为了研究围压的大小对井壁围压的影响,针对川东地区特殊的地形结构,采用RFPA-2D软件模拟了围压对井壁围岩破裂的影响,并结合破裂过程中岩石的应力变化,实现对围岩破裂全过程的分析。
边帮压煤井工开采过程中,煤层顶板上部岩体的稳定性直接影响到煤炭资源的回收率和巷道安全。根据矿山地质资料与开采现状,运用FLAC3D软件建立开采模型,模拟不同开采情况下煤层顶板应力分布状况,对煤层顶板稳定性进行预测,从而选择出最优的开采参数进行生产,保障矿山生产安全和最大的经济利益。
针对掘进巷道在通过采空区时巷道支护困难的问题,应用普氏自然平衡拱理论计算冒落区,确定冒落区注浆加固技术参数。根据计算结果使用高分子注浆材料对巷道顶板冒落区进行加固注浆,使加固区域的破碎煤岩体与浆液共同形成固结圈,提高注浆区域围岩强度。经实例证明,采用高分子注浆加固材料进行注浆加固,片帮、漏顶现象明显减少,加快了巷道掘进速度...
在其他孔网参数不变的情况下,只改变超深和底盘抵抗线,用LS-DYNA建立了抵抗线为600 cm和550 cm,超深为0、25、50、75、100、125、150、175、200 cm的18组计算模型,并通过LS-Prepost进行分析。结果表明:在抵抗线一定的情况下,超深存在临界值,超过临界值,坡底的应力值增幅减小;同时,随着底盘抵抗线的减小,坡底的应力值随之增大。
以山西沁新煤矿1#煤层上行开采为研究背景,首先采用理论计算初步判定了1#煤层上行开采的可行性。在此基础上,结合数值计算方法揭示了下部2#煤层开采引起的覆岩应力演化规律。沁新煤矿下部2#煤层开采引起的上覆岩层运动趋于稳定后,采取加强支护措施之后可以进行1#煤层上行开采。
通过采用滑移线场理论建立力学模型分析华苑煤业9^#和10^#极近距离煤层同采工作面,得出上煤层回采对底板的破坏范围,数值模拟不同埋藏深度的上煤层工作面回采后底板的破坏形式,得出9^#煤层回采后底板的最大破坏深度和水平破坏长度。为该矿下部煤层的工作面错距和回采巷道支护形式的制定提供参考依据。
微生物增采煤层气技术能够使煤炭资源得到清洁高效利用,实现煤层气的增采。基于该技术在不同时期的表现,将其发展历程划分为3个阶段,并根据应用手段上的差异特征将该技术划分为生物添加、生物刺激、增加生物通道及提高煤的生物转化率4类。在此基础上,评述了微生物增采煤层气产气特征、有机地球化学特征及微生物群落特征。最后,总结了该技术研究...
在对现有煤层底板采动破坏深度研究方法对比分析的基础上,采用FLAC^3D数值模拟方法,对平煤十二矿某工作面煤层底板采动破坏过程进行模拟,分析煤层底板破坏规律.破坏深度模拟值为19m,与实测值相吻合。
针对东部矿区“三下”压煤严重及煤层开采地表损害问题,以永发煤矿为例,设计了8102工作面条带开采方案。基于概率积分法,利用相邻工作面条带开采地表移动变形监测数据,确定了8102工作面条带开采地表移动变形参数,并验证了参数选取的合理性。在此基础上,预计分析了工作面条带开采地表移动变形,并进行了地表建(构)筑物损害评估。
将线密度概念引入柱状药包爆破后岩石破裂区域的理论计算模型中,提出各个区域的划分判据,并采用有限元计算方法对柱状药包在岩石介质中爆破破裂区域进行数值仿真研究。研究结果表明:压碎区域界面的判据为冲击波传播速度衰减为岩石纵波波速,破裂区域内2个界面的判据分别为应力波衰减为岩石的抗压强度和抗拉强度。
为了能够准确地预测和描述煤岩界面预测问题,提出一种基于概率分布的煤岩层预测算法,通过训练开采过程中已存储的截割数据,并以最大似然估计法优化高斯过程回归算法中的超参数得到预测模型。
以内蒙古某小净距偏压隧道为研究背景,通过深埋两侧隧道支护结构数值模拟.对比分析支护结构在初期支护、二次支护后的应力、变形和整体塑性区。结果表明:二次衬砌对浅埋(右)侧隧道在抑制仰拱变形上比深埋(左)侧隧道更明显;深埋侧隧道较浅埋侧隧道承受更大的剪应力.受中间岩柱作用更明显;两侧隧道最大塑性区均在两侧拱脚处.其中左侧拱脚处塑性区...
对某采区村庄下似膏体充填开采进行FLAC3D数值模拟。研究了充填材料的配比和力学特性、充填工艺设计、模型的建立和计算过程。分析得出似膏体充填技术影响减沉效果的几点因素。
为了实现煤层气井高效生产,实现煤层气生产自动化,建立了煤层气信息化平台。该平台包含3个部分:信息采集、信息传输、人机交互。信息采集系统包含了套压、井底流压等7个方面,信息传输系统包含单井场模块、井场到工区模块、工区到公司模块。人机交互系统简述了专家系统智能分析、智能决策实现信息的逆向传传输,从而实现煤层气井生产的智能控制。
针对锚杆无损检测技术所具有的快捷、经济、无破坏性的特点,提出基于声波动测法的锚杆侧面阻力检测,以评价锚杆的锚固质量。通过力学分析得到砂浆全锚锚杆侧面阻力的动测表达式,并结合具体算例进行仿真绘图分析,得到了传感器采集截面处锚杆侧面阻力曲线。然后对侧面阻力的影响因素固结波速、锚杆长度、锚固界面阻尼系数和应力波衰减系数进行量化...
