RFPA~(2D)数值模拟在高位钻孔参数优化中的应用

基于准确划分煤层上覆岩层"竖三带"的煤层法向分布范围,以及有效提高高位钻孔瓦斯抽采效果的重要性,应用RFPA2D软件数值模拟祁南煤矿714工作面顶板垮落情况,初步分析了"竖三带"的煤层法向分布范围,并结合经验公式的计算结果,综合判定距71煤层顶板上方18.4～49.0m的岩层区域为裂隙带,高位钻孔法距参数的取值范围优化选择为18.0～34.0m。现场应用表明,高位钻孔的法距参数施工控制在20.0～35.0m时,钻孔抽采瓦斯体积分数均在30%以上,最大为53.2%。同时,高位钻孔的平均瓦斯抽采量为7.32m3/min,占工作面总瓦斯涌出量的60.6%,远高于采空区埋管技术的瓦斯抽采量,并且工作面的平均瓦斯抽采率提高到60.0%。     

基于FLAC~(3D)的封闭不良钻孔数值模拟研究

以兖州矿区东滩煤矿封闭不良钻孔为研究对象,在采动影响下,对封闭不良钻孔进行了FLAC~(3D)数值模拟研究,随着工作面的推进,从支承压力分布、塑性变形和钻孔压力分布3个方面进行分析。     

FLAC~(3D)数值模拟在沿空留巷变形分析中的应用

以龙马一矿采用沿空留巷技术开采近距离薄煤层为研究对象,利用FLAC~(3D)参数拟合技术分析沿空留巷围岩变形。在开切眼前方20 m处分别设置5个监测点,通过对比测点位移和应力监测数据,得出在不同的充填物尺寸(2、2.5、3 m)下顶、底板应力变化情况。通过采用一梁三柱顶板支护方式,保持留巷围岩的稳定性。结合数值模拟和实际操作的结果,针对沿空留巷围岩控制问题提出了几点意见。     

顶柱稳定性的FLAC~(3D)数值模拟研究

以徐楼铁矿一矿带防水顶柱回采为工程背景,为了在保证安全的前提下回收尽可能多的回采顶柱,提高资源利用率,针对回采防水顶柱的复杂性和危险性的特点,利用FLAC3D软件对部分防水顶柱的回采进行数值模拟分析。对顶柱回采过程中不同回采高度条件下顶板的受力情况进行了模拟分析,得出了回采过程中不同回采高度条件下顶板最大主应力大小及其分布规律,并以此作为判断岩体发生张性破坏及其影响范围的依据,从而分析得出了顶柱安全回采高度,为矿山设计及开采提供理论依据。     

FLAC~(3D)数值分析方法在锚固方案优选中的应用

采用数值分析软件计算地下工程结构的应力应变情况,分析结构稳定性的方法已得到广泛应用。采用FLAC3D数值分析软件对色连二矿12205顺槽各锚固方案进行数值分析,得到各锚固方案巷道位移变形参数,可以直观、快速、高效、经济地选择最优方案,确保达到最佳锚固效果。     

基于FLAC~(3D)的高压水闸墙数值模拟

FLAC3D在解决岩土工程问题上具有很大的优越性。结合实际地质水文条件,采用FLAC3D软件建立了较真实复杂的水闸墙地质模型,模拟了水闸墙在高地应力、高水压条件下的应变、应力分布状态。对水闸墙的稳定性、安全性进行了分析。     

矿山开采沉陷的FLAC~(3D)数值模拟分析

利用FLAC~(3D) 数值模拟了煤层开采沉陷,主要分析了开采矿山工作面及增加已开采矿山工作面的开挖深度对变电站及其周围监测点沉陷量的影响。结果表明:各个工作面整体上对变电站的沉降量影响比较小。变电站沉降量随着单独开采工作面的增加在微小地增大,最后达到稳定。共同增加开挖工作面时对变电站沉降的影响比单独开挖时稍大。变电站的沉降值随着工作面开采深度的增加逐渐增大,增加单独开采工作面的开挖深度对变电站沉降的影响小于其共同开采的影响。     

