拟分析

以某煤矿-770 m扩容泵房为研究背景,采用理论分析、数值模拟及现场实测相结合的综合研究方法,研究得到深部构造复杂区内大断面硐室围岩的变形破坏原因和稳定性控制对策,运用数值分析软件FLAC 3D 分析了耦合支护后泵房立体交叉硐室群应力场、位移场和破坏区特征,并对硐室稳定性和支护参数的合理性做出了评价。现场工业试验表明：硐室围岩变形量较小,30 d内顶底板移近量仅为12.5 mm,两帮移近量为7.5 mm,硐室围岩的稳定性较好,达到了理想的支护效果。     

构造复杂区硐室群围岩失稳机理及控制技术研究

为了得出构造复杂区硐室群围岩稳定性特征及控制对策,本文以裴沟煤矿42采区泵房硐室群为研究对象,利用地质雷达与钻孔窥视仪探测硐室群围岩松动圈发育情况,运用数值模拟软件FLAC分析了水平构造应力对巷道围岩塑性区分布的影响,以及硐室群结构特点对其自身围岩稳定性影响。在此基础上,针对42采区硐室群围岩岩性特点,提出棚索协同支护与锚网索控底技术,现场工业性试验结果表明,在采用合理支护方案后硐室群维护效果理想。     

某大型地下硐室不良地质体变形及控制措施研究

某地下硐室群地质条件复杂,根据前期地质勘探揭露的地质资料,该硐室区存在大量的不良地质体( PH 条带)。 通过不同的计算分析方案,采用三维有限元数值分析软件 MIDAS-GTS / NX,精确模拟了 PH 条带等大型地质 结构面,研究地下硐室开挖过程中 PH 条带宽度与围岩变形及塑性区分布特征,并在此基础上对硐室群进行加强支护 等措施。 结果表明:地下硐室群的围岩稳定性与不良地质体的厚度有关,即 PH 条带宽度越大,对硐室群围岩稳定性 影响越大。 数值模拟结果较好地体现了不良地质体对围岩稳定性的破坏特征,可为制定大型地下硐室群的开挖设计 和支护措施提供较好的科学依据。     

采空区下煤层开采覆岩破坏规律数值模拟

基于古书院矿煤层的实际地质资料,利用RFPA2D分析软件对采空区下15#煤层开采覆岩破坏进行了模拟,观察开采后15#煤层坚硬顶板的裂隙发育状况,研究采动覆岩中三带的发育高度,并对结果从采场上覆岩层移动破坏规律、15#煤层顶板位移及应力变化特征方面进行了分析。通过对15#煤层三带分布研究,编制矿井冒落带和导水裂隙带高度的等值线图,确定15#煤层的导水裂隙带最大发育高度,预测在15#煤层回采过程中,9#煤层采空区积水下渗的可能性。根据裂隙发育情况,结合顶板岩性,为15#煤建立抽放系统、治理瓦斯的论证提供依据。     

采空侧巷道围岩应力分析与控制技术研究

常村煤矿S6-1皮顺为深部采空侧大变形巷道,亟需一种新的科学支护方式提高巷道围岩稳定性.通过分析煤层工作面工程地质条件,确定了包含煤层、顶板、底板的四种岩性试样进行物理力学试验,将试验结果赋值到UDEC模拟软件中模拟工程现场煤柱应力分布和巷道变形规律.结合现场情况和模拟结果,设计不同的切顶卸压方案并进行数值模拟对比.模...     

掘进巷道快速过采空区的围岩控制技术研究

根据山西四明山煤矿掘进巷道过已采工作面采空区的条件,将掘进巷道过采空区分为三个阶段,依据不同阶段的巷道围岩变形特点,提出锚杆-锚索-金属网-钢带-金属钢支架联合支护方法,并提出巷道围岩喷浆和工作面超前注浆加固的方法,使掘进巷道安全快速地通过采空区,对其他类似的整合矿井煤层巷道施工具有一定参考性。     

含断层煤层群开采围岩应力演化规律研究

采用FLAC3D数值模拟分析煤层开采过程中邻近煤岩体及断层应力分布特点、裂隙发育演化规律、及煤岩层卸压范围。结果表明:切眼、工作面前方、断层面和断层端部均出现不同程度的应力集中现象。当工作面推进距断层一定距离时,采空区上下方邻近煤层卸压瓦斯大量运移并集中在开采空间。断层面应力与工作面应力区叠加贯通,达到应力最大值,此时应对该范围内的瓦斯进行合理的抽采,避免裂隙带形成的瓦斯积聚造成瓦斯突出。     