煤炭作为一种重要的资源,在为社会经济发展提供能源的同时,其粗放的开采管理,给开采地带来了不可低估的生态灾害,矿区塌陷、煤矸石的外排堆放等。不仅造成大量的耕地损毁减少,也对当地的生态环境造成严重破坏。在了解彬县矿区的基本情况及当地相关政策的基础上,针对煤矸石在土地复垦中应用进行可行性分析,并结合实际情况对土地复垦提出相关措施...
以陕西铜川西川煤矿强动压区迎采掘巷工程为研究背景,综合采用现场调研、数值模拟和工业性试验等方法,系统分析了强动压区迎采掘巷围岩变形特征,综合确定了合理的区段煤柱宽度。在此基础上,针对性地提出了强动压区迎采掘巷围岩控制原理和分区域控制原则,并结合工程类比方法确定了巷道围岩控制参数。
从岩体在深部的变形特征分析了其破坏的机理,用有限元软件FLAC^3D模拟了巷道塑性区的发展及双控锚杆的支护效果。表明对交叉点两侧同时用锚杆约束可有效提高中间煤(岩)柱的整体力学性能,改善其受力状态。
为确保进风立井井筒工程安全快速施工,霍尔辛赫煤矿进风立井采用冻-注-凿三同时建井工艺,即上部冲积层采用冻结法施工,下部基岩段采用地面预注浆法施工。其中井筒地面预注浆采用全S孔方案,既能保证注浆堵水效果,又能实现与冻结、凿井平行作业,为晋东南地区其他矿井施工提供了宝贵经验。
以西部某矿风井井筒冻结为背景,采用数值计算方法,研究渗流作用下冻结壁发育规律,并提出相应措施减小地下水对冻结工程的危害。
为了解决国内部分区域急倾斜、近距离、薄煤层选采困难、经济效益差等问题,结合具体矿区实际情况,提出了不同的开采方案,并对采煤方法进行了探究。结果表明,选用合理的开采方案及采煤方法能够显著地提高回采率和减少矸石混入,并有利于矿区生产的合理安排,提高经济效益。
在某矿7014工作面近距离煤层群开采造成下煤层顶板破碎的条件下,通过注浆工艺,改善巷道围岩的整体性及力学性能,提高了支护结构的可靠性,有效抑制了围岩的大变形,避免了冒顶、片帮事故的发生。
结合凉水井煤矿31101工作面末采回撤情况,对复合顶板条件下综采工作面末采回撤支护、铺网、回撤通道留设等关键技术进行研究,得出复合顶板条件下综采工作面采用矿用柔性聚酯纤维增强塑料网铺顶,优化末采支护工艺,合理确定末采位置,从工作面中部向两端头回撤支架的方法,可以有效提高回撤作业安全系数和施工进度。
以王楼煤矿13301工作面的地质条件为工程背景,综合分析了条带膏体充填开采技术,并利用FLAC3D数值仿真软件,建立了承压水上条带膏体充填开采的流-固耦合数值模型,证明条带膏体充填开采可以有效地防治13301工作面底板突水的发生,最终经现场实测测得工作面底板最大破坏深度约为10.25 m,与数值模拟所得结果基本吻合。
在爆破施工中,炮孔的填塞对爆破效果起着重要的作用。采用LS—DYNA数值模拟的方法对炮孔的最佳长度进行模拟,通过分析填塞物的变化情况以及爆破后产生的爆破漏斗体积大小来确定炮孔的最佳填塞长度。
以河砂、煤粉、石膏和碳酸钙等为原料,对煤体相似材料进行了研究。试验采用五因素(骨料比、骨胶比、胶结物比例、试件成型压力、加载速率)四水平的正交试验方法,获得煤体相似材料密度、单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度等物理力学参数,并利用极差分析法得出煤体相似材料物理力学性质的关键影响因素及变化规律。
以孟村矿4^#煤层401101工作面开切眼为工程背景,采用二次成巷法施工开切眼。切眼一次施工期间在巷道两帮:底部以及迎头施工大孔径卸压孔,并采用锚网索+单体联合支护。SOS微震和围岩位移监测表明,卸压方案和支护参数可确保开切眼围岩的稳定。
石圪台煤矿近距离煤层12上煤采空区下12煤大断面切眼支护困难,12108工作面切眼内的钻探得出层间距为0.74~2.98 m。运用滑移线场理论得出12上煤层2 m采高时采空区底板破坏范围和特征,为支护方案的制定提供了理论依据。综合12108工作面切眼实际生产条件,最终确定采用“锚杆+钢筋网片+锚索+钢梁棚+单体支护”联合支护方案。
以原相煤矿为工程背景,采用FLAC^3D建立数值计算模型,提出了4种不同充填体宽度.对沿空留巷围岩垂直应力和塑性区分布规律以及巷道变形进行了对比分析,确定了合理的充填体宽度为1.5m。现场实践表明:采用该充填体宽度进行巷旁充填之后,顶、底板及两帮移近量均在可控制范围内.验证了参数设计的合理性。
针对采空区下戊9-10-22160工作面薄层顶板支护难题,分析了采空区下薄层顶板破坏机理,阐述了水胀式锚杆支护的原理和特点。据此提出采用“水胀式锚杆+锚索网+梯子梁”进行薄层顶板支护,采用“锚网+梯子梁”进行两帮支护。结果表明,通过该支护的实施,巷道收敛变形不足原设计尺寸的8%,有效解决了采空区下薄层顶板巷道支护难题。
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