基于Flac3D数值模拟的阶段回采顺序研究

通过Flac^3D数值模拟软件,以矾山磷矿为载体,就2个阶段不同回采顺序下顶板的应力、位移等特性进行了模拟。采用阶段下向回采时采场和围岩处的应力值要小于阶段上向回采时的应力值,有利于采场的稳定性。采用下向阶段回采的方式时,上阶段的充填体在本阶段回采过程中充当了上覆岩层变形的缓冲体,限制了变形的充分发展,减小了上覆岩层的变形。     

基于Flac3D-GeoStudio的露天矿边坡稳定性研究

以刚果(金)某露天矿采场边坡为研究对象,通过在边坡布置5条计算剖面,结合GeoStudio和Flac3D两种基于不同计算原理的数值模拟软件,对设计境界边坡稳定性进行综合分析研究。将GeoStudio快速计算得到的剖面安全系数与Flac3D模拟的应力、位移、剪应变、塑性区云图相结合,综合查找边坡高危潜滑面和潜在滑坡体。验证了Flac3D可弥补GeoStudio在全面展示边坡变形破坏过程方面的不足,同时,GeoStudio可灵活选择不同的计算区域,克服Flac3D因局部不平衡造成的模拟和评价结论不客观。结合两种方法,可对边坡稳定水平进行全面和客观的评价。     

吴庄铁矿复杂地表沉降监测方法研究与实践

对于地表存在河流、耕田、桥梁、村庄等复杂情况下的地下开采,针对地表沉降并没有完整的岩石移动计算方法.地表沉降监测作为一种可靠、可行的预先评价岩体和地表破坏程度的手段显得尤为重要.徐州铁矿集团吴庄铁矿地表情况较为复杂,存在村庄、耕田、水系等情况,而铁矿床赋存于灰岩中,且围岩含水丰富.地下开采需要监测地表创建情况,为充填法...     

河流下伏采空区地表沉降规律及处治技术研究

以西石门铁矿为工程背景,采用物探、监测、数值计算等方法,开展河流下伏采空区地表沉降规律研究,提出采用“补偿法”的技术措施治理河床不均匀沉降。主要研究结论如下：采用可控源音频大地电磁法可将研究区域划分为沉陷区、危险区和低电阻异常区,其中,低电阻异常区为采空区或矿体的表现;水平挤压构造应力致使地表形成椭圆形沉陷盆地,其存在增加了地表移动盆地的范围;水平挤压构造应力降低了开采最大沉降量,但使累计沉降量呈现出“突发式”增长模式;“补偿法”永久治理措施中,防渗加固主体结构包括刚性防水层、柔性防水层及抗冲刷层,可随河床沉陷而下沉,最终填平矿体开采造成的地表不均匀沉陷。     

北洺河铁矿地表塌陷机理研究

地下采矿引起的地表塌陷和裂缝,严重威胁矿山生产安全,破坏地表生态环境。为了全面系统地研究地表塌陷的形成机理,从地下开采、降水疏干、大气降水、地下动水和爆破震动等几个方面分析了引起地表塌陷的原因。分析结果表明．名河铁矿地表塌陷是地下开采及其诱发的众多因素共同作用的结果。分析结果为地表沉陷规律研究和后期地表生态环境治理提供了理论依据。     

某铅锌矿井下采空区对地表沉降的影响分析

为了评估某铅锌矿山井下采空区对地表沉降的影响情况,通过理论分析与数值计算方法,将采空区对地表沉降影响进行了数值模拟与分析,得到了地表可能发生沉降的范围与尺度。研究结果表明:模拟结果与地表实际塌陷位置在整体方位上具有相似性,为采空区治理与地表沉降监测提供了参考。     

程潮铁矿深部矿体联合开采地表沉降规律研究

程潮铁矿选厂位于该铁矿深部矿体之上,采用2种采矿方法联合开采-430~-500 m阶段矿体时会引起选厂区域地表沉降。应用数值分析相关理论,建立采矿模型,采用FLAC3D有限差分法软件对开挖进行数值模拟,根据模拟结果分析地表沉降规律,从而预测是否要搬迁地表选厂,并根据不同情况提出相应的预防措施。结果反映地表选厂区域受地下开采沉降较大,影响选厂正常生产及选矿车间构建筑物的安全,且选场区域沉降与开采深部矿体间水平距离呈现一般规律,因此建议搬迁选厂。     

