综采工作面基本顶来压步距的数值模拟研究

利用UDEC软件对薛湖矿2102综采工作面基本顶的来压步距进行了数值模拟研究,模拟了基本顶随工作面推进时的垮落情况,推测出基本顶初次来压步距范围为36-46 m,周期来压步距范围为16-26 m,工作面前方峰值应力区距煤壁大约12 m,应力值为原岩应力的2.5倍左右,应力达到原岩应力值2倍的范围为工作面前方6-17 m。数值模拟的结果只有与现场实际观测数值相结合,才能更好地用于指导生产。     

工作面老顶来压步距的数值模拟

为了对老顶来压步距进行预测,以工作面为原型建立数值计算模型,分别模拟不同推进距离对老顶初次来压步距和周期来压步距的影响,得出采动过程中老顶的初次来压步距和周期来压步距。运用数值模拟方法,可以较为全面地揭示采动条件下老顶变形破坏特征及破坏范围,有利于选择和优化设计方案,同时减少试验时间,提高矿井的经济效益与社会效益。     

充填采煤法控制地表下沉数值模拟

以某矿12418工作面为工程背景,通过理论分析,建立"煤柱-充填体-煤壁"力学结构模型,分析了采空区充填后,充填体与围岩之间的相互作用关系。并利用UDEC建立二维离散元模型,模拟分析了工作面充填法开采与垮落法开采相比减小地表下沉的效果。结果表明:采用充填开采时,多个支撑点对上覆岩层载荷进行支撑,顶板的挠度值减小;地表最大下沉系数小,顶板未发生台阶失稳,采用充填开采可有效的控制上覆岩层运动,缓解地表下沉,保护地表建筑物。     

坚硬顶板液压支架最优化推进步距数值模拟研究

为了确定坚硬顶板液压支架最优化的推进步距,以布尔台煤矿42106工作面为工程背景,采用FLAC3D和UDEC数值模拟软件对不同推进距离顶、底板破坏范围和超前支撑压力峰值进行了对比分析。研究结果表明,随着推进步距的增大,顶、底板破坏范围和超前支撑压力峰值均逐渐增大。     

22116综采工作面基本顶来压步距规律

以山西潞安集团潞宁煤业22116综采工作面为研究背景,采用理论分析、现场实测、数值模拟等方法对工作面来压步距规律进行研究.现场实测数据显示,周期来压步距范围为18～24 m;数值计算显示,工作面顶板初次来压步距范围为40～50 m,周期来压步距范围为20～30 m;理论计算显示,初次破断距为47 m,周期破断距为23 m.实测数据及模拟研究与理论计算结果较吻合,可以为工作面来压预报提供依据.     

充填接顶率对采场顶板稳定性影响的数值模拟研究

大冶铁矿目前采用分段空场嗣后胶结充填采矿法开采。充填接顶是充填工作的重要内容,直接关系到采场的稳定和安全。通过FLAC3D数值模拟研究接顶率分别为30%、50%、80%和100%时顶板应力与塑性区分布的情况,分析充填体接顶率与顶板稳定性之间的关系,研究结果表明:安全的充填接顶率应在50%以上。     

综放工作面放煤步距数值模拟研究

为了确定某矿5-108综放工作面合理的放煤参数,依据散体介质相似理论和现场数据,运用PFC2D(散体颗粒流)数值模拟软件,研究不同放煤步距对顶煤移动放出规律、煤岩流动轨迹以及顶煤回收率和含矸率的影响。通过模拟得出最优的放煤方式,在此基础上运用PFC软件模拟分析选择最佳的放煤步距。结果表明,5-108综放工作面最优放煤方式为两采一放,最佳的放煤步距为1.6m。     

矸石充填体压缩率对充填效果影响的数值模拟

为了分析矸石充填体压缩率的变化对矸石充填开采覆岩破坏规律的影响,利用FLAC3D数值模拟软件对兖州某一矿区的矸石充填开采进行数值模拟,结果表明：矸石充填开采地表移动变形规律和薄煤层垮落法开采类似;矸石充填体压缩率越小,地表沉陷控制效果越好;矸石压缩率增加时,地表的下沉极值、水平移动极值、倾斜极值及水平变形极值分别呈线性增大;覆岩破坏高度和矸石充填体压缩率成正线性相关。     

采场直接顶对周期来压步距的影响

把直接顶视为变形介质,基于老顶、直接顶协调变形机理建立力学分析模型,在给定老顶变形条件下,求解得出老顶周期来压步距与直接顶参数的函数关系式。对老顶周期来压步距与直接顶弹性模量、厚度以及内摩擦角的关系曲线进行分析,结果显示老顶周期来压步距随直接顶厚度或直接顶弹性模量增大而增大,而随岩石内摩擦角增大而减小;直接顶厚度越大,老顶周期来压步距变化速率越大;直接顶某一参数对老顶周期来压步距的影响幅度会受到其他参数的影响,但其影响趋势不会发生明显变化。     