基于FLAC~(3D)的边坡开挖稳定性数值模拟

基于城市边坡稳定的重要性,结合实际地层组合的边坡地质条件,本文利用FLAC~(3D)数值模拟软件建立模型,对比分析开挖前后塑性破坏发展趋势、边坡稳定系数变化规律、水平位移和竖向沉降变化情况;结合有限元强度折减法分析某一安全系数下,边坡内的应力场、应变场、塑形区的变化,并基于库伦摩尔判定准则,确定边坡的极限平衡状态和潜在滑移面的位置;通过布置监测点,检测在某一安全系数下,滑动面不同位置的应力、应变、滑动横竖向位移的变化曲线,并绘制不同位置上的应力、应变、位移变化曲线;通过数值模拟与理论计算相结合的方法,综合模拟分析该边坡在开挖前后各个位置潜在的危险程度,为相似边坡工程提供理论参考。     

FLAC~(3D)在采空区注浆加固中的应用

在采空区上方兴建建筑物前必须先进行地基稳定性评价,进而根据实际情况采取相应的处理措施。在众多不同的处理方案中,经实践证明,注浆加固处理是最直接、最有效的处理措施。结合采空区注浆加固机理及其涉及到的问题分析了FLAC3D在此领域应用的优越性,并应用FLAC3D软件对采空区注浆加固问题进行了模拟分析。     

基于FLAC~(3D)的层状岩质边坡失稳数值模拟

FLAC3D采用有限差分法,可以进行土、岩石和其他材料的三维结构受力模拟分析,是求解岩土工程问题的理想工具之一。结合魏家峁露天矿工程特征,将FLAC3D软件应用到边坡稳定性分析中,模拟层状岩质边坡的应力、应变、位移变化规律,揭示层状岩质边坡滑坡失稳机制,并评价边坡的稳定性。     

宏泰煤矿回采巷道支护方案优化的FLAC~(3D)数值模拟分析

宏泰煤矿26B~#煤层回采巷道原采用的支护方案为顶板布置2排φ18 mm螺纹钢锚杆,锚杆长度为1.6 m,间排距为1 m,巷道底板和两帮不支护。经现场调查分析,在矿山压力作用下,巷道顶板上方出现了裂隙和离层现象,并且巷道顶底板移近量明显。为确保巷道稳定,对原支护方案进行了优化,即对巷道顶板较完整的区域采用螺纹钢锚杆进行支护,对顶板较破碎的区域采用锚索支护。为有效确定巷道顶板锚杆、锚索的布置形式及相关支护参数,采用FLAC~(3D)软件构建了数值模型,分别进行了围岩位移场、围岩应力场以及围岩塑性区的数值模拟分析。结合数值模拟结果确定的优化支护方案为:巷道顶板布置3排锚杆,锚杆长度1.8 m,间排距为0.8 m;当巷道顶板较破碎时,顶板布置2排锚杆和1排锚索,锚杆锚索的间排距均为0.8 m,锚索长度视巷道围岩稳定性情况而定。该方案可供类似矿山回采巷道有效支护提供可靠依据。     

基于FLAC~(3D)数值模拟的矿山采空区承载能力研究

根据矿山的实际情况,通过FLAC~(3D)软件建立矿山采空区模型,以分析原始采空区上覆岩层受力以及位移。在最危险位置施加等效于矿用卡车重量的垂直载荷,而且不断增加载荷的大小,使其达到上覆岩层所能承载的极限载荷,从而确定出矿山能够通过的最大矿用卡车。     

基于FLAC~(3D)的采空区注浆加固数值模拟研究

采空区结构复杂,易受外界因素影响发生失稳变形,在其上方兴建建筑物时为确保安全必须进行地基稳定性评价,根据评价结果采取相应的处理措施。由大量国内外工程实践可知,注浆是改良软弱地层和破碎地基的有效方法,是保证地下工程和地面建筑物安全运行的可靠手段。对采空区注浆加固机理、加固模型以及数值模拟中应注意的问题进行了较深入的分析,并以实测工程参数为依据,结合FLAC3D软件,从沉降变形、垂向应力的角度对采空区注浆加固问题进行了分析研究,为相关问题的施工与设计提供一定的借鉴。     

