桑树坪煤矿为解放主采高瓦斯3#煤层,将其下方平均层间距60.7 m的11#煤作为保护层进行开采。并利用2层煤之间的3314瓦斯抽放巷建立自动矿压观测系统,通过监测数据推算出3#煤底板附近测点在3105工作面开采后的下沉值。
针对我国露天矿端帮煤炭资源回收率低的状况,提出了端帮采煤机连续开采技术,并对我国实施端帮采煤机开采技术条件的可行性进行了分析。以黑岱沟和哈尔乌素露天矿相邻端帮下5#煤回收为例,提出了相应的开采参数和开采方法。最后分析总结了端帮开采过程中常见的灾害及其防治措施,以期推动该工艺在我国露天矿端帮资源回收中的引进应用。
基于准噶尔盆地油页岩资源的赋存特征、开采现状,对包括＂生态容量制约下的高效开采方法选择、复杂地质构造条件下巷道围岩稳定性控制机理研究、水化作用下油页岩微观结构演化模式探讨、低温循环冻融作用下油页岩THM耦合机理研究＂在内的关键问题的内涵、目标等内容提出初步的构想,以期为后续科学研究提供参考。
结合上榆泉矿的工程地质条件,通过理论分析、数值模拟等方法研究了浅埋近距离采空区下综放工作面覆岩运动规律。理论分析表明：工作面覆岩关键层破断后形成＂悬臂梁＂结构;工作面背坡推进时,悬臂梁易于在支架后切落卸载,支护空间内整体矿压显现不明显;迎坡推进时,主关键层缺乏侧向水平力无法自稳,＂铰接结构＂易于活化失稳,切落悬臂梁易形成动载...
煤层碳封存既可实现温室气体的减排又可得到清洁能源,CO2注入煤层后一方面会与煤层中CH4发生竞争吸附,将CH4气体置换出来,另一方面与煤层中矿物发生化学反应,两方面作用共同改变了煤体孔隙结构。通过研究CO2注入后的物理化学反应并分析其影响因素,提出适合进行长期碳封存的地质条件,从而建立煤层碳封存的选址方法。
以华东某矿为研究原型,基于条带开采煤层情况下对地表及岩层破坏程度小的特点,通过FLAC3D数值模拟研究了工业广场煤柱条带开采时的沉陷规律,着重分析了回采率不变、采宽变化情况下井筒的沉陷变化规律。最后通过工程实例的检验,确定了条带开采在工广煤柱开采中应用的可行性,为其他相同地质采矿条件的工广煤柱开采提供了技术支持。
基于东升庙铅锌矿采空区状况,对采空区冒落体对下阶段矿柱影响进行力学分析,得到冒落体冲击力,并对矿柱可承受冲击荷载数值进行计算,得到矿柱承受冲击的荷载。运用数值模拟方法对冲击荷载作用下的阶段矿房进行模拟。研究结果对东升庙铅锌矿2#矿体采空区防治冒落灾害提供理论参考。
针对金庄矿8202工作面沿空巷道在整个掘进及回采期间围岩变形量大、矿压显现剧烈等问题,提出在采空区侧实体煤内布置卸压巷的方案。然后通过FLAC3D数值模拟软件分析沿空巷道围岩垂直应力分布规律、卸压巷在不同位置下对沿空掘巷围岩应力的影响。
以黑岱沟露天煤矿的基本情况为依据,对吊斗铲倒堆工艺在黑岱沟露天煤矿的应用进行重点分析。结合矿山生产实际,研究并介绍了吊斗铲倒堆工艺的剥采程序、吊斗铲倒堆作业过程中各工艺参数的确定方法。
采用FLAC3D对矿区原有和后续采矿活动进行仿真模拟,对其形成原因进行研究。研究表明：在原有采空区形成过程中,空区顶板覆岩形成显著应力集中,促使空区顶板覆岩遭受剪切破坏,完整性降低,岩体移动影响地表上升位移,围岩介质承受张应力状态,裂隙呈现张开状态,加上降雨使得地表水渗入空区顶板覆岩裂隙,降低岩体强度,这些内外因素共同诱发地表冒落塌...
根据弹性力学理论,建立了覆岩非充分垮落时均布条形载荷下的应力分布计算模型,并推导出不同宽度煤柱下不同位置处的垂直应力分布计算公式。基于有限元计算方法,结合付村煤矿实际地质条件及开采工艺,建立了数值计算模型,用FLAC3D软件模拟了不同宽度煤柱下应力传递规律。
基于ANSYS有限元模拟软件,通过定义微观单元的渗流-损伤行为,建立水平储层垂直井水力压裂物理模型,计算不同地质条件下的裂缝扩展形态。计算结果表明：裂缝扩展方向受主压应力方向控制,也受到储层均质度和应力比的影响。
为了研究大采深、高应力煤层在开采扰动下冲击倾向性,结合某矿1304工作面具体开采条件,运用FLAC3D三维有限元数值模拟软件,模拟了大采深工作面在不同推进步距下采场周围及工作面前方应力、弹性应变能分布规律。分析结果得出,在工作面前方局部区域产生2.3倍于原岩应力的垂直应力,应力峰值出现在工作面前方10 m左右,而且随着推采步距的增大,应力集...
