采动岩体应力场与损伤场数值模拟

运用ANSYS数值模拟软件对某矿110工作面开采扰动条件下的应力场与岩体损伤场分布与演化规律进行了数值模拟实验。实验结果表明,由于煤壁前方15 m左右存在1个采动峰值压力带,因此随着工作面向前推进煤壁附近的煤体破坏较充分;直接顶首次深度损伤在30 m左右,之后每隔10 m左右产生1次深度损伤,由此可以确定初次来压及周期来压步距;基本顶的深度损伤并未出现在煤壁附近,而是在采空区后方作周期性损伤和触矸。     

顶底板双软型薄煤层工作面矿压显现规律分析

针对顶底板双软型薄煤层综采过程中围岩控制难度大的问题,建立了顶底板双软型薄煤层围岩变形力学模型,并结合现场实际条件,采用FLAC3D数值模拟分析顶底板双软型薄煤层开采过程中围岩塑性区、围岩垂直应力、煤壁前方支承压力的变化规律,得出薄煤层综采时的围岩破坏机理。赵官煤矿1705E工作面实测矿压结果表明:直接顶初次垮落步距为18.2 m;基本顶初次垮落步距为37.8 m,周期来压步距平均为16.0 m;煤壁支承压力在煤壁前方13 m左右明显增大,影响范围为0~25 m;巷道两帮最大移近量为300 mm;巷道顶、底板最大变形量分别为900、500 mm,围岩变形实测数据与数值模拟结果相吻合。     

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。     

坚硬顶板初采预裂钻孔合理角度研究

为有效解决佳瑞煤矿15101工作面初采基本顶石灰岩大面积悬顶无法及时垮落的问题,文章通过理论分析、数值模拟的手段,计算了基本顶预裂前后的初次来压步距,分析了不同初采顶板预裂角度条件下,预裂钻孔深部及开切眼附近超前支承压力的分布情况,并最终确定初采预裂钻孔的合理角度。主要得到如下结论：（1）计算得到基本顶预裂前后初次来压步距分别为30.87 m和25.21 m;(2)随着初采预裂钻孔角度的增加,预裂钻孔深部的应力值逐渐增大;（3）随着初采预裂钻孔角度的增加,开切眼煤壁前方的超前支承压力峰值也不断增加,但超前支承压力峰值所在位置不会发生明显改变,均位于煤壁前方7 m左右;（4）最终确定初采预裂钻孔的合理角度为90°     

大采高工作面煤壁片帮影响因素分析

针对晋煤集团成庄矿5310大采高工作面煤壁片帮现状,采用现场统计和数值模拟,分析了地质构造、推进速度及停产、顶板来压、采高、支架工作阻力5个因素对片帮的影响,并提出了相应的技术措施。结果表明:地质构造破坏了煤体连续性,煤壁在压力作用下易发生片帮,推进速度慢和顶板来压均会造成片帮程度加剧;采高大于4.5 m煤壁片帮显著增加;片帮深度与支架工作阻力呈反比关系,合理支架工作阻力应保持在8 000 k N左右;通过调整采高和推进速度、提高支护质量等技术措施,可有效解决煤壁片帮问题。     

放顶煤工作面矿压显现规律数值模拟分析

为进一步了解晋能控股装备制造集团某矿放顶煤工作面采煤作业矿压显现对顶板及工作面的力学作用及造成的顶板及工作面的变形情况,采用数值计算软件FLAC3D来对放顶煤工作面进行了分析,创建了数值计算模型,确定了数值计算参数,模拟分析结果表明:在进行放煤作业时,该防顶煤工作面煤壁前方的超前支承压力范围会变大,支承压力峰值会出现提前现象;在工作面不断推进的过程中,煤壁前方的应力集中系数也会变大,支承压力峰值会出现前移现象;放顶煤工作面煤壁的上部位移、中部位移以及下部位移会出现不同步现象,具体主要为中部位移及上部位移较大、下部位移较小,煤壁片帮现象易出现在煤体的中上部位置,应加强支护煤体的中上部;该放顶煤工作面初次来压步距为32m。     

