晋宁磷矿地下开采相似模拟试验研究

以晋宁磷矿6号坑为研究对象,采用相似模拟试验方法,对缓倾斜薄至中厚磷矿体采用露天转地下充填法开采后的采场变形规律、破坏方式和边坡稳定性进行了分析研究,结果表明:在地下开采过程中,采空区上方边坡的稳定性会随着开采的推进而逐渐降低,当开采至边坡坡脚附近时,边坡的位移和应力变化比较剧烈,边坡的稳定性下降也相对较大。因此,在地下开采过程中,加强采空区上方边坡的监测对于边坡的稳定和地下采场的安全具有重要意义。     

巨厚岩浆岩下开采地表移动变形的相似模拟研究

利用相似材料模拟实验的方法研究巨厚岩浆岩下开采地表移动变形的规律,总结出巨厚岩浆岩层是对地表移动变形起控制性作用的主关键层.岩浆岩初次破断之前,随着工作面的推进,离层量不断增大,地表不出现明显移动变形.岩浆岩的初次断裂导致地表快速下沉,地表下沉速度随岩浆岩周期性破断而呈现跳跃性变化.对相似地质条件下的地下开采地表移动控制有借鉴作用.     

煤矿开采岩层移动的相似模拟实验及数值分析

采用相似模型和数值分析,对倾斜煤层的开采沉陷及地表移动进行了探讨。根据相似原理进行了相似模拟实验研究;采用2D-σ有限元计算程序对岩层移动及开采沉陷进行了数值分析。得到了倾斜煤层在倾向方向上移动盆地对地表的影响范围、最大下沉点位置,地表下沉曲线,以及该煤矿的下沉系数、水平移动系数、最大下沉量,所得结果对矿井的延深设计及灾害预测具有实际的指导意义。     

光测方法在岩层移动相似模拟实验中的应用

以淮南潘一矿11-2槽煤层2171(1)工作面为工程背景,进行了深部开采情况下上覆岩层的移动和地表沉陷相似材料模型实验.将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到该实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过计算得到了不同推进度下的上覆岩层移动的全场等高线云图,分析了上覆岩层的移动规律.结果表明,数字散斑相关方法不仅克服了传统机械点测量方法的某些缺点,同时具有较高的精度,可用于相似材料的模型实验.     

露天矿边坡变形规律相似模拟实验研究

采用2 m×2 m平面应变模型支架,在实验室内依据相似材料配比实验结果铺设物理模型研究露天矿边坡变形规律特点。实验中以矿山边坡地质资料为依据进行开挖,利用全站仪与土压力盒分别测量测点的位移与岩层间的应力,并对边坡体形态以及开挖时步进行归纳总结。研究表明:随着开采时步的增加,测点的水平位移与竖直位移都在不断增大,但边坡内岩体位移无明显的突变现象;水平、竖直位移在坡面处达到最大,水平方向越远离坡面位移量越小。     

采空区下公路路基变形特征相似模拟实验

随着我国国家高速公路网的日趋完善,越来越多的高速公路选址不可避免地穿越煤矿采空区,在这些地段即使已经采取了注浆等处理手段,但在公路运营过程中经常仍会发生不同程度的破坏,本文以相似模拟实验理论为手段,通过室内对路基结构进行抗变形实验研究,揭示了采空区下路基结构的变形特征与破坏形式,从而为相关工程设计与施工提供理论指导。     

山区开采地表动态移动变形规律

我国约有1/3的煤矿位于山区,开采造成的山区地表移动变形与平原地区有较大区别。为探究山区开采地表移动变形的时空特征,揭示山区开采地表动态移动变形规律,首先通过分析山区地表移动变形特征,确定了山区开采滑移影响函数,并应用叠加原理构建了顾及山区地形与平原因素的山区地表移动变形预计模型;然后结合Knothe时间函数,推导了山区开采地表动态移动变形预计公式;最后分析了正坡、反坡2种模型的地表动态移动变形规律。采用山西某矿的现场实测数据对山区地表移动变形预计模型进行了验证,取得了较好的一致性。山区开采地表动态移动变形规律的分析,为最大限度确保矿区地表建（构）筑物免于地表动态移动变形破坏提供了技术依据。     

