裂隙带布置高抽巷实现巷道快速掘进

运用概率积分法求出工作面回采后上覆岩层某一点的6个应变分量εx,εy,εz,γxy,γxz,γyz,进而求取3个主应变ε1,ε2,ε3;将3个主应变代入Drucker-Prager准则中,求出应力差.若应力差小于零,该点不破坏;若应力差等于零,该点处于临界状态;若应力差大于零,该点破坏,据此可判断上覆岩层裂隙的发育范围.通过现场观测裂隙带发育范围与测试瓦斯含量,确定了高瓦斯特厚煤层高抽巷的位置,实现了高抽巷的快速掘进.在高抽巷内,对圈定范围预抽瓦斯,实现了上、下巷的快速掘进.     

千秋煤矿主要通风机选型研究

针对千秋煤矿进入深部开采瓦斯涌出量增大,用风地点增多,通风能力不足的问题,对矿井通风系统进行了技术测定,分析了通风容易和困难时期的生产部署和配风情况,并提出通风系统优化改造方案,利用计算机对各个时期进行解网分析,最终确定矿井主要通风机的型号。该方案可大幅增加矿井供风量,保证矿井的安全生产。     

采空区剩余变形对运煤隧道稳定性数值模拟

运煤隧道经过采空区受到剩余变形而产生附加应力的影响,而附加应力的大小又与剩余变形的量值有关.通过理论分析与计算,得出了采空区产生的剩余变形量,并把剩余变形量按边界条件加载到三维数值模型上,按照隧道稳定验算的弹性梁理论,计算隧道的稳定性;得出了在剩余变形作用下,运煤隧道经过采空区稳定的结论.     

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.     

六节点三角形单元预计异常煤厚区研究

利用六节点三角形单元有限元对堞厚异常区的真实值进行预计.通过理论推导,给出了六节点三角形单元的单刚矩阵的数学表达,运用有限元的原理,把单刚矩阵组集成总刚矩阵,通过C++语言把这一数学语言转化成计算程序.预计值与物探煤厚真实值相比较表明,六节点三角形单元预计异常煤厚区的误差为:-14.9%～4.85%;而三节点三角形单元预计误差为:-30.14%～18.04%,六节点三角形单元比三节点三角形单元预计准确.     

采动影响下硐室群稳定性预测研究

在受采动影响情况下,为了判断岩体内硐室群的稳定性,提出了利用概率积分法与Drucker-Prager准则相结合的判断方法.在极坐标系统下,根据概率积分法原理,推导出岩体内任意一点的εx,εy,εz,γxy,γxz,γyz等6个变形分量;以此为基础,求出该点的最大主应变、中间应变、最小主应变,利用Drucker-Prager准则,求出应力差Δf;若Δf大于零表明该点己破坏,若小于零表明该点不受采动影响.利用自主开发的判别程序,生成离散数据,借助Grapher4.0后处理平台,生成可视化图形,进而直观地判断岩体内硐室群的应变状态是否达到破坏.工业性试验表明该方法判断岩体内硐室群受开采影响情况下具有一定的可靠性.     

鹤壁九矿工作面开采对副井井筒采动影响分析

煤矿副井是地下开采活动的重要通道,肩负着矿井的人员提升、物料运输和通风等重要功能,在井筒保护煤柱开采中对井筒稳定性的研究至关重要。以鹤壁九矿新副井保护煤柱内工作面开采为研究对象,利用概率积分法计算井筒移动变形规律,并以此为基础,通过Drucker-Prager准则对井筒全段岩层的破坏情况进行判定,以此来评价开采方案对新副井的采动影响,可为煤矿的生产规划提供依据,为类似条件矿井井筒保护煤柱开采提供理论指导。     

复杂地形三维数值建模研究

在FLAC3D数值模拟中,三维数值模型准确与否是决定预计结果精确程度的关键因素.为了建立较为准确的三维数值模型,提出了2种建立三维数值模型的方法.方法1是曲面拟合法建立三维数值模型,该方法具有建模速度快、便于编写通用程序等优点,但如果地形复杂到不能用空间曲面表达时,方法1不适用;方法2为三次样条插值法建立三维数值模型,该方法能建立任何形状的空间数值模型,但前期处理工作量大,建模速度慢是其缺点.通过工程实例说明了2种建模的方法与步骤.     

六节点三角形单元预测瓦斯含量研究

为提高预测瓦斯含量的精度,利用六节点三角形有限单元法进行预测.通过理论推导,构建了采用六节点三角形单元法预测瓦斯含量的计算模型,根据计算模型编制了C++语言计算程序,并应用于大平矿区瓦斯含量预测.预测结果与实测瓦斯含量相比较表明,六节点三角形单元模型预测瓦斯含量的误差为-10.07%～8.06%,比三节点三角形单元模型预测误差-19.4%～8.79%小.因此,应用六节点三角形单元模型能够有效提高瓦斯含量预测精度.     

厚黄土覆盖层条带开采关键层的数值模拟

针对采动过程中上覆岩层的破坏特性, 在数值模拟中对厚黄土层采用莫尔-库仑准则, 对煤岩体采用虎克-布朗准则理论模型, 模拟计算雷坡村庄下开采煤层地表移动变形。根据计算结果, 利用FLAC^3D自定义函数功能, 从煤层顶板的岩层逐层向上, 编程求取主断面上各岩层的下沉值, 利用GRAPHER软件生成直观图形, 从直观图形可以判断出主(亚)关键层的层位。