正断层上盘开采断层附近应力时空分布数值模拟

采动引起的断层错动是诱发矿震和断层冲击矿压的主要原因之一。在现有的数值模拟研究中,断层上测点的数量较少,以致于对断层各处力学状态全貌的了解较为困难。而且,针对煤层应力分布的研究通常仅限于垂直应力（支承压力）,而对其它应力尚缺乏了解。为研究采动条件下断层附近应力时空分布,采用FLAC3D建立了正断层上盘开采的数值模型。模型中共包括13个岩层和1个45°倾角的正断层,通过计算获得了工作面从断层上盘推进过程中断层各处及附近煤层应力的时空分布规律。监测了断层上盘断层上的22个节点以获取断层各处力学状态全貌。研究发现,在工作面推进过程中,断层上存在1个压紧区及1个或多个松动区;断层上的压紧区较为安全,压紧区上、下方松动区的正应力越来越低,当工作面邻近断层时该区的断层区段多趋于危险,该区范围最大为78 m;断层上盘煤层紧邻工作面煤壁的垂直、水平和切应力峰值分别位于煤壁前方7.5～10.5、10.5～15.5和11.5～12.5 m;断层下盘煤层3种应力最大值均上升或有上升趋势。当工作面煤壁距断层的水平距离由40 m减小至20 m时,断层上盘煤层垂直、水平和切应力受断层影响较显著的区域通常分别在距断...     

基于采动应力分布的深部正断层工作面设计数值模拟

为研究确定梁宝寺矿井3505工作面的斜长及其断层保护煤柱的最佳尺寸,利用FLAC3D数值模拟软件建立计算模型,研究分析了在不同断层保护煤柱宽度和不同工作面斜长相互组合条件下采空区两侧煤体的垂直应力分布变化规律。结果显示,当断层保护煤柱的宽度为45 m时,煤柱上的垂直应力峰值最小,随着工作面斜长的逐渐增加,在斜长从60 m变为80 m这个区间,煤柱上的垂直应力缓慢增加,在斜长为80 m之后的区间,煤柱上的垂直应力迅速增加。根据模拟结果,研究分析及从安全经济的角度考虑得出最终的断层保护煤柱宽度为45 m,工作面斜长为80 m较为合适。     

断层对工作面顶板涌突水影响的数值模拟研究

工作面附近存在断层时,裂隙的发育高度有较大增长,断层也可能“活化”突水,增加了防治水的难度.以新巨龙煤矿工作面为原型,基于UDEC软件,建立断层倾角为30°、45°、60°和75°的数值模型,分别模拟工作面从断层上盘至下盘和下盘至上盘的推进过程,通过对最大裂隙高度增长率、断层面监测点最大剪应力和垂向位移量的分析,得到采...     

工作面底板隐伏陷落柱突水模拟分析

针对某煤矿工作面中存在的底板隐伏断层,在开采过程中可能发生突水事故这一情况,采用瞬变电磁法探测底板富水性并结合相关地质资料,应用FLAC3D数值模拟软件模拟工作面推进过程中的围岩应力场、围岩位移场、渗流场、塑性破坏区的变化。最后根据模拟结果提出相关防治方法。     

某工作面断层上盘防水煤柱留设数值模拟研究

由于地质钻孔数量有限,未能对断层含导水性进行有效分析,导致既不导水又不含水的断层留设了较大煤柱,严重影响工作面设计和生产系统布置,降低了煤炭采出率,不利于资源的充分开采利用。为此针对该矿YF20-3断层防水煤柱留设进行研究,以期能够采出呆滞煤炭储量,提高煤炭采出率,对于充分利用挖掘资源,稳定产量,延长矿井服务年限,实现可持续发展,具有重要的现实意义。     

煤矿顶板突水事故数值模拟分析

应用东北大学岩石破裂与失稳研究中心(CRISR)自主开发的F-RFPA^20渗流与应力耦合分析系统，对煤层顶板随着开采的逐步进行，采动裂隙逐渐向上发展并最终与含水层连通，进而导致煤层顶板突水的全过程进行了数值模拟，直观地显示了煤层顶板的变形、破坏过程以及突水前后渗流场的变化情况，阐明了煤矿顶板突水事故通常由采动裂隙引起的突水机理．当垮落带与裂隙高度没有达到含水层高度时发生顶板突水的可能性较小，反之亦然．因此准确确定煤层顶板垮落带和断裂带高度，对于进一步确定煤层开采深度上限，合理留设防水煤柱具有重要的意义．     

断层突水风险的数值模拟

本文依据巷道穿越刘桥断层时的水文地质条件和构造条件,结合已有的岩石物理力学试验资料,采用数值模拟法对延伸巷道穿越刘桥断层时,突水的危险性进行了初步分析,对矿井的安全生产具有一定的指导意义。     

基于RFPA数值模拟的底板突水危险性评价

为解决杨村煤矿十采区下组煤开采受底板突水威胁问题,运用RFPA数值模拟软件对杨村煤矿十采区16上煤层开挖过程中的底板破坏规律进行了研究。通过建立符合实际条件的数值模型,计算出了煤层在分步开挖过程中底板受矿井压力作用影响下的破坏深度和发展规律。在此研究基础之上,利用考虑煤层底板破坏深度的突水系数法对研究区煤层开采过程中的底板突水危险性做出了合理评价,并将研究区划分为较危险区和危险区2个等级。该研究成果为杨村煤矿十采区16上煤层的安全开采提供了可靠依据,可以有效地指导采区开采过程中的底板水防治工作。     

深部开采构造型突水危险性数值模拟分析

本文以三山岛金矿为工程背景,利用FLAC3D数值软件建立矿井深部开采流-固耦合数值模型,采用房柱式交替向上充填采矿法,在模拟采动条件下,尤其是采场通过F3断层时,矿体、充填体内渗流场以及塑性区的演化过程,对矿井不同开采时段、不同开采区域的突水危险性进行分析.试验结果表明:①距离断层较远时(-825 m-1盘区),随着回...     