尖山露天转地下开采围岩变形规律相似模拟实验研究

攀钢尖山采场露天转地下采用无底柱分段崩落法开采,结合现场工程地质,以相似材料模拟为主要研究手段,对尖山采场1000 m之上的4个阶段采场进行模拟,对开采过程中围岩的移动破坏范围进行研究,实验得出的主要结果如下:露天开采与地下开采两种开采方式对围岩影响的不同,造成两侧围岩,特别是边坡部分的应力分布较为复杂,其外在表现形式之一为转地下开采前后围岩的变形速度不同;随着回采深度的增加,围岩的变形量逐渐增大,变形区域逐渐扩展,向两侧和深部传递;受断层的影响左侧围岩对开挖的反应比右侧围岩敏感,位移移动和破坏变化比右侧大,断层处围岩的稳固性比周围围岩稳固性差,断层面的存在对变形的传递有阻断作用;覆盖层对于控制两侧围岩的变形具有很大的作用。     

山区地表移动规律研究（下）

介绍桑树坪矿5310山区地袁移动观测站研究成果。重点阐述开采过程中主要参数的相关因素；观测点水平移动轨迹形成，山坡对水平移动影响；对下沉速度和水平移动速度进行了对比分析，并提出观测点移动三个时期划分的补充意见。     

南阳矿山区下开采地表移动变形规律研究

为研究南阳矿山区下开采地表移动变形规律,在3202工作面及3208工作面上方布置地表移动观测站,分析实测数据,得到地表移动变形特征及动态移动参数,并理论分析建筑物位于山区不同地貌特征点时受采动滑移影响。结果表明,南阳矿山区下开采与平原地区相比,地表移动规律整体上较为接近,因地形起伏变化,采动滑移对变形参量产生明显影响;该矿超前影响距为127 m,超前影响角为59.6°;位于山顶位置的建筑物相比谷底、山腰处受采动滑移影响较小,有利于建筑物的保护。     

眼前山露天矿转地下开采边坡大变形模式数值模拟

针对眼前山铁矿露天转地下开采条件下的边坡岩体的变形、破坏和稳定性问题,采用FLAC大变形模式分析了矿体开采不同深度下的露天边坡变形破坏特征。开挖模拟显示北帮软岩边坡易产生大量滑落,但一般不会形成突然快速的滑坡,对地下开采的安全影响不大,但大量小颗粒碎石补充岩石覆盖层,对控制损失贫化指标不利。南帮硬岩边坡岩体开采初期未出现较大的变形和整体滑移。     

井工开采对露天矿边帮稳定性影响研究

运用数值模拟软件FLAC3D对安太堡露天矿采用井工开采露天边帮剩余煤炭资源时的顶板岩层运动特点及边帮稳定性进行了研究。结果表明：随着距露天开采地面停采线距离的不同,边帮体内压应力、压应变均呈非线性减小趋势;随着井工开采的不断推进,其顶板内的应力集中呈不对称分布,顶板岩层变形也呈非线性分布;井工开采将促使边帮体内形成明显偏向边帮体自由端方向的拉应力区;可能导致边帮体发生滑移的主要因素将是边帮体上覆岩土体的挤压、推移与井工开采产生采动作用对边帮底部岩体岩性的劣化作用;存在着一个既使露天边帮保持安全、又可实现尽量多回收煤炭的井工开采理论尺度。     

井工露天复合开采边坡稳定性研究

采用相似材料模拟试验以及数值模拟计算研究了井工露天复合开采条件下边坡的稳定性。通过逐步分析单一井工开采、井工露天复合开采时围岩的破坏模式及变形规律,了解了井工露天复合开采对后期边坡开采的影响和不利条件,在此基础上分析了边坡开采的破坏模式以及破坏机理。计算结果表明设计边坡能够满足整体稳定要求,但上部平台需要加固处理,下部平台需要进行监测以防滑坡事故的发生。     

