宣东二号煤矿地应力测量及分布规律研究

 采用应力解除法,对宣东二号煤矿砂岩和辉绿岩两个岩层中进行三维地应力测试,并对获得的含有应变计的套孔岩芯进行了室内围压率定试验。结果表明：各个主应力均为压应力,没有出现拉应力的现象;矿区以水平构造应力为主,最大水平主应力的值在64.93～73.61MPa范围内变化,方向基本上为SW-NE,竖向主应力接近上覆岩体的自重应力;各测点的最大剪应力较大,其值均大于20MPa。测量结果为矿井采场合理布局、巷道布置选择和锚杆支护设计提供可靠依据。     

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。     

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。     

金川龙首矿西二采地应力状态分析

为保证龙首矿西二采区开采和支护工程的顺利实施,在龙首矿西二采区1 430 m、1 514 m、1 610 m3个中段巷道上,采用空心包体应力解除法进行地应力测量,共获得6个测点三维应力测量数据,同时绘制各个测点不同法线方向的截面应力椭圆。结果表明：在井下100~280 m深度范围内,最大主应力量值约为10~14 MPa,属于中等应力水平;测点2、5、6最大主应力量值与最小主应力量值差值较大,范围在8.2~11.2 MPa;地应力状态特征参数KHh、KHV、Kav分布范围分别为1.43~4.81、1.06~3.1、0.88~2.28,基本在先前的参数研究范围内;各测点最大水平主应力大于垂直应力,构造力处于主导地位,但从各测点主应力与水平面的夹角大小可知,非水平应力场特征开始出现,显示该区应力特征的复杂性;最大主应力的方向为NNE、NWW2组,优势方向为NNE向,至于NWW方向是否可能成为西二采区新的最大主应力的优势方向还需进一步进行地应力测量工作方可得出结论。     

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。     

星村矿深部采区地应力分布特征及与 地质构造关系研究

深部采区地质应力环境复杂,对巷道围岩大变形破坏影响突出,因此,对深部采区进行地应力测量,分析地应力场分布特征对巷道设计与维护具有重要意义。星村矿最大开采深度已超过1 300 m,西翼深部采区轨道及回风大巷均发生非对称大变形破坏问题。为了研究其破坏机理并针对性治理,现场采用空芯包体应力解除法对矿区2条大巷的4个测点进行了地应力原位测量。结果表明:1)每个测点均有2个主应力方向接近水平,另一主应力方向接近于垂直;2)实测最大水平主应力是自重应力的1.60～1.67倍,表明应力场是以水平构造应力为主导,且均为压应力;3)各测点垂向应力基本等于或大于上覆岩层重量;4)实测最大主应力平均方位角为129.8°,方向呈NW-SE向。同时结合地应力场与地质构造关系分析认为,该地区郯庐断裂对矿区的构造有控制作用,区域构造应力场的方向与实测最大主应力方向结果相一致。     

金川三矿区东部贫矿现场地应力测量及应力分析

金川三矿区东部贫矿地处于F₁₇断层以东,属于超基性贫矿。随着选矿和冶炼技术的逐步提高,三矿区东部贫矿于2004年4月份建成投产,是金川三矿区的主力采区。掌握矿山围岩应力状态,可以为采矿方法的选择、巷道的支护与施工、防止巷道大变形提供有效的科学依据。采用空心包体应力解除法对三矿区东部贫矿1200m-1450m进行地应力实测,共获得13个测点的地应力实测数据,1200m水平获得7个地应力测点,1250m-1450m水平获得6个地应力测点。通过分析地应力实测数据表明,井下1200m～1450m水平最大主应力量值为13.0～21.1MPa,属于中等应力水平。部分测点的最大水平主应力倾角超过20°,最大达到-57°表明该地区应力状态较为复杂,应力作用方式发生改变,水平应力为主导的趋势已不明显。     

双合矿井地应力分布规律与地质构造作用分析

应用空芯包体三维应力解除法对双合矿井区域内3个测点进行了地应力原位测试。结果表明:井田内最大主应力方向平均为220.89°,以水平应力为主,矿井地应力量级大部分在20 MPa以上,属于典型的高-超高应力区。井田内地应力方向性显著,最大水平应力为垂直应力的1.25～1.46倍;井田内地应力大小具有较强的差异性,最大水平主应力为最小水平主应力的1.31～2.20倍。井田内应力场总体趋于NE-SW方向,整个区域应力场以水平应力为主导,对矿区的构造发育有控制作用,其分布与现场地应力测试结果基本一致。     

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。     

红阳矿区地应力测量及其数值分析研究

红阳矿区主采8#,12#煤,最大开采深度已超过1 000 m,回采巷道掘进及工作面回采期间均发生过冲击动力灾害。为了研究灾害形成的原因及其控制技术,现场采用空芯包体应力解除法对矿区不同埋深的6个测点完成了地应力原位测量。结果表明:各测点均有2个主应力方向接近水平方向,另一主应力方向接近于垂直方向,最大水平主应力是垂向应力的平均1.395倍,地应力场以水平构造应力场为主;各测点垂向应力均略大于上覆岩层重量;分析了最大主应力、最小主应力、垂直主应力随深度的变化规律;实测最大主应力方向为NW-SE向,平均方位角NW47.9°,结合数值模拟结果,北三采区西侧工作面组为最大水平主应力峰值位置(岩爆发生区),而其他采区随着开采位置远离峰值区域应力水平相对降低,靠近断层或者断层交叉区则应力水平降低。     