沿空掘巷不同煤柱宽度巷道围岩稳定性数值模拟

沿空掘巷能够提高煤炭采出率和经济效益,在全国范围内被广泛应用。通过Phase2对不同煤柱宽度的沿空掘巷巷道围岩稳定性进行数值模拟,分析总结了随煤柱宽度增加巷道围岩的应力分布规律及巷道围岩位移发展规律,确定合适的煤柱宽度为5-10 m。结果表明,Phase2能够有效地进行沿空掘巷数值模拟计算,可为实际生产提供理论依据。     

充填条件下复杂采空区围岩冒落规律与治理方案研究

复杂大型空区充填治理受限于矿山充填能力,治理现场常表现为“边充边冒”的情形,空区围岩冒落速度较大时,存在冒透地表的可能,对空区安全治理及矿山安全生产极为不利。以唐山某铁矿复杂冒落空区为工程背景,借助三维激光扫描技术对空区形态进行探测,并通过对比前三次探测结果分析了空区的扩展趋势。结合离散元软件3DEC建立复杂数值计算模型,用以演化模拟充填条件下空区围岩冒落过程,掌握空区充填与围岩冒落的时空演化特征,并提出空区分段充填治理方案。结果显示：冒落空区形成初期,边界在纵向与横向上均有扩展,此时空区治理的关键在于及时支撑冒落拱基以限制空区跨度增大,当充填至-210 m水平时,空区横向冒落范围锐减,表明空区充填体有效阻止了空区北侧围岩冒落,可将-210 m水平视为充填临界水平,据此提出的空区分段充填治理方案,可有效保障空区的安全治理和周边矿体的安全开采。     

开采深度对沿空掘巷围岩变形规律的影响

为研究开采深度对沿空掘巷围岩变形规律的影响,运用FLAC3D数值计算,建立了沿空掘巷数值计算模型,从巷道围岩应力分布、巷道围岩塑性区分布和巷道围岩表面位移分布3个方面分析了不同开采深度下沿空掘巷围岩变形规律,并成功指导了工程实践。     

采空区围岩稳定性探测技术

高密度电法是探明地下采空区、地下水的重要手段之一,是集电测深与电剖面于一体的勘探方法,具有成本低、效率高、信息丰富、解释方便、观测精度高等优点。结合某磁铁矿的具体条件,采用高密度电法对地下采空区围岩稳定性进行探测与剖析,电法观测剖面采用温纳-斯伦贝谢装置,并结合Res2dinv软件对高密度电阻率数据进行二维反演。通过分析与整理,最终确定井下围岩整体稳定性较好,无需对采空区进行充填,并探讨了影响其探测精度的因素。     

多层复杂采空区上建筑物稳定性数值模拟分析

基于多层采空区的复杂建设用地,利用已有的勘察结果,以地表变形计算的残余沉降量作为已知的结果,通过综合岩石试验的结果及工程类比经验,将地质模型中各类岩组赋予适当的物理力学性质参数,进行反复试算、调整,最大限度地按照实际地质体的地质条件和工程条件反演地质体材料属性参数,建立多层复杂的采空区的地质模型.通过数值模拟计算结果显示,采空区进行注浆处理后,选择适当的基础型式,则有无建筑物条件下的地面沉降变形值均很小,且变化不大.这些方法可以有效地预测在建筑物荷载作用下采空区的沉降变形,为评价场地的工程地质稳定性和工程建设适宜性.     

采空塌陷影响因素分析及颗粒元数值模拟研究

分析了顶板暴露面积、矿柱留设尺寸、开采深度、围岩性质、地质构造、工程扰动等因素对采空区稳定性的影响。提出了基于“复合应力拱”的采空群稳定性分析模型, 并采用颗粒流数值模拟方法对具体工程案例进行了计算验证, 结果与复合应力拱理论具有良好的符合性, 表明这一方法适用于分析采空塌陷等复杂的、不连续体的力学过程, 对矿山的安全生产具有一定的指导意义。