条采沉陷计算的空间分层介质力学法

本文把条带开采工程岩体介质简化为具有开挖孔洞的分层各向同性线弹性空间体，不仅考虑了上覆岩体，而且考虑了煤柱和下伏岩体对岩层和地表移动的影响，给出了适合于条带开采的应力边界条件和垂直位移连续而水平位移可不连续的层间几何接触条件，导出了条带开采岩层与地表移动的计算公式。利用本文给出的空间分层介质力学法，不仅可以计算地表和岩层内部的移动变形，包括水平变形和垂直变形，而且可以探讨条带开采亟待解决的其它理论问题。     

条采沉陷计算的空间分层介质力学法

本文把条带开采工程岩体介质简化为具有开挖孔洞的分层各向同性线弹性空间体，不仅考虑了上覆岩体，而且考虑了煤柱和下伏岩体对岩层和地表移动的影响。给出了适合于条带开采的应力边界条件和垂直位移连续而水平位移可不连续的层间几何接触条件，导出了条带开采岩层与地表移动的计算公式。利用本文给出的空间分层介质力学法，不仅可以计算地表和岩层内部的移动变形，包括水平变形和垂直变形，而且可以探讨条带开采亟待解决的其它理论     

排上村—75m以上岩层及地表移动与变形分析

通过有限元方法对东乡铜矿排上村 -75 m以上岩层及地表移动与变形分析 ,得出尽管伴随顶板岩层崩落过程 ,地表会产生较大的移动、开裂和其他变形 ,但岩层崩落不会达到地表的结论 ,并通过实践证明给出的结论是正确的 .     

排上村-75m以上岩层及地表移动与变形分析

通过有限元方法对东乡铜矿排上村-75m以上岩层及地表移动与变形分析,得出尽管伴随顶板岩层崩落过程,地表会产生较大的移动、开裂和其他变形,但岩层崩落不会达到地表的结论,并通过实践证明给出的结论是正确的.     

采动影响下风井破坏原因分析

在受采动影响情况下,利用概率积分与Drucker-Prager准则相结合的方法判断风井的破坏位置,因风井的破坏往往发生在岩层与岩层,或基岩与松散层交接面处,故该方法并不能从理论上说明破坏的原因.风井的破坏与否,与风井穿过的岩层的力学性质、岩层之间的胶结程度、岩层所处的深度有关,水平移动值的大小也与深度有关.因此,各岩层的水平移动值会有所差异.如果下层位岩层与上层位岩层胶结程度弱,那么,下层位岩层的水平移动传递到上层位岩层的可能就小,两个岩层之间水平移动值的差异大,也即水平变形大,会引起赋存在岩层内的地下构筑物破坏.工程实例验证了这种判断方法的可靠性.     

Knothe模型改进及充填开采岩层移动动态过程分析

Knothe模型是岩层移动动态预测最常用的时间函数模型,但该模型与岩层移动动态演化过程客观规律并不完全相符.通过分析Knothe模型岩层移动预测缺陷,增加表征时间影响函数变化和岩层移动非线性特征的双参数,建立了Knothe时间函数改进模型;基于弹性力学理论,建立充填开采岩层移动的小挠度弯曲变形薄板模型;将Knothe函数改进模型与建立的充填开采岩层移动模型相结合,构建了岩层随时间移动的动态演化过程函数表达式,并将演化过程划分为初始期、活跃期及衰退期.以新汶矿区翟镇煤矿2205工作面矸石充填开采实测数据为样本,开展了充填开采岩层移动动态过程实例验证分析.结果表明:在第22.9个月,地表最大下沉点的下沉速度达10.526mm/月;岩层总移动时间为38.9个月,其中初始期为20.5月、活跃期为5.1月、衰退期为13.3月.基于Knothe改进模型构建的岩层移动动态演化过程的函数表达式能够更客观真实地反映出岩层下沉量、下沉速度、下沉加速度的客观变化规律.     

多煤层采区岩层移动相似材料的模拟研究

通过对平顶山煤业集团公司八矿多煤层采区同采条件下,下部煤层开采对上部煤层开采影响的相似材料模拟试验结果的分析,得出了下组煤层开采时上覆岩层的移动及变形规律、有关岩层移动参数、上组煤层巷道变形预计方法及采动影响的时空关系     

多煤层采区岩层移动相似材料的模拟研究

通过对平顶山煤业集团公司八矿多煤层采区同采条件下,下部煤层开采对上部煤层开采影响的相似材料模拟试验结果的分析,得出了下组煤层开采时上覆岩层的移动及变形规律、有关岩层移动参数、上组煤层巷道变形预计方法及采动影响的时空关系．     

远距离下部煤层回采对上部采场巷道影响分析

为了研究远距离多煤层开采时下部煤层回采对上部采场巷道破坏的原因和影响范围,结合云煤一矿和正德矿业的井下采掘关系,通过覆岩破坏高度经验公式和UDEC数值模拟,得到远距离多煤层开采覆岩破坏的特点以及部分巷道受损的原因。利用概率积分和FLAC3 D数值模拟揭示了正德矿业倾斜岩面移动变形特征以及巷道破坏的主要原因;采用岩层移动角计算云煤一矿开采对正德矿业的影响范围,确定了巷道受损数目。研究结果表明:受损巷道少部分是由下部工作面回采引起的覆岩破坏和岩层移动变形共同造成的,而大部分受损巷道则仅由岩层移动变形造成;在采场倾斜岩面上,由于自重力和平行于岩面原岩应力分力的影响,下部工作面回采对其上山影响范围大于下山;采用优化的岩层移动角计算云煤一矿对正德矿业的采动影响范围,确定了巷道受损数量和位置,基本与现场实际情况吻合,可以为相似案例提供参考。     

