六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测量工作共布置4个测点,对每个测点进行2次应力解除测量,大幅度提高了测试结果精度。测试分析结果得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

平煤十矿地应力场测试技术研究

为解决平煤十矿深部开采过程中出现的地压灾害问题,采用套孔应力解除法对矿区深部地应力场进行了研究。在矿区4个区域,11个测点进行地应力测量,结合实验室的围压试验和温度补偿试验,计算出各测点的三维地应力大小和方向,构建了深部地应力场模型。根据实测结果对深部地应力的分布规律进行了分析,得出了该矿区地应力场以水平构造应力为主导,且最大水平主应力走向为北东向,与区域构造应力场的最大主应力方向一致;垂直主应力值等于或稍大于自重应力;最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力值均随深度呈线性增长的关系。     

构造应力对巷道布置及支护影响研究

影响深部巷道围岩变形的主要因素有构造应力、围岩岩层的岩性和巷道的布置方向等,因此对于深部巷道的布置及支护要重点考虑构造应力的影响,通过在煤矿井下多个位置布置测点,应用应力解除法测量了其原始地应力,根据测量结果对巷道布置进行了理论分析,提出了合理的巷道布置方案以及支护方案,对深部巷道布置及支护研究具有重要意义。     

千米深井地应力测试技术研究与应用

为掌握邢东矿地应力场分布情况,开展了地应力测量的研究。通过综合对比空心包体钻孔应力解除和水压致裂2种常用的方法,确定选择用空心包体应力解除法测量地应力。在现场选取2个测点,测试结果表明,邢东矿地应力总体较大,原岩应力场以水平应力为主,2个测点的最大侧压系数为1.81,存在构造应力,并且地应力场分布均匀,为邢东矿支护设计提供了基础数据。     

桑树坪煤矿地应力测试过程及分布规律

地应力是诱发煤矿安全生产事故的主要因素,亟需准确测量并掌握矿井地应力的分布特征。以桑树坪煤矿南一采区为例,介绍了应力解除法测量地应力基本原理以及测试过程——利用煤岩的发生膨胀变形特点,通过地质钻孔、安装空心包体、应力测试等步骤对矿区的2个测点进行了应力测试。测试结果表明,2个测点主应力的方向基本相同,最大主应力方位角均接近110°,且均接近于水平方向;水平主应力为垂直应力的1.07～3.39倍,说明水平应力对巷道掘进的影响具有明显的作用。采用巷道轴向与最大水平主应力平行布置方式,有利于巷道顶底板的稳定。该研究成果有助于优化桑树坪矿井等同类矿区采掘布置,达到矿井的突出危险性防治的目的,为后续矿井布置及安全开采提供借鉴。     

凡口铅锌矿深部矿床地应力测试

采用应力解除法测试了凡口铅锌矿深部矿床-550m中段和-650m中段两个测点的地应力，分析计算了地应力的大小和方向。其结果表明：凡口矿深部矿床地应力场为构造应力场，3个主应力均为压应力，最大主应力为近似水平应力，其方向基本与矿体走向平行，最大主应力与垂直应力比值在1．02～1．7之间。     

王庄煤矿大采高工作面地应力测量研究

地应力是存在于地层中的未受工程扰动的天然应力,是采矿工程围岩稳定性分析、开采与支护设计的一个重要参数。与其他地应力测量方法相比,空心包体应力解除法测量精度高且能一次测得三维应力,文章通过改进的TX-120型空心包体式应力计实测了王庄矿大采高工作面两个测点的地应力,测试结果表明,王庄矿地应力场的基本分布规律如下:1号测点最大主应力为6.05 MPa,垂直主应力为4.93 MPa,最小主应力为4.81 MPa;2号测点最大主应力为10.83 MPa,垂直主应力为7.30 MPa,最小主应力为4.82 MPa。最大主应力倾角均小于7°,其值为自重的1.22~1.49倍,说明王庄矿区域地应力以水平构造应力为主。测量结果对王庄大采高工作面的巷道布置、尺寸设计和支护设计等具有重要的指导意义。     

汤丹铜矿深部三维地应力分布规律及矿区结构面特征

汤丹铜矿1 218m中段探矿工程出现地应力集中现象,巷道大变形、岩层移动加剧。为采空区稳定性数值模拟提供原岩应力场,采用单孔3段套孔应力解除法对3个中段进行三维地应力测试,获取了垂直方向9组地应力数据,将解除的试件进行围压率定试验,判定12个应力片的工作状态。三维地应力测量结果表明:最大主应力、中间主应力和最小主应力随深度基本呈线性增长;当深度达1 130m时,最大主应力值为41.29MPa,与水平面夹角为-1.15°,方位角179.37°,水平主应力与自重应力比值为1.35～1.47,反映出矿区存在较大的构造应力场。将测量结果与区域构造和结构面产状结合分析发现,主应力方向与断层和结构面走向一致,与巷道工程布置垂直或大角度斜交,研究成果对深部回采和井巷工程布置具有重大意义。     

汤丹铜矿深部三维地应力分布规律及矿区结构面特征研究

摘要：汤丹铜矿1218m中段探矿工程出现地应力集中现象,巷道大变形、岩层移动加剧。为采空区稳定性数值模拟提供原岩应力场,采用单孔3段套孔应力解除法对3个中段进行三维地应力测试,获取了垂直方向9组地应力数据,将解除的试件进行围压率定试验,判定12个应力片的工作状态。三维地应力测量结果表明：最大主应力、中间主应力和最小主应力随深度基本呈线性增长;当深度达1130m时,最大主应力值为41.29MPa,与水平面夹角为-1.15°,方位角179.37°,水平主应力与自重应力比值为1.35-1.47,说明矿区存在较大的构造应力场。将测量结果与区域构造和结构面产状结合分析发现,主应力方向与断层和结构面走向一致,与巷道工程布置垂直或大角度斜交,研究成果对深部回采和井巷工程布置具有重大意义。     

