采用FLAC^3D软件进行数值模拟分析近水平浅埋煤层开采过程中上覆岩层出现的裂隙、冒落及裂隙情况。根据地质发育贯通的资料,研究开采过程中裂隙的应力分布和位移移动规律,为工作面的支护和合理布置以及安全生产提供理论基础。
应用联合支护提高巷道围岩稳定性理论,对已有支护参数和支护形式进行优化,支护参数主要包括锚杆直径、长度、间排距和锚索的间距。采用优化支护方案进行支护后,不仅有效控制了巷道围岩的变形,而且大大降低了支护成本,避免了支护材料浪费,提高了企业经济效益。
针对不同间距卸压钻孔设计5种试验方案,在禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场试验。沿空巷道内,随着卸压钻孔间距的增大,巷道顶板压力与巷道顶、底板位移差异较大,间距150 mm与间距400 mm卸压钻孔对应区域的顶、底板位移量分别为138 mm与193 mm。综合考虑卸压效果、施工难度等因素,确定200 mm为卸压钻孔的最优间距。
为了解决亨健煤矿村庄下压煤的开采问题,采用超高水材料对工作面采空区及主巷进行了充填,工作面副巷通过高水材料巷旁充填进行沿空留巷,并通过对采空区补充充填提高了充填率。工程实践结果表明：袋式充填开采技术不仅有效地控制了上覆岩层的破坏及移动,工作面矿压显现也得到了极大的减缓,同时工作面副巷也得到了很好的留巷效果。
利用有限元软件建立成孔数值模型,模拟逐层钻进时孔壁岩土体受力、变形状态。通过分析各阶段变形,得出孔周岩土体变形失稳机理;通过分析最大不平衡力变化,验证成孔时弱稳定地层出现大幅应力波动,并提出夯填表土、埋设套管、调整钻进参数的优化方案,以提高成孔质量及效率。
分析杨柳煤矿1061工作面地质条件,采场上覆厚硬岩浆岩容易发生大面积悬空,从而诱发冲击地压和支架动载等动力灾害,严重影响了安全开采。对采场上覆3层岩浆岩的厚度和距离选取3组数据,通过理论计算和UDEC数值模拟判断岩浆岩的破断位置,分析采场上覆3层厚硬岩浆岩的破断规律,实现1061工作面开采的安全顺利进行。
以沽源煤矿主运输大巷实际地质条件,煤岩体实验室力学试验为基础,利用有限差分数值模拟软件FLAC^3D分析主运输大巷在不同底鼓治理措施下底板围岩特征,重点比较各措施下底鼓量,并以此为依据优选出主运输大巷最佳的底鼓治理措施为原支护方案加底板锚（锚杆或锚索）注。
针对大采高综放面煤壁片帮控制难题,结合顶板岩梁弹塑性有限变形认识基础,综合现场调研、相似模拟、力学推导及算例分析等方法,得出顶板弹塑性有限变形约束条件下煤体垂直应力表达式,并采用直接配点法对煤壁前方塑性区宽度进行描绘。
下保护层的开采必然引起采空区上覆岩层的移动和破坏,覆岩的运动为被保护层的卸压提供了空间,也为被保护层的瓦斯解吸和运移提供了通道。采用UDEC软件,模拟保护层开采,得出了采空区上覆岩层的运动规律和破坏特征,对于指导工程实践具有重要意义。
围岩的破坏失稳一般没有明显的预兆,破坏往往具有突发性。矿压监测是消除锚杆支护巷道安全隐患最有效的措施之一。隰东煤矿井田地质应力环境及围岩条件类似,通过矿压监测研究隰东煤矿巷道的支护参数,以便对其他煤矿巷道的支护工作起到借鉴作用。
介绍了锚网索耦合支护的基本原理以及最佳支护时间的确定和支护材料的选择,并以实际煤矿巷道为例,对其进行锚网索耦合支护,并对支护效果进行分析。结果显示锚网索耦合支护能够有效控制围岩变形,保证煤矿开挖的安全性。
针对赵家寨煤矿＂三软＂煤层巷道围岩松软破碎、锚网支护时锚固力低、大面积出现网兜,造成巷道围岩变形破坏严重的难题,采用锚固孔扩孔锚固技术提高锚杆锚索的锚固力,并利用钢筋网进行强力护表,网片握勾装置进行强力连网,确保了破碎的煤岩体强力加固,避免网兜的出现。
应用有限差分法对某矿1303工作面进行了数值分析。根据1303工作面的地质资料建立了数值模型,并模拟了工作面的开采过程,对底板的应力变形特征进行了重点研究。最后结合底板声波探测对1303工作面底板破坏情况进行了综合分析,获得了底板破坏特征。
采用实验室试验研究方法,利用LBY80/120岩石流变扰动效应式流变仪对石膏试块的稳定性进行研究。结果表明：试块的初始静载荷越大,损伤程度越严重,产生初始扰动损伤的时间越短。随着扰动强度增加,当静载荷小于试件单轴抗压强度的56%时,声波降低率小于7%,随着静载荷的增加,声波降低率增加明显,易达到破坏状态。
以耿村煤矿13230掘进工作面地音监测系统为例,通过对一段时间内地音监测数据的统计分析,确定了13230掘进工作面塑性圈动态演化区的分布范围,得到了矿压显现与地音各参量之间的关系。
为了分析固体充填开采不同充填因素对地表沉陷的影响规律,以某煤矿地质采矿条件为基本背景,采用FLAC^3D数值模拟,对固体充填开采不同充填条件下地表沉陷规律进行了模拟研究。研究结果表明：当充填率增加,地表移动迅速降低,其移动极值近似于线性关系减小;随着充填体刚度的增大,地表移动变形逐渐降低,其降低的幅度随充填材料刚度的增大而逐步趋于...
