某铁矿地下开采地表变形数值模拟

地下矿产的开发不可避免地造成地表沉陷和移动变形,对矿区地表建(构)筑物造成一定的影响。为定性和定量研究矿区地表变形特征,运用FLAC3D数值模拟方法,对某铁矿开采引起的地表变形区域进行了划分,结果表明,地表建(构)筑物大多位于地表移动边界之外,扩界开采带来的影响较小。     

老君堂煤矿三下煤层地表沉陷规律研究

豫西"三下"煤层赋存条件不稳定,地质构造复杂,通过对老君堂煤矿不稳定煤层地表沉陷特征分析和沉陷规律总结,运用FLAC3D软件对不同开采条件下地表沉陷进行模拟,得到了不同开采厚度时的地表移动和变形规律,研究结果为开采及地表建(构)筑物保护提供了技术依据。     

浅谈地表移动变形计算方法及建(构)筑物下开采技术

在进行建(构)筑物下开采时需要进行地表移动变形的计算,文中对目前我国在开采沉陷地表移动与变形中的计算方法及建筑物下开采中常用的开采技术进行了总结论述.     

地表移动区内建、构筑物稳定性模拟分析

为明确中关铁矿深部矿体开采后地表移动区内建（构）筑物的安全性，尝试利用大型通用有限元分析软件ANSYS对胶结充填体作用下地表的开采沉陷规律进行了模拟，结果表明，厚矿体移动区外，薄矿体移动区内的建（构）筑物是安全的；初步揭示了全尾砂（胶结）充填后地表的沉陷规律，指出充填体能有效控制覆岩的变形，地表的变形很微弱，未出现明显的移动盆地。     

地下采空区对地表建构筑物的影响分析

为明确矿山地下采空区对地表建(构)筑物的影响范围和程度,采用数字化矿山软件Dimine及岩土有限元分析软件Midas GTS NX联合构建三维地质模型,并借助三维有限差分软件FLAC3D对矿山开采结束后引起的岩层移动和影响范围进行了仿真再现模拟分析。根据地表移动变形值大小及相关规程,对地表建(构)筑物的影响程度进行合理判定,并按边界角划定地表影响范围。研究结果表明:地下采空区引起的地表倾斜、曲率及水平变形均不会对地表建(构)筑物造成影响,同时,圈定的地表影响范围具有一定的可信度,可为类似工程提供借鉴。     

建(构)筑物下采动地表移动与变形极值自动提取方法研究

为了解决传统极值提取方法效率较低、精度不高等问题,文章编译了开采沉陷预计程序,推导了采动区地表点移动变形的极值方向公式。并依据不同类型建(构)筑物的平面几何形态,将其分成面状、线状和点状,利用平面点云替代该建(构)筑物进行沉陷预计和统计,实现了采动区不同类型地表建(构)筑物移动变形极值的自动提取。该方法在南屯矿区具体工程实例应用中取得良好效果。     

老采空区地面建筑技术研究及应用

为科学地利用采煤塌陷区进行地面建筑,保证新建建(构)筑物的安全正常使用,采用理论研究与现场实践相结合的方法,系统研究了地表残余变形值的计算、老采空区地基稳定性评价方法、地基处理技术及新建建(构)筑物抗变形技术措施,得出了在采空区上方进行地面建筑时,其最小开采深度必须大于垮落裂缝带高度与建筑荷载影响深度两者之和的结论,在确定新建建筑物的建设高度时,还要考虑地表的残余沉陷变形值,尤其是地表倾斜变形值。对采深较浅或地质采矿条件复杂不能满足建筑要求时,还要考虑对采空区进行注浆处理。该技术在平顶山、唐山、晋城、焦作等资源性城市得到了成功推广应用。     

长条形建(构)筑物保护煤柱留设及应用实践

根据开采沉陷规律,分析了利用移动角留设建(构)筑物保护煤柱的保护标准,针对长条形建(构)筑物的特殊性,分析了利用移动角留设长条形建(构)筑物保护煤柱存在的问题,由于该类型建(构)筑物长边距离较窄,地表叠加变形,使其不能有效保护建(构)筑物。提出利用地表移动与变形预计法进行长条形建(构)筑物保护煤柱的留设,既能有效保护建(构)筑物,又能避免留设煤柱过宽而减少资源采出率。     