通过对呼伦贝尔草原地区的开采损害现场勘查和分析,揭示了在覆岩岩性软弱的条件下,草场的开采损害主要表现为草场下沉、小台阶裂缝和草场隆起等3个特征,并对草场损害特征产生原因及治理措施进行了分析,对我国西部草原地区的开采损害分析及治理提供参考。
为了分析在近距离煤层群条件下多保护层开采时下伏煤层开采的卸压效果,采用数值计算及现场验证的方法对保护层开采时下伏煤层开采卸压程度进行了研究,得到保护层开采时,被保护层在开采过程中的垂直应力、塑性区变化规律。现场抽采数据表明：在多重卸压作用下,被保护层的抽采浓度以及纯量都保持较高值,卸压效果明显。
以晋煤集团圣华煤业3#煤层旧采区残煤开采工作为工程背景,在对圣华煤业旧采区开采技术资料和3101残采面前期揭露情况充分研究基础上,应用相似模拟对旧采区冒落区围岩变形与应力进行研究,得出了残采工作面采场规律。
以关键层理论为基础,采用理论分析、相似模拟和数值模拟相结合的方法,对错层位无煤柱开采工作面上覆岩层运移规律进行了系统研究分析。错层位首采工作面开采与传统开采相类似,而由于错层位取消了区段煤柱的留设,接续工作面开采与传统留煤柱开采有较大差别。
以西部某矿的地质及开采条件为背景,采用正交试验设计的方法,以顶煤破碎系数为指标、支架的支撑高度、控顶距和放煤步距为因素,对PFC2D模拟软件的模拟结果进行极差分析和方差分析。结果表明：各因素对顶煤放出率的敏感程度,其由强到弱的顺序为：支架的支撑高度〉放煤步距〉控顶距。
以某煤矿一孤岛工作面现场条件为研究对象,利用FLAC3D数值模拟软件对6个沿空巷道煤柱模型进行了模拟,通过对比各模型在掘进阶段的支承压力、围岩应力分布、塑性区变化。综合理论计算的结果得到最优煤柱尺寸。
根据高水材料水灰比不同其凝固后强度不同的特性,配制不同水灰比的高水材料试块,并通过单轴压缩试验研究高水灰比下高水材料固结体抗压强度与水灰比和龄期的关系,充实高水充填相关基础理论,为井下充填作业的高效开展提供指导。
为解决清水营煤矿＂三软＂煤层110202工作面辅运巷难以支护的问题,通过分析工作面巷道来压情况和巷道破坏的主要因素,认为围岩工程力学性质差和支护与围岩不适应是导致工作面巷道严重破坏的主要原因。根据巷道支护与围岩的耦合性原理,应用理论计算和FLAC3D数值模拟方法,设计了锚网索＋钢支架联合支护的综合治理方案。
针对研究矿井的特殊地质条件与生产实际,采用理论分析和数值模拟的研究方法,对2#煤层蹬空开采的可行性进行了论证分析。结果表明：由于2#煤层底板为坚硬岩层,在一定程度上受3#煤层保护煤柱的支撑作用,且2#煤层开采时间较为久远,2#煤层在理论上满足蹬空开采的要求。
基于某煤矿特厚煤层条件下易风化大断面巷道支护效果差的问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了特厚煤层条件下易风化大断面巷道变形破坏的机理,提出了特厚煤层易风化大断面巷道的优化设计方案,优化设计了联合支护方案中锚杆的支护参数。
陈四楼矿-720 m辅助水平回风大巷为典型的深部厚松散层破碎围岩巷道,该巷道在原有支护方案下支护失效。针对辅助水平回风大巷的支护难题,研究分析了其变形机理及破坏特征,在原支护方案的基础上,对支护参数进行优化设计,并利用FLAC3D对巷道支护方案进行模拟对比分析。
针对煤岩的力学与渗流特性,综合考虑煤岩受力变形、损伤破坏与钻井液滤液侵入等多因素耦合条件,建立基于应力-渗流耦合的煤层井壁稳定性数值分析模型,采用弹性-应变软化-塑性模型表征煤岩的力学行为,更加准确地计算井周煤岩损伤破坏区域的尺寸与形状。研究结果表明,在井壁封堵良好的条件下,提高泥浆密度有利于稳定井壁,反之将加剧煤层井壁坍塌失...
针对程村矿二水平变电所强烈底鼓问题,分析了围岩性质差、复杂应力及各部位支护强度不耦合是造成底鼓的主要原因。基于锚注加固作用机理,提出＂钢筋混凝土＋槽钢＋注浆锚杆＋中空注浆锚索＂构成的＂Π＂结构深浅锚注加固方案。
进行了不同钢纤维掺量下的钢纤维混凝土抗折强度试验。结果表明钢纤维混凝土抗折强度随钢纤维掺量的增加几乎成线性增长。运用有限元软件ANSYS进行钢纤维混凝土梁非线性分析,采用Solid65单元和Concrete材料以及相应的本构模型和破坏准则模拟钢纤维混凝土抗折全过程,可取得令人满意的结果。
通过数值模拟的方法,对比研究了深部大跨度巷道在未支护和锚喷支护2种情况下围岩应力分布、位移变化及塑性区分布,结果证明锚喷支护深部大跨度巷道能有效地维护其稳定性,有利于煤矿的安全生产。
针对工程的实际需要,研究了缓凝剂添加量对水泥浆凝结时间的影响规律,确定了合理的缓凝水泥浆配比,并对水泥浆的性质进行测定。介绍了泥浆置换工艺在工程应用中的主要流程以及揭露所见实际的封水效果。整个施工进展顺利,满足工程的预期要求。
研制出一种聚丙烯纤维混凝土,纤维相当于细配肋,混凝土韧性提高,骨料得到承托,离析泌水减少,提高了混凝土的抗裂性能,正交试验得出纤维的最佳掺量。工程实例现场监测表明,聚丙烯纤维混凝土有较高抗变形能力,发挥出了锚喷支护体系的力学性能,围岩应力分布均匀,让压效果明显。
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