深部高应力巷道开挖方向对稳定性影响分析研究

在阿舍勒铜矿深部不同中段选取3个测试点,采用套孔应力解除法进行了现场地应力测试分析,准确确认深部岩体处于较高地应力状态。采用数值模拟计算方法,计算得出最大主应力与巷道轴线夹角分别为0°、30°、60°、90°时的巷道围岩位移场、应力场和塑性区云图,分析了深部高应力巷道开挖方向对其稳定性的影响,得出了高应力巷道开挖时,巷道布置方向与最大主应力方向夹角在30°以内时,高地应力对巷道稳定性影响较小的结论。     

狮子山铜矿深部开采三维地应力实测及应力场分布研究

狮子山铜矿已进入深部开采阶段,针对深部巷道破坏严重、岩层移动加剧的现象,采用空心包体应力解除法对该矿进行三维地应力测量,共获取四个不同中段测点的三维地应力测试数据。地应力实测结果表明,四个中段测点的最大、最小主应力基本呈线性变化,最大主应力为45.59 MPa,随深度增加而增加,倾角变化范围为-8.68°～6.15°。最大水平主应力与垂直主应力的比值变化范围为1.41～2.75,说明矿区地应力以水平构造应力为主,剪应力值相对较大。九中段、十一中段、十二中段的最大主应力方向与矿体走向基本一致,而十五中段最大水平主应力方向与矿体走向近似垂直,地应力场的分布特征与工程地质调查和巷道变形调查结果相吻合。     

平煤股份一矿深部地应力现场测试与分析

采用水压致裂法对平煤股份一矿延主运输巷进行地应力测试,分析了矿区地应力的分布特征。测试结果表明:矿井深部已属高地应力区;矿区最大主应力为近水平方向,受构造应力控制;3个主应力与埋深呈近似线性增大关系。测量结果可为矿井巷道变形机理、支护理论研究和施工提供依据。     

不同侧压下底板切槽对围岩稳定性影响模拟研究

底板切槽是一种通过改变围岩应力状态抑制底鼓的主动防治措施。采用数值模拟研究不同侧压系数条件下底板切槽对围岩变形及应力演化规律的影响,研究结果表明:底板切槽会引起帮、顶位移的增加,从控制围岩变形的角度,底板切槽更适合于侧压系数较大的巷道;底板切槽对顶板围岩应力分布没有明显影响,随切槽深度的增加,帮、底围岩应力峰值向深部转移同时峰值降低,帮部以应力峰值降低为主,底板以应力峰值向深部转移为主;侧压系数越大,帮、顶应力峰值向深部转移的距离越小。     

兴安矿区深部地应力测试及支护方案研究

针对兴安矿区矿井深部高地应力巷道的围岩控制问题,采用“点-面结合”分析法,即地质力学理论分析和现场原位测量相结合的方法,对矿区地应力场方向及地应力大小进行分析,分析结果表明,兴安矿深部地应力最大主应力方向为近东西方向,最大主应力达到30.10~30.18 MPa,最大主应力与垂直应力之比为1.27~2.18倍,因此该矿区以水平构造应力为主导。针对兴安矿深部高地应力的情况,采用高强度锚喷支护体系对巷道围岩进行支护。通过数值模拟对现有锚喷支护方案进行分析,巷道断面收缩率在可控范围内,巷道内整体变形控制效果较好。同时数值模拟结果与实际观测结果大致相同,这不仅证明了锚喷支护在兴安矿深部巷道支护应用的可行性,也从侧面证明了地应力测试的准确性。     

深部岩体初始高构造应力场的3DEC模拟反演方法分析

深部岩体初始水平构造应力场反演的可靠性对于工程后续计算结果的影响至关重要。为了研究深部矿区岩体初始构造应力场的3DEC模拟反演方法,对比分析了位移边界条件和基于初始应变能理论的反演方法两种地应力反演结果。表明位移边界条件仅能够模拟初始自重应力场,基于初始应变能理论的反演方法能够较好地反演深部岩体初始水平构造应力场,应用该方法对狮子山矿区40号剖面线地应力场进行反演分析,深部各点最大水平主应力迹线水平展布,等值线间隔较好,研究成果对于运用3DEC进行高构造应力型矿山初始地应力场的生成及其开采模拟具有重要的意义。     

基于地应力测量的地应力场研究

分析了我国多个矿区的200多个测站的水压致裂地应力测试数据,在测试数据的基础上对典型矿区进行了地应力场研究,并对测试结果进行了统计分析,得出了我国煤矿不同深度矿区的构造应力场特征及水平主应力与垂直主应力的比值随深度变化的规律,测量结果可为煤矿生产实践提供重要的参考价值。     

四体构件真三轴数值试验的底板冲击失稳研究

 摘要：针对深部地下工程底板冲击失稳的相关特点,提出了采用四体构件模拟煤岩体结构,运用Flac3D数值软件模拟试件真三轴压缩过程,通过不同中间主应力系数和卸载路径模拟深部开采环境,从构造应力和能量角度出发,分析了深部开采底板冲击相关特点。结果表明：当从最小主应力方向卸载时,卸载后到底板冲击发生所经历的时间较卸载中间主应力时长;不同的卸载方向导致底板冲击所经历的时间步与中间主应力系数呈指数关系,当卸载最小主应力时,煤层开采到发生冲击所经历的时间步与中间主应力系数成指数关系上升,而卸载中间主应力时反之;发生冲击的岩体经历了脆-延-脆-塑的转化过程。