布尔台矿区42102工作面大采高改综放开采矿压显现分析

针对布尔台矿区原42102大采高综采工作面矿压显现强烈,煤壁片帮深度大,工作面液压支架前漏矸、漏顶严重等问题,采用FLAC3D数值模拟方法,对比分析了42102工作面在综放开采和大采高综采两种开采模式下的矿压显现规律,结果表明:综放开采可以有效降低煤壁片帮,并且采高越小,煤壁片帮值越小,采高3.5 m综放开采的煤壁片帮量仅为采高5 m大采高综采的65%左右,且顶板下沉量仅为综采的20%~30%。在42102工作面改为综放开采后,经现场实测:综放工作面煤壁片帮程度较大采高综采减小了50%,未出现漏矸、漏顶和冒顶现象,工作面支架工作状态良好,控顶效果良好。     

急倾斜厚煤层综放开采覆岩运动及安全开采模式研究

 摘 要：采场上覆岩层的变形、破断和离层等矿压显现是制约工作面高效安全开采的关键,针对默勒二矿主采煤层厚、倾角大等复杂条件,通过现场观测、相似材料模拟试验和数值模拟方法研究了放顶煤开采时工作面的矿压显现及上覆岩层运移规律。物理模拟直观地反映了工作面开采中煤层顶板的运移特点与支撑压力分布,数值模拟反映了巷道及采场周围的塑性范围和应力分布。理论及模拟结果表明：工作面开采中有明显的初次来压和周期来压,支架沿走向易向煤壁失稳,沿倾向易向工作面下方失稳。工作面压力集中体现在下顺槽与工作面相接及附近区域。试验工作面合理参数为：放煤步距0.8 m（两采一放）,采放比1:2左右,工作面采煤机割煤高度2.3 m。     

大采高工作面推进速度对煤壁片帮影响分析

以霍尔辛赫矿3207大采高工作面为工程背景,采用现场观测和数值模拟的方法对不同推进速度下煤壁片帮情况进行分析。研究结果表明当推进速度由4.4m/d变为2.4m/d时,周期来压步距由19.8m变为14.7m,煤壁日平均片帮深度增大为原来的1.22倍,片帮范围也增大为原来的1.35倍。推进速度低导致周期来压步距短、来压频繁、煤壁暴露时间长是造成煤壁片帮情况加重的直接原因。     

杜儿坪矿721001工作面覆岩运动及矿压显现规律研究

为了解杜儿坪矿721001综采工作面覆岩运动及矿压显现规律,通过UDEC数值模拟软件对工作面回采时覆岩的运动情况进行模拟分析,并进行矿压监测。结果表明,工作面基本顶的初次来压步距约为40.5 m,周期来压平均步距为16.0 m,数值模拟与矿压监测数据基本一致,来压期间应加强顶板及煤壁的管理,并加强支架初撑力的管控。     

煤炭地下气化温度场和裂隙场的演化规律

对国内某煤炭地下气化现场气化煤层的顶底板岩石不同温度下的热力学参数资料进行了收集整理,建立了岩石及煤比热容和导热系数随温度变化的拟合曲线方程,并采用COMSOL模拟了研究区地下气化的温度场分布。根据温度场模拟结果运用FLAC~(3D)软件对研究区的覆岩裂隙场进行了数值模拟,证明了数值计算模型及其结果的合理性。     

Field Parametric Geostatistics

Many techniques have been proposed for gold grades and ore reserve estimation but none is satisfactory. Even Indicator Geostatistics needs as many variograms as there are the chosen cutoffs and may lead to order relation problems. Here we present a method, the Field Parametric Geostatistics (FPG), that needs only one variogram, generally well behaved, brings no order relation problems, and transforms gold ore reserve estimation into an easy task. FPG deals simultaneously with both distribution function and spatial arrangement. The method applies also to any other Geosciences’ variable having highly skewed values. When used for non-skewed variables, the results are similar to Classical Geostatistics, with a smaller spread of the error. It seems that FPG can replace former Geostatistics with advantages in all cases, and Classical Geostatistics can be seen as a particular case of FPG.     

矿体与巷道的渗流场与应力场分析

渗流场与应力场的分布对矿体和巷道的结构稳定有重要的影响。利用ANSYS热分析功能来比拟渗流场,分析了矿体和巷道的渗流场与应力场分布。模拟结果表明,矿体考虑了渗流场的影响后,应力场有所增加。巷道最大应力区域出现在巷道两侧,得出巷道的破坏往往最先发生在巷道的两个肩与两底角的结论。     

采空区稳态流场及温度场的数学模型

对采空区中气体流动的复杂情况进行了适当简化,建立了三维采空区内混合气体非线性渗流方程,并给出三种不同的边界条件,根据所得到的速度场,建立了采空区温度场的数学模型,为实现采空区三维稳态流场及温度场的计算机模拟提供了理论基础。