基于概率积分法的济宁某矿地表位移规律研究

采空区上方地表移动变形将严重影响附近建(构)筑物的安全。为分析地表移动变形引起建(构)筑物的破坏类型,明确地表沉降、倾斜、曲率对建(构)筑物的影响,基于概率积分法,以济宁北部某矿3307工作面为例,结合地表实测位移结果与FLAC3D数值模拟,分析了地表移动变形规律,并对地表建(构)筑物进行了安全性分析。研究表明:(1)随着工作面推进,地表下沉量逐渐增大,当采空区长度达到2倍的影响半径时,地表盆地最低位置开始触底,此时下沉量达到最大值。随着工作面继续推进,地表盆地尺寸不断扩大,最大下沉值不再增大。(2)开采深度对地表盆地形状具有重要影响,当开采深度较小时,地表盆地近似为开采工作面形状,随着开采深度增大,地表盆地逐渐趋近于椭圆形。(3)对3307工作面地表变形规律进行分析,将实测结果与理论计算结果进行了对比,两者误差小于5%,证明了理论计算结果的合理性。     

开采沉陷预计系统在建筑物下压煤开采中的应用研究

为了确保建筑物下压煤条带开采的安全,选用计算原理基于概率积分法的开采沉陷预计系统,通过理论计算与现场实测分析,选取合理预计参数对条带开采最优方案的地表移动及变形进行预计。结合建筑物损坏级别标准,分析了某矿工业广场煤柱冒落条带开采对地表建(构)筑物等的影响,验证了条带开采设计方案的可行性,结果表明,该矿通过工业广场压煤条带开采的实施,在保证地表建(构)筑物安全使用的基础上,可多采出煤炭约979.13万t,盈利约9.79亿元。     

特厚煤层充填开采对地表村庄的影响研究

随着煤炭资源的不断开发,"三下"(建筑物下、水体下、道路下)压煤问题越来越突出,充填采煤法成为"三下"压煤开采的有效方法。基于公格营子矿特厚煤层似膏体充填开采实践,通过充填开采地表沉陷实际观测和地表移动变形的预计分析,结合地表建筑的受损等级标准,就充填开采对地表村庄的影响进行了研究。结果表明,似膏体巷式充填开采控制地表下沉的效果良好,地表沉陷下沉系数为3.5%。特厚煤层全部充填开采后,村庄范围地表移动变形不明显,将不会影响村庄范围内的建筑物正常使用。     

承压含水层自身性质对地表沉陷的影响规律

为了确定28采区继续回采对地表建筑物的影响,以9#煤层28采区上覆第四纪承压含水层为研究目标,综合采用理论分析、数值模拟等手段,运用岩层移动、地下水动力学相关知识,研究了含水层自身性质对地表沉陷的影响,研究结果表明:在28采区条件下,地表沉陷与含水层压力、渗透系数成正比关系;含水层厚度对地表沉陷的影响呈抛物线状态,在厚度为30 m时,对应的地表沉陷最大;28采区继续回采地表沉陷最大值较以往将会不断的减小,不会对建筑物造成进一步的破坏。     

采煤沉降区建筑结构稳定性分析

采煤沉降区面积较大或建筑平面面积较大时,建筑结构稳定性分析结果往往不准确,设计了一种新的采煤沉降区建筑结构稳定性分析方法。通过多源SAR数据融合,实现采煤沉降区的建筑地面监测,构建采煤沉降区的建筑结构有限元计算模型;通过有限元分析法实施建筑结构数值模拟,对建筑地基在建筑荷载作用下的土体空间实施受力分析,获取地基沉降和变形情况;通过模拟沉降区建筑结构应力场特征分析采煤沉降区的建筑结构稳定性。测试结果表明,设计方法的模拟准确度较高,且计算性能比较优越,能够满足设计需求。     

兖州矿区综放开采地表沉陷规律

为了研究综放开采地沉陷规律,根据兖州矿区建立的综放开采地表移动变形观测站和上覆岩层内部移动变形实测数据,在综合分析研究的基础上,获取了综放开采地表移动盆地特征及角值参数、地表动态移动规律及参数,揭示了综放开采地表动态变形规律和冲积层内部移动变形规律,建立了各种沉陷参数与地质采矿条件之间的变化关系式和开采沉陷概率积分预测参数体系。     

