窄煤柱作为迎采动面沿空掘巷围岩结构的关键部位,它结构整体的稳定性对沿空巷道围岩稳定性控制起着关键作用。以山西某矿的2207轨道顺槽为研究对象,结合煤层的生产地质条件,采用FLAC3D数值模拟技术,对迎采动面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行研究。
为分析冻土单轴抗压强度、弹性模量和泊松比随温度变化的规律,以及冻土的蠕变规律,开展单轴压缩和单轴蠕变试验,研究袁大滩矿主斜井冻结表土层的物理力学性质。试验结果表明,单轴抗压强度和弹性模量随冻土温度的降低而增加,泊松比随冻土温度的降低而减小,冻土的蠕变应变较小,但当应力水平较高时,冻结黏土会发生蠕变断裂。
以河北某高瓦斯矿为研究背景,运用FLAC3D软件建立模型,模拟了上保护层开采后对被保护层影响。通过分析可知被保护层卸压明显,降低了瓦斯突出的危险,对煤矿安全有一定的指导作用。
爆破能量的衰减规律对孔网参数的设置有重要的影响。运用大型显式非线性动力分析有限元软件LS-DYNA对双孔齐发爆破进行数值模拟,选取炮孔同侧等距离节点,通过最大主应力结合峰值振速进行分析,得出爆破峰值振速和最大主应力的衰减发生在炮孔的近区,随后快速衰减,为类似工况孔网参数的确定提供了可借鉴的理论。
通过力学模型的建立分析研究和数值模拟相结合的方法,对山西华苑煤业9#、10#极近距离煤层首采同采工作面上煤层开采后底板的应力分布规律进行研究,得出9#煤层开采后底板的垂直应力和水平应力分布范围及峰值大小,为该矿极近距离同采工作面合理错距提供参考。
基于Landsat/HJ-CCD数据计算了神东矿区归一化植被指数（NDVI）,并从矿井尺度分析了神东矿区9个主要矿井采区和非采区植被NDVI差异性。结果表明：采区地表植被相对于非采区植被未出现大面积的衰退和破坏;地下采煤活动对风积沙覆盖的采区植被带来的负面影响比较大,对覆沙硬梁区的负面影响则比较小。
针对贵州盛远煤矿高瓦斯低透气性近距离煤层群安全高效开采的问题,运用理论分析、数值模拟相结合的方法,分析了薄煤层切顶成巷无煤柱全面卸压开采的理论基础。根据现场40403综采工作面的实际情况,理论计算了上保护层工作面留设区段煤柱时,下部7#、8#煤层中形成卸压盲区的面积,并分析了下伏煤岩层有效卸压保护范围。
沿空留巷巷旁充填体稳定性受基本顶断裂位置影响很大。采用UDEC Trigon数值模型分析基本顶在采空区侧、充填体上方、巷道上方和实体煤帮侧4种断裂条件下,沿空留巷顶板结构的演变、充填体的变形和裂隙发育规律,得到充填体的失稳机理。
目前,注浆减沉是一种控制覆岩破坏的新技术,是国内外广泛研究和有待于进一步完善的技术手段。掌握覆岩破坏情况和发展方向,科学控制注浆时机、注浆压力,确定浆液在离层空间的流动分布规律等,是注浆减沉技术体系的关键前提。基于上述理论,在唐山万达广场,采取了注浆减沉措施,有效控制了因前期地下煤矿开采活动造成的地表建筑物和设施下沉变形。
以向断层推进为工程背景,采用数值模拟,研究了断层对采场冲击地压的影响。研究表明：断层切割岩层的完整性,使岩层失去有效传递载荷的能力,当工作面向断层推进时,支承应力峰值不断增加,当达到断层煤柱极限强度时,煤柱发生塑性破坏,工作面前方支承应力峰值开始突降,会释放大量弹性能,易诱发冲击地压;大直径钻孔卸压技术能很好地解除冲击危险性。
基于彬长矿区大佛寺井田低煤阶、高渗煤层的地质特征,采用数值模拟方法优化多分支水平井井型,确定了主支长度、分支个数、分支长度和分支夹角的适宜范围,并预测了大佛寺井田的煤层气开发潜力,为大佛寺井田低阶煤煤层气的开发提供理论依据。
针对深部孤岛综采工作面在末采期间,位于三角区且遇到断层,利用层位对比和断层揭露情况分析断层走势,合理确定停采线位置,优化了收尾过断层方案。首次实施由顶板注浆改为煤壁注浆施工工艺,确保过断层有效控制顶板。两巷采取掏槽木垛、加长超前支护、支架架脚点柱措施,为顺利收尾创造了条件。给出了抹角大小确定方法,不但保证了设备回撤空间,而且...
针对鹤壁九矿东总回风巷受上方工作面跨采影响导致巷道变形严重的问题,采用数值模拟方法分析了上方工作面推进至不同距离时巷道围岩应力演化规律。基于此提出了针对性的支护对策并进行了工业性试验,矿压监测结果显示围岩控制效果较好。
针对玉溪矿软岩巷道出现的围岩变形量大、变形速率快、持续变形时间长等问题。分析了该软岩巷道变形破坏的机理,提出了锚网索喷＋二次锚注耦合支护方案,并运用数值模拟的方法从塑性区、位移2个方面分析该方案的可行性。而现场的位移监测数据表明巷道围岩表面位移量得到有效控制,保证了巷道稳定性,达到了预期的支护效果。
通过建立顶板-煤体系统的Bingham黏弹塑性本构模型,从能量角度分析了煤壁片帮与煤体黏性系数、弹性模量、顶板刚度、开采煤层厚度之间的关系,并通过对赵固二矿11050工作面采取“注浆＋棕绳”柔性加固技术来防治煤壁片帮,验证了结论的正确性。
以燕子山矿5214巷为工程背景,通过现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法,在分析巷道底鼓原因的基础上,得出上覆煤柱下工作面临空侧巷道底鼓的机理,并提出了加固两帮支护、增设木垛“分担”压力及合理加快推进速度“甩开压力”等联合治理底鼓的方案。现场应用结果表明该方案控制底鼓效果显著。
以虎龙沟煤矿5#煤层为工程背景,通过理论分析、数值模拟等方法研究基岩厚度对上覆岩层活动规律影响。通过对坚硬顶板采场覆岩运动规律的分析,认为基岩和上覆的黏土层结合形成暂时稳定的“砌体梁”结构,黏土层有利于“砌体梁”结构的稳定性。基岩厚度越大则支撑压力的峰值越大,但增幅并不明显,该特征表明黏土层也具有一定的支撑能力。随着基岩厚...