基于FLAC~(3D)的地表坡度对地表移动变形影响的研究

采用FLAC3D数值模拟方法,模拟了不同坡度下的地表移动变形,总结岩体在不同坡度下的移动变形特征。结果表明:地表坡度的增加使主断面最大下沉值不断增加,地表2个最大水平位移值之间的差值逐步增大,最大下沉点偏坡底方向,坡体坡度的增大会使坡体的下沉曲线的下沉值增大。     

基于PSInSAR技术的老采空区地表沉降监测研究

为掌握老采空区地表下沉规律,基于11景Radarsat-2影像数据,采用Sta MPS软件的PS方法对峰峰矿区某矿老采空区地表进行形变监测,获得了2015年5月~2016年3月该矿老采空区的地表沉降情况。分析结果表明:老采空区地表下沉速率呈周期性变化规律,总体呈下降趋势,靠近停采线附近下沉量较大,同时还建立了采空区工作面累积下沉与停采时间的关系式,为评价老采空区地表形变研究提供了基础。     

某铁矿地下开采对地表设施的稳定性影响分析

为分析矿区地表移动带范围内乡村道路、河流的安全性,基于FLAC3D数值模拟软件建立地下回采模型,对后期矿山正常开采导致地表移动情况进行研究.研究结果:矿山回采对地表道路和河流产生的最大变形值均在安全规程范围内,矿山开采满足安全要求.选择合适的开采方案及可靠的安全保障措施,对于矿山安全高效开采以及类似矿山稳定性分析有一定...     

北洺河铁矿地表及岩层移动观测系统研究

地表塌陷严重威胁着矿山安全生产,破坏地表生念环境。为了全面系统地研究地表塌陷和岩层移动问题,获得准确可靠的监测资料,不但要在地表布设测点,还要住岩层内部布设测点,从地表和岩层内部2个方面着手建迂岩移观测系统,为后期研究地表及岩层的移动和变形规律做好准备工作。     

采空区形态对地表塌陷分布影响研究

为研究采空区形态对地表塌陷分布的影响,采用FLAC3D数值分析方法,对4种不同形态尺寸采空区条件下的地表变形、岩移规律进行了数值模拟,分析了隐伏采空区形态对地表塌陷的影响程度和规模;应用形态分析方法中的似圆率、不规则指数、等积圆半径等指标,对地表塌陷形态进行了量化分析。研究表明,无论采空区的形状是否为圆形,地表塌陷形态均为圆形或趋于圆形;覆岩高度越大,似圆率越小,地表塌陷形状越趋于圆形。这与实际地表塌陷现象相吻合。研究成果可为工程地表征地、地表塌陷地质灾害防患提供指导。     

基于FLAC~(3D)的矿区地表沉陷预测方法研究

为实现地表建构筑物的安全以及井下煤炭资源的安全开采,需要对开采引起的覆岩运移规律及其对地表沉陷的影响进行研究。以谢桥矿为研究对象,通过理论分析以及FLAC~(3D)数值模拟的方法,构建井下煤层开采模型,并分析总结煤层开采引起的覆岩和地表沉陷移动规律,为预测地表沉陷提供依据。     

基于CSAMT法的BIF型铁矿多层充水型采空区探测研究

针对金属矿山大深度隐伏充水型采空区探测技术难题,选择代表性的BIF型铁矿为突破目标,以其内发育的充水型采空区为研究对象,结合采空区充填介质类型及其地球物理识别特征研究成果,采用探测深度大、抗干扰能力强和分辨率高的CSAMT法进行探测分析,在重点区段布设了3条测线进行数据采集、处理、反演和解译验证。结果表明：CSAMT法可以准确识别BIF型铁矿内大深度隐伏充水型采空区存在引起的地球物理异常,并在地表以下110 m处验证存在充水型采空区。后期钻孔式三维激光扫描测量技术和采空区异常3D实体重建技术应用成果显示,探测区埋深80～300 m区域存在多层充水型采空区群,为井下铁矿未来深部扩展开采提供了安全保障,有助于实现对深部开采金属矿山水害的超前预警和安全治理。     