深部开采地表沉陷特征的数值模拟

随着煤矿开采深度的增加，深部岩体的力学行为在赋存状态改变的情形下趋于复杂，深部开采引起的地表沉陷不同于浅部．数值模拟与现场实测结果表明：当采宽一定时，深部开采中的地面各项移动变形值均小于浅部，对覆岩局部和地面起控制作用的关键层增多，影响了深部开采中的地表沉陷．深部的煤岩体在高地应力状态下受采后高附加应力的影响，远离工作面的煤柱均出现不同程度的压缩变形现象，煤岩柱整体压缩变形是深部开采地表沉陷的特殊组成部分，导致了、深部开采引起的地面影响范围及岩层内部移动边界线都大于浅部，这对深部开采岩层移动角参数有很大影响．     

煤矿“三软”煤层开采地表移动规律及机理研究

掌握岩层与地表移动移动规律是进行“三下”采煤研究、煤矿采动损害评价及建筑物保护的重要依据。“三软”煤层储量在我国煤矿开采中占据了相当大的比例,其采动地表移动规律有其自身特点。以梁北矿典型综采工作面为研究对象,通过建立地表移动观测站,进行现场实测,分析了“三软”煤层综放开采地表移动与变形规律。基于关键层理论,阐明了“三软”煤层综放开采覆岩破断机理,理论解释了工作面开采后地表下沉机理,为梁北煤矿“三软”煤层综放开采及类似地质条件矿区的地表破坏预计及控制提供参考。     

充填开采地表移动变形规律数值模拟分析

为了研究充填开采地表移动变形规律,简要介绍了地下开采引起的地表移动和变形5项指标对地表建筑物影响情况,分析了5项指标之间的内在联系和对地表建筑物造成破坏的直接原因,引入了地表“下沉梯度”和“水平移动梯度”的概念,从而对充填开采提出了新的评价指标和要求,在减缓地表下沉量和水平移动量的基础上,需要重点关注对梯度的控制情况。针对新阳矿十采区10203充填开采工作面现场条件建立FLAC3D数值模型,对比分析充填法和垮落法开采的地表移动梯度变化规律。研究表明:充填开采减小了地表下沉量和水平移动量,显著降低了地表下沉梯度和水平移动梯度,地表趋近于均匀下沉和连续变形,能够有效地保证地表建筑物的安全。     

李村煤矿开采沉陷规律数值模拟研究

运用FLAC3D软件对李村矿8301工作面推进对地表移动和变形进行数值模拟研究,从地表沉降量、倾斜变形量、水平移动量、水平变形量这4个方面进行了观测和分析,得出了李村矿开采地表沉陷的基本规律,为治理该地区地表沉陷提供了理论依据。     

神经网络在地表移动与变形分析中的应用

为了对建筑物下薄煤层群开采地表移动与变形作出全面、准确科学合理的预测,在综合分析概率积分法参数与地质采矿条件之间关系的基础上,采用人工神经网络方法建立了岩移参数选取的数学模型.对提高开采沉陷预计精度具有积极意义.运用概率积分法对地表移动和变形进行了预计与分析,结合某矿的实际条件,运用所建的模型,求得了该矿开采引起的地表移动变形各个参数的最大值,确定了该建筑物下薄煤层群开采方案.结果表明,可以利用所建数学模型正确求出地表移动与变形参数.     

厚松散层矿区采动岩土体移动规律模拟试验研究

为揭示厚松散层矿区采动影响下上覆岩土体双层介质移动机理,对厚松散层下采煤岩土体的沉陷规律进行了模拟研究,并用实测资料进行验证。试验得出了厚松散层矿区采动影响下岩土体沉陷规律,并与一般条件下开采沉陷规律进行比较,指出松散土体沉陷规律有其特殊性。通过对岩土体沉陷值和采动程度的比较,表明了基岩体对地表沉陷的控制作用,阐述了基岩面移动盆地和地表移动盆地的差异性,揭示了采动影响下岩土体移动机理,为厚松散层矿区沉陷预计、受护物防护及矿井安全高效开采提供一定的参考依据。