常规气井的产量动态分析模型难以适用于高含CO2气井。在优选出适合计算高含CO2天然气物性算法的基础上,利用拟时间因子方法使天然气渗流方程线性化,结合物质平衡方程、Laplace变换及Stehfest数值反演技术,得到方程解析解。建立了高含CO2气井产量动态分析数学模型,为此类气藏的开发提供了理论基础。
为了进一步研究硐室受开挖影响围岩的力学性质对塑性区位移的影响,考虑岩体剪胀特性和塑性区的弹性变形,基于SMP屈服准则得到的塑性区位移的解析公式。探讨了硐室受开挖影响下内摩擦角的变化以及岩体的剪胀对塑性区位移的影响。
云盖山煤矿一矿通过采取主动和被动支护相结合,并进行支护试验和矿压观测,有效地控制了巷道变形,提高沿空留巷围岩稳定性,保证了工作面正常回采和沿空留巷工艺的有效实施,达到“沿出效率”、“留出效益”、“促进安全”的预期目标。
根据深部缓倾斜煤层沿空掘巷地质条件,利用理论分析获得了缓倾斜煤层应力降低区宽度与塑性区宽度的计算表达式。为了优化设计深部缓倾斜煤层护巷煤柱宽度,利用数值模拟分析了不同护巷煤柱宽度条件下的应力场、位移场、塑性区的分布特征。评价了不同煤柱宽度的巷道稳定性。确定了缓倾斜煤层护巷煤柱合理宽度为5 m。
以山东省鲍店煤矿6304工作面F17断层作背景,并在该4 m断层宽度的基础上采用UDEC数值模拟方法,分别建立了4、6、8 m断层宽度模型,研究了上盘工作面向逆断层推进过程中不同断层带宽度下垂直应力的演化规律。
运用FLAC3D软件研究倾斜煤层开挖后的三维应力分布,并划分出不同倾角采空区卸压煤层气的贮存空间。结果表明：不同倾角采空区沿竖直方向和倾斜方向的三向应力随距离采空区基准线远近的变化规律;不同倾角采空区的煤层气贮存空间呈近似“六边形”分布,且随煤层倾角的增大而顺时针旋转。
以塔山煤矿8106工作面为工程背景,通过理论分析和数值模拟对卸压巷不同开设位置的应力分布和顶、底板变形进行对比和分析。针对数值模拟结果中并没有能够满足顺槽巷道围岩应力最小且巷道围岩变形最小这2种分析思路的最优方案,根据本次卸压巷设计方案和数值模拟结果进行相似模拟研究,通过比论证,认为卸压巷与顺槽间煤柱宽度为15 m,布置在煤层中部...
深井沿空留巷常见严重底鼓问题,为分析影响深井沿空留巷底鼓的因素,以淮南矿区潘一东煤矿1252（1）工作面为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件研究了沿空留巷巷道埋深、充填体宽度对留巷底鼓的影响。
为了研究三峡库区某滑坡体的锚杆应力在泥岩中的时间效应规律,设置了多组锚杆拉拔实验,并对每组的加载方式加以区分,最后总结了锚杆应力变化和位移的相关关系,并分析了锚杆应力的长期变化规律。结果分析发现,在外荷载的作用下孔内滑面部位的钢筋计应力敏感程度低,原因是选择的加载方法为瞬时加载到抗拉强度的极限值;锚头处应力值的提升比潜在滑...
以沁水盆地中南部柿庄南区块煤层气井实际排采资料为基础,系统分析了产气阶段井底流压、动液面高度、套压等参数对产气量的影响,提出了稳产压力的概念,确定了这3个关键参数的敏感值。结果表明：稳产压力与临界解吸压力呈线性关系,临界解吸压力越大,稳产压力也越大,产气潜力大;平均产气量随平均套压的增大而增大。
首先分析了高强高预应力锚杆对巷道破碎围岩的加固和支护机理;然后根据某采矿地质条件,通过数值模拟研究不同预应力锚杆对巷道围岩控制效果,优选出该采矿地质条件下的最佳预应力大小;将最佳预应力的支护方案和未施加预应力的支护方案用于试验巷道对比分析。结果表明：该采矿地质条件下的最佳锚杆预应力为50 kN,50 kN的高强高预应力锚杆能够满足...
针对近距离特厚煤层小煤柱沿空掘进巷道围岩控制难题,采用数值模拟分析了近距离特厚煤层上、下煤层采动应力场演化规律,得出：近距离煤层巷道布置需要考虑同层位煤层开采和上部遗留煤柱双重支承压力的共同影响。
针对白胜煤矿在厚煤层支护过程中存在冒顶和片帮现象,结合地质条件提出新的较为合理的锚杆锚索联合支护方式,通过FLAC3D数值模拟分析认为该方案可以改善支护效果,减小围岩塑性区。现场实测的结果也表明方案是可行的,可以有效地控制围岩变形。
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