基于FLAC3D的复杂空区对地表公路影响研究

为了研究矿山复杂空区群对地表公路的影响,以某矿山开采实际为背景,利用FLAC3D建立模型,分析穿过该矿区地表的两条公路在受空区群影响下的沉降变形特点,得出了其变形影响规律,并预测了最终地表沉降量,结果表明,当前开采情况下采空区不影响地表公路正常运行,但沉降引起的路面起伏及坡度变化等问题需予以关注,该研究方法可供类似研究借鉴。     

基于 Rhino-Griddle-Flac3D的矿体建模与 地表稳定性分析

为探究天億矿业地下开采对地表稳定性及相临银海矿业的影响,提出“Rhino-Griddle-Flac3D”三维数 值建模方法,建立天億矿业、银海矿业矿体与围岩模型。根据天億矿业和银海矿业排采计划,选取最具代表性的 4 种工况进行数值模拟计算和对比分析,结果表明：① 天億矿业和银海矿业开采,对地表稳定性无显著不利影响;② 采用全尾砂胶结充填对地表稳定性改善效果显著。研究成果为 Flac3D 构建大型复杂矿体模型提供一种可行方 法,也为天億矿业开采是否影响地表稳定性提供理论支撑。     

“三下”开采胶结充填体强度对地表沉降的影响

针对“三下”采矿引起的地表沉降问题,结合全尾砂胶结充填材料试验,运用FLAC^3D,对某“三下”铁锌矿充填采矿过程中不同强度的充填体引起的地表沉降变形情况进行综合分析。根据矿山岩体力学参数及相关试验结果,分别模拟不同充填体强度情况下的地表沉降变形情况,根据相关规范再对模拟结果进行优化。得出：当充填体强度为0.9 MPa时,可以保证地表沉降满足公路和河流的正常运行,能够保证采矿工作的顺利进行。     

基于Faro-3DMine及Midas-FLAC3D耦合技术的实测采空区群稳定性分析

采用数值模拟法进行实测采空区群稳定性分析存在建模效率低、数值模拟精度差的问题。介绍了一种高效的实测复杂三维采空区群稳定性分析技术,以北辛庄矿区为例,采用Faro激光扫描仪探测采空区群,经3DMine处理生成矿山三维采空区群模型和多组剖面线,再导入Midas中建模,最后在FLAC~(3D)中进行采空区群稳定性数值模拟。结果表明:基于Faro-3DMine及Midas-FLAC~(3D)耦合技术能高效的对复杂采空区群进行精细化建模,准确模拟分析采空区群的稳定性,为采空区群治理提供了理论依据。     

基于FLAC~(3D)对不同采序下采空区变形规律的研究

以北埠煤矿为工程依托,对不同开采顺序下采空区上覆地层变形规律展开分析,并得到结论:(1)开采煤层总数相同,采空区的影响范围与煤层开采顺序无关,且不同开采顺序引起的地表最大变形位置相同;(2)通过模拟不同开采顺序条件下上覆岩层的变形情况,可以得到多煤层的最佳开采顺序为由中间层至上下层;(3)首采煤层一定时,二采煤层上覆岩层越薄,采空区引起的地表沉降值越大。     

双煤柱工作面开采覆岩运动及地表沉降规律研究

针对葫芦素煤矿回采期间因缩面而产生的双煤柱结构问题,以葫芦素煤矿21102和21201工作面为工程背景,对双煤柱工作面煤层开采覆岩运动及地表沉降规律进行研究。结果表明：2-1煤层上覆第2岩层为主关键层并形成砌体梁结构,对采场矿压显现及覆岩运动起到最主要的控制作用;地表监测数据表明21102工作面已完全进入开采沉陷稳定期,回采21201工作面时,地表下沉速度及时、稳定,覆岩随采随动,危险性较小。相似模拟试验结果表明,随着模型开挖,横向裂隙逐渐向上覆岩层扩展,离层间距亦逐步扩大,并产生失稳垮落,21102工作面左侧方覆岩破断角为58°,右侧方覆岩破断角为62°,21201工作面左侧方覆岩破断角为56°,右侧方覆岩破断角为59°。工作面开挖后,覆岩依次垮落或下沉移动,与地表监测结果基本一致。研究成果可为深埋双煤柱工作面的安全回采提供借鉴。