露天地下同期开采对边坡变形影响机制研究

露天地下同期开采是近年来出现一种新的开采方式,在2种不同开挖方式（露天开采、地下开采）的扰动叠加作用下,边坡岩体的变形与破坏机制完全不同于单一露天开采作用下的边坡稳定问题。基于工程实例,系统揭示了该种情况下边坡岩体的滑移变形是2种扰动诱发滑移变形矢量的叠加作用,其变形属性取决于每种开挖扰动的作用大小;在合成变形矢量中,其移动特点更多地表现为扰动作用大的属性,但由于每种扰动作用在不同空间位置上作用大小是变化的,表现为2种作用叠加后的滑移机制演化规律具有分区性。结合实际工程的开采特点,运用数值模拟方法,系统地探索了不同开采时序组合下边坡岩体的滑移特点和演化规律,并确定了最小开挖扰动方案,即从下到上的开采顺序,此种方案开采产生的位移量大小以及破坏区域的范围均明显小于由上到下的开采顺序;同时研究了露天地下同期开采边坡滑移机制以及边坡岩体变形的空间属性,从而为同类矿山的开采设计及其安全评价提供了科学依据。     

井工开采条件下地表坡度对地表移动变形的影响研究

开采引起的移动与变形受到多种因素影响,但目前还没有一种理论或方法能完全适用于不同地形区域的移动与变形预计。特别是山区地表移动与变形,受地形因素影响,至今仍没有完全掌握其规律。因此研究地表坡度对地表移动变形的影响有利于更全面认识山区开采诱发的地表移动与变形的规律及特征。     

露天转地下开采对边坡稳定性的影响

露天转地下开采过程中诱发的边坡失稳将严重影响安全生产,主要原因是地下开采导致采空区覆岩应力重分布,并引起岩体的移动和变形,岩体强度降低,影响边坡稳定。为了研究露天转地下开采对边坡稳定性的影响,以某矿实际开采工程为例,运用MIDAS,FLAC~(3D)等数值模拟方法分别模拟了地下采区位于边坡的坡脚、坡中和坡外区3种条件下地下开采对边坡稳定性的影响机制,得出地下采区位于坡脚处开采会导致坡覆岩边坡滑移区范围最大,边坡失稳概率大;位于坡外区开采因上覆岩层沉陷使整体坡角减小,有利于边坡稳定;而位于坡中区开采时,边坡稳定状态介于两者之间。通过对该工程实例分析得到地下采区位于坡脚、坡中区时边坡安全系数不足,在坡外开采时边坡处于稳定状态。     

井采影响下边坡岩体变形破坏规律研究

针对Ⅱ型露井联采,露天转地下开采的情况,对井采影响下边坡岩体变形机制、地表移动特征及其对边坡岩体强度的弱化等进行了探讨。安家岭露天矿西排土场北部变形区实例分析表明,受井采影响,边坡上部土体由于沉陷变形出现差异性拉张裂隙,形成主动下沉滑移段,前缘被动段以沿弱层滑移的水平位移为主,数值模拟结果与现场实际基本吻合。     

露天转地下矿山边坡稳定性的数值模拟与敏感度分析

露天转地下矿山边坡稳定性是一个当前广泛存在的问题.依据经验类比和正交试验原理,针对某铁矿工程地质条件,通过正交试验设计出了9种地下采场结构参数方案.采用有限元法,建立了矿区的有限元数值模型,通过数值模拟得出9种方案开采下边坡和采场围岩内的应力、应变数值.在此基础上,通过方差分析,对影响露天边坡稳定性的主要应力、应变指标进行了敏感度分析,得出了边坡稳定性对地下矿房各参数变化的敏感程度,据此确定了确保边坡稳定性的合理矿房结构参数,并初步应用到开采设计中.     

地下开采引起地表沉陷的数值模拟

地下开采引起的岩层移动和地表沉陷是一个非常严重的地下工程问题。为实现矿山的安全开采，必须对地下开采引起的上覆岩层的移动规律及其对地表移动的影响进行研究。文中以石人沟铁矿为研究对象，运用FLAC软件，采用数值模拟的方法，对石人沟铁矿地表沉陷数学模型的开采过程进行分步开挖模拟，并总结出了地下开采引起的上覆岩层和地表的移动规律，给出了不同开采阶段的地表动态移动曲线。