基于FLAC^3D的条带开采煤柱稳定性分析

摘要为研究不同采出率开采条件下条带开采煤柱的稳定性及对地表的影响,采用了FLAC^3D和Tecplot数值模拟软件,对不同采留宽条带煤柱的竖直应力分布和地表最大下沉值进行研究。结果表明：随着采出率的增加,煤柱单位面积所支撑的压力成线性增大;在煤柱的边缘形成应力的集中区,其应力等值线的形状呈马鞍形-平台形-拱形的变化,平台形可以看成煤柱从稳定向失稳过度的标志和临界点;根据模拟计算结果,建立了地表最大下沉值与条带开采回采率之间的关系式及最大竖直应力与采出率之间的关系式,为今后相关计算提供了科学依据。     

条带开采中煤柱稳定性分析

系统地分析了条带开采中煤柱稳定性问题。通过多个实例计算的对比分析，建议采用Ｗｉｌｓｏｎ强度公式进行一般地质采矿条件下条带煤柱强度的计算。从煤柱强度分析出发，导出了任意方向弱面的剪力强度安全系数计算式；建立了顶底板通过摩擦作用施加给煤柱的儿拉压应力引起的煤柱屈服区宽度变化的简化计算式；从３向受力状态角度分析了侧限力对增加煤柱强度的机理问题；还强调了煤柱载荷与采出率之间的非线性关系和条带开采设计中应注     

条带开采煤柱稳定性的数值模拟分析

通过数值模拟，对照实测资料，对条带开采的煤柱稳定性进行系统分析，并提出合理的采留比。     

条带开采煤柱稳定性监控初探

本文阐明了应用条带开采方法进行建筑物下采煤需满足的原则和条带煤柱稳定性监控的意义,给出了实测条带煤柱采动附加应力分布状态,对施测的条带煤柱稳定性做出评估并指出了应当注意的问题。     

条带开采煤柱稳定性数值模拟研究

为了研究条带开采过程中煤柱的稳定性,借助于数值模拟软件FLAC3D,对条带开采过程中不同开采宽度和留设宽度下煤柱内应力和塑性区分布情况进行了研究,研究结论对煤矿的条带开采优化设计有一定的指导意义。     

条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法

煤柱在地下水、风化作用等多种因素的作用下会发生剥离和尺寸缩减,使煤柱发生渐进性失稳破坏。基于煤柱的渐进性剥离行为和剥离体的堆积特性,建立了煤柱的非均匀剥离模型;分析了煤柱剥离的影响因素、煤柱安全系数与煤柱剥离的关系,建立了条带煤柱长期稳定性评价方法;讨论了采出率、地表沉陷控制和煤柱长期安全系数的协同关系。分析表明:煤柱的剥离与煤的碎胀系数、休止角和采宽采厚比有关,可利用剥离角确定煤柱的极限破坏程度。煤柱的宽高比越大,剥离对其稳定性的影响程度越小。该模型适用于条带煤柱长期稳定性评价。     

基于GIS和FLAC3D矿山地表沉陷可视化

利用FLAC3D数值模拟软件模拟出地表沉陷变形信息,在此基础上,根据地表沉陷实测数据,应用GIS软件Surfer的图形绘制和数据分析功能对地表沉陷变形过程进行二维或三维可视化,通过数值模拟和Surfer显示的三维图形对比分析,验证了开采沉降信息数值模拟的准确性,为矿山预防和治理开采沉陷提供有力的技术支撑和依据。     

基于FLAC3D的高边坡稳定性计算结果的规律性研究

介绍了FLAC3D数值模拟方法的基本原理和使用步骤,通过改变影响高边坡稳定的几种因素,并用FLAC3D对其进行规律性分析研究。计算结果表明,初始地应力和边界范围对计算结果影响较小,对屈服区域产生一定的影响;边坡网格疏密和剪胀角的大小对计算结果产生一定影响,抗拉强度的大小对计算结果影响不大。     

FLAC3D在某铁矿采空区稳定性分析中的应用

利用FLAC^3D软件模拟某铁矿矿区中深部矿房回采后的采空区应力分布情况及下阶段回采过程对上阶段采空区的影响。通过模拟结果分析,得出采空区的稳定性状况及下阶段回采对上阶段采空区的影响较小的结论,并预测了采空区的发展状况,为空区的稳定性评价和治理提供科学的依据。     

密集建筑物下条带开采煤柱稳定性评价

条带煤柱稳定性是条带开采的核心问题之一,在沛城煤矿密集建筑物下条带开采的工程实践中,依据极限强度理论和渐进破坏理论两种判别方法确定了条带煤柱的留宽,并根据煤柱观测巷的实测结果,证实了煤柱稳定性判别结果的可靠性。     

基于FLAC3D进行堆载作用下边坡稳定分析

调查分析保腾高速公路五合立交区边坡工程地质条件,通过ANSYS、FLAC3D建立边坡复杂三维地质模型。运用FLAC3D模拟分析边坡在堆载作用下三维位移场、应力场分布规律,研究边坡岩土体力学响应特性及可能的内在变形破坏机理。由强度折减法计算其安全系数,结果与极限平衡法计算结果一致。综合分析评定立交区边坡整体处于稳定,后缘局部可能崩塌滑移,为工程开展提供依据。同时探讨了边坡不同位置的堆载作用对其稳定性的影响,得知此类坡体在坡脚及中部堆载对边坡稳定有利,中部尤为明显,坡顶堆载对其稳定极为不利。     