伊泰矿区井下地应力测量及应力场分布特征研究

采用小孔径水压致裂地应力测量装置在伊泰矿区3个煤矿完成了10个测点的原岩应力测量。实测数据表明：矿区应力场属于低地应力值区域,构造应力占绝对优势,最大水平主应力方向以北东方向为主;由于受埋藏深度、地质构造和地形地貌影响,各矿地应力值差别较大,最大水平主应力方向亦有所偏差。基于实测数据,得出最大与最小水平主应力,最大水平主应力和垂直应力的差值普遍较大,导致岩体内剪应力较大;分析了地应力随埋藏深度的变化规律,并得出水平主应力与埋深之间的关系。     

深部岩体岩芯饼化特征分析与原岩应力计算研究

以三山岛金矿地质勘探钻孔岩芯饼化现象为背景,详述饼化破坏特征,结合国内外多种推算地应力的理论计算公式,与现场岩芯饼化厚度进行大量对比计算,并基于矿区多个水平的地应力测量和岩石试验结果,得出了岩芯饼化薄饼与厚饼推算地应力的优势公式。通过3DEC数值模拟软件结合前期地应力测量成果模拟了钻孔过程以及岩芯根桩的应力分布,依据应力分区和优势公式推算了岩芯根桩不同应力分区的岩芯饼化厚度。区域Ⅰ,最大主应力为82～83.6 MPa,饼化厚度为7.7～7.9 mm;区域Ⅱ,最大主应力为80～82 MPa,饼化厚度为7.9～8.36 mm;区域Ⅲ,最大主应力为76～78 MPa,饼化厚度为8.79～931 mm。通过数值模拟兼理论计算获得的岩芯饼化厚度与现场实测误差在2 mm以内,为岩芯饼化现象研究提供了有益思路。     

连续全面回采对采场稳定性的影响

针对全面采矿法,进行连续回采,对其采场稳定性进行分析。以云南某铜矿为例,采用数值模拟手段,分析采场中的应力、位移、塑性区。得出:随着开采的推进,最大主应力和最小主应力并不是出现在采场深部,而是出现在顶底柱上,出现应力集中现象,采场中最小主应力的最小值由2.53 MPa增加至5.71 MPa,增幅为125.7%,最大主应力的最小值由6.88 MPa增加至20.11 MPa,增幅达192.3%,应力过大易造成失稳破坏;各点位移均呈增大趋势,3个顶底柱上均出现位移突然增大的现象,中部顶底柱上的最大下沉量达到47.87 mm;顶底柱上表现为剪切破坏,围岩塑性区影响范围增大,表现为剪切、拉剪、拉破坏共存的状态。应适当增大顶底柱尺寸,或者减小采场尺寸,以保证采场安全。     

山西某矿巷道围岩地应力测试分析

对某矿新开拓的15煤盘区进行地应力测试,测出15煤区域最大水平主应力最大值为13. 49 MPa,最小水平主应力最大值为7. 46 MPa;垂直主应力最大值为8. 56 MPa。所测区域地应力水平属于中低地应力区。     

毛坪铅锌矿最大主应力测试及地应力等级的确定

为了初步了解毛坪铅锌矿的地应力状态,采用地质构造形迹法、声发射Kaiser效应等方法对矿山的主应力进行了分析,并对地应力水平进行了判别。研究结果表明：毛坪铅锌矿的最大主应力方向界于N60°～70°W与N45°～50°W之间,最大主应力约12.14 MPa,以岩石强度应力比为判断标准,认为毛坪铅锌矿存在由低地应力向中高地应力发展的趋势。     

平行钻孔-套筒致裂法测试地应力试验研究及工程应用

针对套筒致裂法测试深井地应力存在的技术瓶颈,改进了套筒致裂法测地应力的套筒膨胀管装置;综合单孔套筒致裂法和控制致裂法的特点,提出了可操作性更强的平行钻孔-套筒致裂法地应力测试技术,通过试验对原有的单孔套筒致裂法和控制致裂法地应力计算公式进行了合理修正。由试验结果可得,单孔套筒致裂的修正系数为0.78,控制致裂的修正系数为0.83。现场地应力测试结果表明:朱集东煤矿-965 m轨道大巷最大主应力为23.16 MPa,东西水平方向;中间主应力为21.04 MPa,铅垂方向;最小主应力为13.01 MPa,南北水平方向。     

岩体地应力数值分析计算

通过对青海格尔木锡铁山二矿区进行取样试验和对矿区及其周围区域地质构造的研究,利用ABAQUS软件,采用三维有限元分析法对矿区地应力场进行反演模拟,定性和定量地分析该矿区的地应力状态,包括其大小、方向及其分布规律,得出该矿区2822水平最大主应力值为8.35～12.80 MPa,方向平均为NW和NE向,最小水平主应力值为4.02～6.15 MPa,水平主应力与垂直主应力比值在1.24～2.46之间。同时对下一阶段的工作提出了合理、有效的建议。     

铜山铜矿原岩应力场应力边界法拟合研究

基于铜山铜矿地质、地形条件,建立了矿区三维有限元计算模型,借助FLAC3D软件和地应力实测资料,基于应力边界法对铜山铜矿三维初始地应力场进行了拟合,得到的地应力场模拟值与实测值相近,实测点处最大主应力、最小主应力、中间主应力与实测值分别相差0.90,.3,0.2 MPa。分析得知,铜山铜矿原岩应力属构造应力场型。