放顶煤开采的步距选择

影响中厚煤层顶煤回收率的因素较多,除采矿地质条件、煤层赋存状态、支架类型外,放顶步距也十分重要。放顶步距的合理与否,直接影响顶煤回收率。放煤步距与中厚煤层松散冒落过程有关,简要分析了放顶煤步距的选择及特殊条件下的生产工艺。     

爆破振动对充填体影响的数值模拟分析

结合某矿山分段凿岩阶段出矿嗣后充填的采矿方法,利用LS-DYNA软件对中深孔爆破对充填体安全稳定性的影响进行数值模拟,提取动载荷作用下充填体内部一系列质点振动速度,加以对比分析,以此确定单段起爆药量等爆破参数,控制爆破对充填体的影响,达到安全生产的目的。     

充填开采对地表沉陷影响因素的数值模拟

充填开采对于解放"三下"煤炭资源具有重要意义,是实现煤炭资源绿色开采的重要途径。充填体强度和采空区充填率是地表沉陷的直接影响因素,为此,以平顶山十二矿CT101充填工作面为研究对象,设计了3种不同强度的充填体分别对应5种不同采空区充填率的充填开采方案。通过数值模拟分析了在不同强度充填体和采空区充填率条件下的地表沉陷规律,为充填开采中地表沉陷控制和充填体强度、采空区充填率等参数的确定提供依据。     

运用弹性薄板理论预测采煤工作面基本顶来压步距

运用弹性薄板理论,对采煤工作面基本顶在回采过程中的不同阶段建立了相应的力学模型,得出了基本顶在初次来压和周期来压期间的力学公式,结合岩石失稳破坏的边界条件,可以计算出直接顶初次来压和周期来压步距。根据此计算方法对张集煤矿1215(3)工作面的来压步距进行了验证,并同时分析了基本顶的来压步距与几个主要影响因素的相互关系。     

直接顶岩层特性对综采工作面周期来压步距的影响

基于老顶-直接顶协调变形机理建立力学分析模型,求解得出老顶周期来压步距关于围岩赋存条件、直接顶参数、老顶参数、工程相关参数等4类12种参数之间的函数关系式。对上述函数关系式进行因素分析。结果显示周期来压随着直接顶重度的增大而减小,而随其他直接顶参数增大而增大,并且分析得出周期来压步距的主要影响因素包括直接顶弹性模量、直接顶厚度,在进行矿压控制时应对上述主要因素给予充分考虑。     

动力扰动对充填体稳定性影响的数值模拟研究

充填体的稳定性分析对二步骤矿房回采具有重要的意义。数值模拟方法是岩体动力响应研究的有效方法之一。根据云南某矿山工程实际,利用Midas/GTS与FLAC3D软件建立了三维数值模型,采用FLAC3D软件对充填体的动力稳定性进行了数值分析,并对不同扰动强度下充填体的动力响应规律进行了研究。得到动力扰动作用下充填体的破坏方式与破坏区域发展过程及不同扰动强度下充填体的力学响应。     

无底柱分段崩落法放矿步距优化数值模拟

通过研究无底柱分段崩落法矿岩移动规律,比较分析影响矿石回收率的若干因素,指出优化放矿步距的重要性和有效性。结合程潮铁矿实际情况,应用PFC3D颗粒流软件,针对不同放矿步距参数,进行放矿数值模拟,并进行综合比较,得到现行采场结构参数下的最优放矿步距为3 m的结论。     

冲击矿压解危深孔断顶爆破步距数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟方法研究了深孔断顶步距分别为12m,16m,20m,24m,28m时综放工作面支承压力分布规律,结合新汶矿区冲击矿压防治实践,确定合理深孔断顶步距为20m。通过现场应用实践表明,深孔断顶步距为20m时,9m,7.6m,5.8m处煤体支承压力大小分别降低了30.6%,45.5%,15.2%,实现了综放工作面安全回采,深孔断顶步距合理。     

切顶对巷道围岩变形影响的数值模拟分析

依据云驾岭煤矿12305工作面的实际地质条件以及工作面的生产技术条件,进行了数值模拟分析。分析结果显示,随着充填体采空区一侧切顶高度的增加,顶板下沉量呈逐渐减小的趋势,与此同时下帮煤壁峰值应力不断向上以远偏移。说明通过增加切顶高度,可以有效地进行卸压,且有利于提高留巷的成功率和巷道维护。     

沿空留巷基本顶断裂位置对充填体稳定性影响

沿空留巷巷旁充填体稳定性受基本顶断裂位置影响很大。采用UDEC Trigon数值模型分析基本顶在采空区侧、充填体上方、巷道上方和实体煤帮侧4种断裂条件下,沿空留巷顶板结构的演变、充填体的变形和裂隙发育规律,得到充填体的失稳机理。