基于FLAC~(3D)的尾矿库地震稳定性分析

数值模拟已成为岩土工程稳定性分析计算的有效方法之一。应用FLAC3D建立了某铁矿尾矿库排砂现状的三维网格模型和流固耦合状态模型,选择Mohr-Coulomb模型描述尾砂的本构关系,并对该尾矿库在地震作用下的整体稳定性进行了分析。研究结果表明,该尾矿库总体稳定性良好,但在大烈度地震作用下局部有发生液化垮坝的危险;位移及速度最活跃的区域出现在尾矿库的坝底和坝顶边缘,应加强对这些区域的日常监测与管理;应用FLAC3D进行地震作用下尾矿库整体稳定分析是可行的,为分析尾矿库动力问题提供了范例。     

煤峪口矿残采煤柱工作面条件下煤柱的稳定性分析研究

本文以煤峪口矿412盘区残采煤柱工作面留设区段煤柱为例,为达到分析煤柱的稳定性的目的,建立力学模型计算煤柱宽度,通过FLAC3D数值模拟和相似材料模拟实验模拟了两种不同宽度煤柱下煤柱塑性区区域与煤柱破坏等情况,验证了计算得到的煤柱宽度的稳定性.     

FLAC 3D与RG井下录像系统在复杂采空区处理的应用

结合排山楼金矿空区的复杂现状,应用FLAC^3D建立数值分析模型,运用FISH语言编程使模型地表与矿山实际相拟合,模型充分反映了地表、井下空区的现实状况。并根据空区围岩的位移、应力模拟结果,分析了围岩的稳定性。虽然模型显示应力向着有利于岩石材料高抗压的似拱形发展,但从顶板安全系数较低、间柱应力集中、岩体时间效应、井下开采扰动等方面综合分析,得到空区围岩的稳定只是暂时稳定的结论。所以,空区暴露面积不宜扩大,应立即采用RG井下录像系统对顶板岩体跟踪监测,为生产提供客观依据,实施RG监测强采。     

基于FLAC3D的主层开采对副层底部结构稳定性的影响研究

以自然崩落法开采的铜矿峪铜矿4^#矿体为研究背景,通过对主副层三维建模,并利用FLAC^3D软件对554 m主层开采扰动下614 m副层底部结构稳定性变化进行数值模拟,以对底部结构的应力分布规律和塑性区进行分析。结果表明,由于叠加压力拱效应,主副层交界处以及副层拉底推进线前方底部结构压应力集中程度会随着主层拉底和落矿增大而增大; 因主层开采,副层底部结构拉底空间下方出矿穿脉和桃形矿柱拉应力一定程度减小,使其不易超过岩体抗拉强度; 必须采取措施使压力拱范围内底部结构强度高于拱角应力强度,以避免推进线前方底部结构发生破坏。     

地震波对条带开采煤柱动态稳定性影响研究

由于地震波、爆破震动等动态应力作用下,采空区的响应对煤矿安全开采、地表沉陷控制等具有重要影响,基于弹性力学平面波理论,讨论了地震波诱发煤柱失稳的机理;利用有限差分方法对某条带开采采空区进行静力计算,在此基础上进一步分析了在地震波作用下采空区煤柱的动力响应。研究表明：在静力条件下,采空区煤柱处于稳定状态,能有效地支撑上部岩体;在地震波作用下,煤柱两侧屈服程度增加,应力减小,煤柱的应力向中部转移;塑性区向煤柱内部及顶底板扩展,煤柱稳定性降低。因此在开采设计时,应考虑地震等动载荷对采空区稳定性的影响。     

条带开采合理采留宽确定的FLAC3D 数值模拟研究

简述了FLAC3D数值模拟的基本原理、特点和应用于分析采矿工程岩体受采动影响发生破坏稳定情况的优势。用FLAC3D软件建立了某煤矿不同采宽条带开采的模型,得到了稳定后剖面位移场图。根据数据,描绘了条带开采地表移动曲线并进行了分析。从而确定了地表变形在Ⅰ级破坏范围内的合理采留宽度,为研究条带开采地表移动规律和“三下”压煤条带开采设计提供了依据。     

基于FLAC3D的层状岩石强度特征研究

利用单元切割法确定节理单元并赋予相应的本构模型进行计算,研究单轴与不同围压条件下的不同节理倾角层状岩石的力学特性。结果表明,无论是单轴压缩试验还是三轴压缩试验,节理对岩石强度的影响都很显著; 随着节理倾角增加,层状岩石单轴抗压强度先减小后增大,呈U型分布,在层理倾角呈60°时,抗压强度值最低; 从塑性单元个数可以看出,层理倾角0°~30°以及90°时,岩石以突然破坏为主,而层理倾角45°~75°时岩石破坏较缓慢; 随着围压增加,岩石抗压强度增加,岩石破坏时间延后,弹性段增长。研究结果可为岩石、岩体的各向异性问题的研究提供参考。     

房柱式开采煤柱稳定性数值模拟研究

运用数值模拟方法,对不同开采参数下煤柱的塑性区、竖向位移及应力分布进行了系统研究。研究表明,煤柱的破坏是由剪切造成的,在煤柱的帮角位置存在应力集中现象,煤柱尺寸留设合理时,其中间存在弹性区,能够支撑顶板。目前泰丰煤矿的煤柱尺寸留设过大,适当减少尺寸是合理的。