条带开采尺寸设计的弹塑性方法

本文将条带开采的采出条带视为椭圆孔，以弹塑性理论为基础，利用复变函数和保角映射，导出了条带开来时矿柱上的应力分布。由于存在着“尺寸效应”，介绍了由岩块试样的强度来估算岩体强度的计算公式。首次提出了根据屈服带宽度和条带煤柱宽度来确定条带开采安全系数的方法，同时给出了设计条带开采尺寸的步聚。国内外条带开采的经验表明，条带开采的安全系数一般为１．２～１．８。     

联合DInSAR和PIM技术的沉陷特征模拟和时序分析

高强度煤炭开采(大采高、薄基岩、快速采煤)可形成巨大的地表形变场,过大的形变相位梯度导致干涉测量失败,单独采用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)及其衍生技术都无法获得开采沉陷主值.为此,提出了联合多时相DInSAR时序分析及概率积分法(PIM),整合理论计算与卫星观测结果,实现开采沉陷特征的动态模拟和模型重构.以2012年1月—2013年6月共18期高分辨率雷达数据(RADARSAT-2,5m精细波束模式(MF5))为数据源,利用连续重访周期的DInSAR技术获得17期时间序列开采沉陷相位变化图,监测得到神东矿区布尔台矿22201-1/2工作面地表形变从产生、发展到衰退的演化规律;联合DInSAR获得的沉陷盆地边缘信息与PIM技术对矿区大变形下沉信息进行预计,两种数据整合形成混合数据集;采用Gauss函数对混合数据集进行拟合,重构矿区时序开采下沉特征曲线.研究表明:PIM技术可以弥补DInSAR技术在大形变提取上的不足,利用混合数据集建立的Gauss模型,对于有限开采(非充分采动)或充分采动的主断面下沉值具有极高的拟合度,其拟合度R2均大于0.976.     

焦西矿四一采区建筑物下最优开采方案

对焦西矿四一采区复杂的地质采矿条件及其地面受护建筑物的结构、质量和抗变形能力进行了深入研究,提出了条采方案,得出最佳方案为条带煤柱宽度３３ｍｍ,采出条带宽度东部２０～４５ｍ,西部８～４０ｍ,取得了显著的经济效益和社会效益．     

地表变形的三种临界变形距离之间的关系

在根据临界变形值应用预计方法留设安全煤柱和进行某些问题的研究时,需要确定临界变形距离(如图1)。临界变形距离就是在充分采动的条件下,地表达到临界变形的点与拐点O之间的水平距离。由于倾钭、曲率和水平变形的临界变形值分别为 i(?)=3mm/m、k(?)=0.2×10~(-3)/m、(?)=2mm/m,地表达到临界变形的点可能并不重     

DTM在开采沉陷可视化预计中的应用研究

以开采沉陷为研究对象，提出了将数字地面模型DTM(Digital Terrain Model)用于地表移动变形可视化预计的意义、DTM构造的思路和方法，以及将DTM用于开采沉陷可视化预计的应用进行了研究。     

厚黄土覆盖层滑坡区建筑物下条带开采稳定性分析

厚黄土覆盖层滑坡区保护煤柱的开采是典型的滑坡区工程扰动问题,地下开采引起的地表沉陷变形及其诱发的地质灾害有其独特之处.地表黄土层沉陷变形和致灾特征既受其下覆基岩体沉陷变形控制,又与黄土层自身物理、力学特性和其所处地貌类别有关.以河南永华能源有限公司一矿南翼采区为例,采用理论计算,数值模拟分析等方法,确定出合理、安全、经济的开采方案,并提出防止开采引起厚黄土滑坡区滑移的工程措施,研究的成果对于采动引起的覆岩地表移动引起的山体滑坡灾害,以及为本矿区同类地质条件下保护煤柱的开采提供科学的依据.     

建筑荷载作用下采空区顶板岩梁稳定性分析

为了给煤矿塌陷区土地的治理利用提供理论依据,对建筑荷载作用下采空区顶板岩梁的稳定性进行了分析研究。采空区顶板岩梁突变失稳过程是比较典型的偏离平衡态的非线性过程,将浅部开采老采空断裂的顶板岩梁概化为三铰拱式力学结构模型。通过力学分析,建立了顶板岩梁力学系统的总势能方程,利用突变理论,构建了采空区顶板岩梁失稳的尖点突变模型,获得了采空区顶板岩梁突变失稳的条件,并通过工程算例进行了分析和验证。研究结果表明,煤矿塌陷区地基的稳定性不仅与采动岩体受地面建筑荷载的影响程度有关,也与老采空区顶板岩层的稳定性有关。采空区顶板岩梁在地表建筑荷载扰动下,若满足稳定的条件,则顶板岩梁回转后仍然处于稳定平衡状态。否则,采空区顶板岩梁将发生突变失稳。     

改进的西原模型及其稳定性分析

根据岩石加速蠕变阶段的力学特性，提出用非线性牛顿体替代线性牛顿体，建立改进的西原模型，并导出改进后模型的本构方程．将非线性问题通过局部线性化，得到改进的西原模型的稳定性条件．通过对蠕变、蠕变速度、蠕变加速度的控制变量渐变分析表明，改进的西原模型能够较好地描述岩石三阶段蠕变变形，尤其是非线性加速阶段蠕变变形．     

影响保护煤柱尺寸留设的因素及其变化规律

在分析留设保护煤柱尺寸留设受上覆岩层岩性、煤柱自身强度、采深、采高以及煤层倾角等地质采矿条件影响因素的基础上,结合一定的地质及采矿条件,探讨了保护煤柱尺寸随开采深度、采高及煤层倾角等的变化规律,建立了煤柱尺寸的计算公式。指出在同一矿区,不同的开采深度、采高及煤层倾角的条件下,保护煤柱的尺寸并不是简单的线性关系,而是复杂的非线性关系。