为了揭示条带开采顶板岩层破坏失稳机理,通过建立均布荷载下连续深梁力学结构模型,得出了条带开采下顶板岩层的应力分布规律。同时确立了岩层拉伸破坏、剪切破坏准则,为条带开采覆岩移动破坏分析提供了理论依据。结合虎龙沟煤矿开采实际,对8#煤层采空区顶板岩层的破坏失稳过程进行了具体计算分析,得出虎龙沟煤矿8#煤层采空区冒落高度为3.5 m,为...
地应力是巷道围岩发生变形破坏与运动的根本动力,因此在地应力实测的基础上,对综放沿空掘巷锚杆支护参数进行优化设计。首先,采用应力解除法进行了地应力实测,在此基础上,采用FLAC^3D对综放沿空掘巷锚杆支护参数进行模拟计算。通过对比分析提出了巷道的优化支护方案,并进行现场应用。在应用过程中,对巷道围岩变形进行监测。
针对某矿42103工作面回风巷受上方22煤和42102工作面多次采动影响后巷道围岩变形破坏严重的问题,采用侧向支承压力实测和理论计算方法,分析采空区下动压巷道顶板结构特点和顶板岩层运动规律。
油页岩注蒸气开采过程中,套管-水泥环在高温条件下受热应力作用,发生膨胀变形,会给组合体密封性带来严重影响。基于弹性力学和热力学理论,设计了套管-水泥环渗漏试验装置,分析了套管-水泥环组合体在不同温度不同气压下的密封性。
综合运用理论计算、FLAC^2D数值模拟等方法,对虎龙沟煤矿8#煤层条带开采覆岩破坏高度发育规律进行了研究。分析了开挖条带数和采留比对条带开采覆岩破坏高度的影响,在此基础上对5#煤层上行开采可行性进行判定。
结合某矿地质条件,运用FLAC^3D数值模拟软件,对不同循环进尺下的围岩变形及巷道松动圈进行研究,得出不同循环进尺下,巷道顶、底板移近量、塑性区分布规律,确定4 m为合理的循环进尺,提高了循环进尺确定的科学性。
针对大断面特厚煤层煤巷支护难题,对巷道围岩变形破坏特征进行了研究。采用有限差分软件FLAC^3D对巷道围岩垂直应力、巷道围岩塑性变形破坏及巷道围岩垂直方向上的位移变化进行数值模拟,并进行了现场工程验证。提出了＂普通锚杆＋锚索＋钢筋锚网＋W钢带＂耦合支护方案。
针对试验矿井5203工作面的具体条件,提出采用矸石-石粉混凝土砌块沿空留巷方法,对充填体的强度、倾覆稳定性和纵向变形适应性进行了研究,通过现场观测和留巷效果分析,达到了预期的留巷目标。
针对推进速率对工作面前方支承压力及分布规律的影响,采用黏弹性伯格模型构建本构方程,得到岩体内应力、应变与时间的关系,描述了开采速率对岩体前支承压力分布规律影响。以张集矿为工程背景,通过数值模拟分析,揭示了力学表达式与数值模拟结果的一致性,验证了支承压力力学表达式的可靠性。
针对蒋家河煤矿单一厚煤层的巷道支护问题,对ZF1410工作面巷道支护方式进行改进。通过应力监测、位移监测对ZF1410工作面巷道新支护方案进行详细的分析研究。监测结果表明：ZF1410工作面在新支护方案下,巷道变形速度趋于平缓,巷道变形基本得到控制。应变值在锚杆、锚索承受范围内。
通过布里渊散射光时域反射检测技术对竖井冻结凿井过程中的检测,分析了在实际冻结施工中冻结管的变形特性,结果表明：掘进段高越大,变形越严重;应变最大值大致出现在该掘进段高上部1/3位置处。并通过数值模拟比对,得出相近的结论。
以大南湖斜井冻结法施工为工程背景,运用数值分析软件,模拟了斜井冻结壁在不同温度场作用下的位移变化情况,分析其变形特性以及力学特性。为以后的斜井冻结法施工提供借鉴。
针对湖西矿31202工作面运输巷的具体工程地质条件,分析了原支护巷道变形、破坏状况及其原因,对原支护进行了数值模拟分析,提出非对称高预应力锚网索＋顶、底角强抗剪锚杆＋窄煤柱注浆加固的支护方案;并对新支护方案进行工程验证。现场监测结果表明,该设计方案可有效控制此类巷道围岩的变形。
漂浮下沉法是钻井法凿井砌筑井壁的一种主要方法,井壁作为一个密封的筒体下沉,每节井壁之间接缝不渗水,排浆后一般不需要封水处理,井壁作业全部在地面上进行。信湖煤矿中央风井井壁采用漂浮下沉法施工,最终形成的井壁符合设计要求。以此工程为背景,对漂浮下沉法砌筑井壁的原理及工艺流程进行总结分析。
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