基于FLAC~(3D)的竖井揭煤数值模拟研究与应用

以某矿井筒揭突出煤层为原型,利用FLAC3D软件构建计算模型,研究发现:竖井揭煤工作面下部存在"漏斗"型卸压区,卸压程度由井筒中心向四周逐渐降低。井筒四周、立井工作面前后存在应力集中区,竖井与煤层法距5 m时,煤层两帮开始出现应力集中区,应力集中区范围为距井筒外4~6 m。当竖井掘进入煤层后,煤壁由于受应力集中、煤体自身重力的影响,此时最容易发生煤与瓦斯突出的事故。为防止煤与瓦斯突出,采取"四步法"竖井揭煤措施,并得到了成功的应用,可以为其它矿井的井筒揭煤提供借鉴。     

基于FLAC~(3D)复合顶板煤巷锚杆支护参数优化

针对老石旦煤矿煤层厚度及埋深较大,煤层顶板互层为复合顶板,且层间岩体性质差距较大等特点,采用数值模拟方法对其煤巷顶板支护锚杆间排距进行优化。结果表明:锚杆间排距由0.7 m扩大到0.8 m时,巷道围岩塑性区及表面位移变化不明显,继续扩大到0.9 m时二者变化量增大。结合支护经验,确定锚杆间排距为0.8 m,可获得良好的支护效果。     

FLAC~(3D)在宝日希勒露天煤矿应用分析

为了解决宝日希勒露天煤矿采场边坡稳定问题,利用美国ITSCA国际咨询与软件开发公司的FLAC3D数值分析软件,对宝日希勒露天煤矿采场的边坡稳定性进行数值模拟分析.清晰地看到了边坡受力及变形速度等情况,直观地得到了坡体的滑移破坏面.算例的模拟分析证明:FLAC3D能够较为准确地预测边坡潜在破坏面的形状与位置,对于复杂的边坡稳定性分析是非常实用的.     

基于FLAC~(3D)的边坡变形破坏机理数值模拟研究

掌握边坡变形破坏机理是制定合理滑坡防治措施的前提和基础。文章结合工程实例,采用大型岩土工程软件FLAC3D对边坡稳定性进行数值模拟研究,确定了潜在滑坡模式,探讨了边坡岩体的应力分布、位移分布及变形破坏特征,进而明确了变形破坏机理。研究成果表明了FALC3D在边坡稳定性分析方面的适用性。     

基于FLAC~(3D)卸压巷位置选取的数值模拟研究

以塔山煤矿8106工作面为工程背景,通过理论分析和数值模拟对卸压巷不同开设位置的应力分布和顶、底板变形进行对比和分析。针对数值模拟结果中并没有能够满足顺槽巷道围岩应力最小且巷道围岩变形最小这2种分析思路的最优方案,根据本次卸压巷设计方案和数值模拟结果进行相似模拟研究,通过比论证,认为卸压巷与顺槽间煤柱宽度为15 m,布置在煤层中部为最优方案。     

基于FLAC~(3D)的采场稳固性数值模拟研究

基于有限差分法理论,利用FLAC3D软件对阿舍勒铜矿深部采场结构稳固性进行数值模拟分析,再现了采场结构应力分布及其变形过程,掌握了采场结构介质应力分布规律和几何变形特征。数值模拟计算结果与该矿山采场结构围岩变形变化相吻合,对深部采场设计、支护方式选择和安全生产管理提供了理论依据。     

基于FLAC~(3D)的大断面岩巷支护数值模拟分析

为解决煤矿大断面岩石巷道变形严重、支护难度大的问题,文章通过FLAC~(3D)数值模拟软件,研究巷道围岩变形特征,对比分析了巷道开挖后无支护和施加支护后的围岩塑性区、应力及位移的分布情况,结果表明:设计的支护方案有效控制了巷道围岩变形,提高了巷道的安全性,支护方案满足了围岩稳定性要求,是合理可行的。