采煤工作面顶板来压和底板突水关系的数值模拟研究

以某采煤工作面的实际资料为依据，用有限元法模拟采煤工作面由初采到一次周期来压过程中，底板岩层的力学规律和采煤过程中底板突水的危险点，进而分析来压和突水的相互关系。     

突水断层水量预测的数值模拟

基于对断层形态、产状要素、力学性质及断层导水性质的认识,分析了断层突水通道形成的影响因素,认为在水压与多次应力的作用下,裂隙的导水性变化与时间存在指数关系;给出了突水量预测的变参数渗流模型,并对赵各庄矿9水平东翼石门突水事故的突水量进行了模拟.计算结果表明:与一般渗流模型相比,变参数渗流模型能够模拟出突水量的变化过程,用于描述滞后突水或涌水具有合理性,更适合于分析突水水源、突水通道及突水量之间的变化关系.     

不同倾角正断层附近应力分布规律数值模拟研究

查明不同倾角正断层附近应力分布规律对瓦斯分布规律预测、煤与瓦斯突出预测具有重要的参考价值。以鹤壁四矿31052采煤工作面内不同倾角正断层参数为基础,结合实验室岩石力学测试,构建了正断层地质模型;借助ANSYS有限元模拟软件对不同倾角(30、45、60°)正断层附近的应力分布进行模拟。结果表明:煤厚7.5 m、断层垂向高度50 m、断层倾角45°时,断层端部的应力集中程度最高,断层附近煤岩体破碎严重;工作面前方距断层40 m左右范围应力"释放区、集中区、正常区"三区界限较明显。断层长度、煤厚取值不同时,断层端部应力集中程度会发生变化。煤厚和工作面距断层距离对断层附近横向上应力变化有重要影响,断层垂向高度和断层倾角对断层附近纵向上应力变化有重要影响。     

煤岩正断层处的力学分析与数值模拟

煤层开采经常遇到断层情况,本文就煤岩正断层处进行力学分析和ANSYS数值模拟,认为断层处应力值仅与断层处的载荷集度及断层倾角有关,数值分析结果与理论分析基本一致,可供顶板破断支护提供参考。     

煤层底板隐伏断层突水危险性数值模拟分析

煤层底板隐伏断层作为一种易被忽视的地质构造,研究其活化扩展规律,对矿井突水预测与防治具有一定的指导意义。采用RFPA2D-Flow软件模拟了工作面推进过程中煤层底板隐伏断层的活化扩展过程。模拟结果表明:隐伏断层在采动应力及承压水水压共同作用下,断层面上产生张应力和剪应力,断层活动经历了活化和扩展2个阶段;同时,小角度隐伏断层受到的张应力和剪应力作用更大,易于形成严重的破坏区,突水危害程度也大于大角度断层。     

大采高工作面沿倾向过正断层数值模拟与工程实践

以霍尔辛赫煤矿3603工作面为工程背景,采用数值模拟对工作面过断层期间围岩塑性区、应力状态和位移量进行分析,以此提出过断层期间的技术措施。研究结果表明,大采高工作面过正断层期间,围岩塑性区、煤壁应力集中程度和围岩位移量显著增大,片帮主要发生在煤壁中上部;提出的控制采高、控制下山坡度、工作面调斜、加强顶板管理及片帮防治5项技术措施现场应用效果良好;过断层期间,顶板冒漏和煤壁片帮难以完全避免,出现后应及时处理。     

岩墙影响矿井底板突水的数值模拟分析

为了探讨岩墙在底板围岩破坏及突水中所起的作用 ,采用ADINA有限元模拟分析了工作面开采的过程。数值模拟表明 ,在底板岩墙的位置破坏纵深最大 ,因此该位置也成了底板发生突水首当其冲的地方 ,应重点防范     

薄煤层工作面突水分析及治理

为了解决王河煤矿10902薄煤层工作面突水问题,通过分析该工作面水文地质条件及构造分布,采用理论分析和瞬变电磁物探技术手段,对工作面突水原因进行研究,找出10902工作面出水区域中的富水区,并利用现场注浆的措施对富水区域进行治理。治理结果表明:工作面出水量由原来349m3/h的减小为130m3/h,堵水率为63%,治理效果良好。     

工作面底板突水预测

底板突水不仅造成严重的经济损失还要浪费很多的地下水资源,所以对水害的预测显得尤其重要,是煤矿安全生产的重要因素。结合工作面的实际条件,首先使用经验公式来计算出底板最大破坏深度,然后以此结果为基础采用突水系数法、临界水压力法对底板突水危险性进行分析,最后对工作面底板突水进行预测。     

不同倾角断层对煤层底板突水影响的数值模拟研究

运用FLAC3D数值模拟软件,通过模拟不同倾角的正断层在采动影响下对煤层底板突水的影响过程,揭示了煤层开采过程中由于断层构造引起的底板突水通道的形成过程,以及倾角对断层活化和底板突水的影响规律。模拟结果表明:小倾角的正断层比大倾角正断层更容易引起突水危险,在实际安全设计时需要留设较宽的防水煤柱。研究结果对指导煤矿的安全生产提供了重要的参考依据。     

采煤工作面特大型突水水源及突水因素分析

文章在叙述了8101工作面基本情况及突水经过的基础上,重点分析了这次特大型突水的水源,论述了本次突水的原因。对指导堵水,恢复生产具有重要指导意义。