地下开采岩层变形相似材料模拟的数值试验

在金山店铁矿东区浅部开采岩层变形相似材料物理模拟的基础上,结合34#剖面工程地质特征建立了深部开采的FLAC数值分析模型.随后,依据-550 m水平开挖时相似材料物理模拟的地表变形实测值,采用BP神经网络和遗传算法等手段对相似材料力学参数进行了优化,构建了深部开采相似材料模拟数值试验模型.以该数值试验模型对金山店铁矿深部开采岩层变形规律进行了研究,结果表明:进入深度开采后,上盘岩层移动角趋于58°,下盘岩层移动角趋于63°.这种研究方法不仅节省了做相似材料物理模拟试验的费用和时间,而且误差可以控制在5%的允许范围内,其结果对深部开采地表征地和搬迁具有重要的参考价值.     

Subsidence control method by inversely-inclined slicing and upward mining for ultra-thick steep seams

Ultra-thick steep coal seam mining will inevitably lead to the increase of greater and violent ground subsidence and deformation. A subsidence control method by inversely-inclined slicing and upward mining is proposed in this paper. By this method, the sequence of collapse of overlying strata and the direction of propagation of strata movement are changed, the extent of roof-side deformation thereby is lessened, and boundary angle of roof-side subsidence is reduced by 5°–10°. The mechanism of this mining method for control of strata movement has been evidenced by numerical simulation and experiments with similarity materials. A subsidence prediction model based on the variation of mining influence propagation angle can be used to evaluate the surface movement and deformation of the mining method. The application of the method in No.3 Mine in Yaojie mining area has yielded the expected result.     

薄基岩条带开采工程地质力学模型试验研究

针对兖州太平矿区内赋存有薄基岩的地层条件，以工程地质力学模型试验为手段，研究了薄基岩条件下条带开采覆岩与地表移动变形及破坏的工程地质机理及其主控因素，揭示了薄基岩条带综放开采引起的上覆岩层的破坏过程、破坏形态、破坏范围及地表的移动变形规律，为工程实践提供了理论依据。     

黔南坳陷构造运动与流体响应及油气保存

根据地表地质特征和地震构造解释分析,认为黔南坳陷印支期前主要为东西向构造为主,印支运动不强烈,中侏罗世以后,黔南坳陷存在两幕构造变形和长期构造抬升,同时根据变形特征,以贵定向斜为界,东为厚皮冲断变形区,西为薄皮冲褶变形区;在显生宙构造运动背景下,黔南坳陷经历了加里东期、海西期、印支-燕山-喜山期3期7幕水文地质旋回,燕山－喜山期是黔南坳陷油气保存的主要破坏期,通过对研究区流体包裹体和方解石脉进行研究,认为古流体受大气降水影响显著,古大气水下渗深度东深西浅的特征严格受黔南坳陷燕山期断裂构造控制;结合构造和古流体响应研究可知,构造因素是控制黔南坳陷油气保存的关键因素,坳陷中薄皮冲褶变形区的长顺-龙里-平塘-甲青地区是黔南坳陷中油气保存条件最好的地区,并且推断冲褶变形区燕山期向西的逆冲-褶皱递进变形中的主滑脱层之下的地层是油气勘探的重点.     

鄂西渝东区上古生界构造型式及对石炭系勘探认识

鄂西渝东区海相地层经历了多期构造运动 ,受到过多种应力场作用 ,因应力条件、介质条件和边界条件差异 ,形成了现今比较复杂的构造面貌。纵向上 ,因上、下构造变形层抗应变能力的不同 ,在挤压应力作用下发生差异形变 ,产生纵向变异 ;横向上 ,形成了隆凹相间的区域构造面貌。本文根据鄂西渝东区区域和局部构造特征、构造型式、展布规律 ,论述了古、今构造对本区油气运移和聚集的控制作用 ,指出本区石炭系勘探的有利区带及目标。     

支护压力控制下隧道周围砂土变形破坏物质点法模拟

为了探究隧道周围砂土地层在支护压力减小过程中的变形破坏机理,利用能够进行岩土大变形分析的物质点法（MPM）对该过程进行数值模拟. 研究隧道周围土体的剪切带特征、土拱效应、MPM地面沉降槽形态以及支护压力与地层位移间的关系;验证该数值方法研究隧道诱发变形的可靠性. 对比预测结果与已有试验和理论表明,MPM能够准确预测出隧道支护压力降低引起的地层变形和极限支护压力,并且可以得到地层整体失稳及坍塌后的变形行为. 在此基础上,分析隧道埋深比和砂土内摩擦角对变形过程中土拱效应强弱、极限支护压力和地层变形的影响.     

非规范观测站岩层移动角计算方法分析

鉴于某矿区地表移动观测站的非正规布置,根据观测线上三个临界变形值位置,确定地表影响椭圆分布区域的边界点;建立独立坐标系,将边界点与坐标原点进行联合观测,计算出边界点相对于原点的坐标值,然后将各个坐标值代入椭圆方程,求取地表影响椭圆半轴长,根据移动角与开采边界的空间几何关系,计算出矿区的岩层移动角.研究表明,该方法简洁实用,能够满足开采沉陷工程的实际要求.     

Movement scope of strata based on fuzzy BP neural network in underground metal mines

A prediction method of strata movement in underground metal mines is put forward, in which fuzzy BP neural network is applied. The results show that there is a strong nonlinear relation between the selected factors and strata movement angle, the anticipant and the actual output results are very similar. It is proved that the numerical value of movement angle is correlated with the selected factors in theory. The scope of strata and surface movement due to mining can be predicted. This research provides a thought to study the movement scope of strata due to mining.