基于灰色系统模型的矿区地表沉降预测研究

文中以灰色Verhulst模型为预测模型,以陕西北部某煤矿某综采工作面地表26期实测沉降值为实验数据,开展了地下采矿后地表沉降预测的实践研究。以实验数据中的A10、A11、A12和A13号监测点预测结果计算了灰色系统模型检验中后验方差法的C值和P值,进行了预测模型的精度评价。结果表明:灰色系统Verhulst模型精度达到了一级,可为地下采煤区地表沉降预测研究与实践提供参考。     

西原体模型下圆形洞室围岩蠕变的解析解

岩石力学中常用的流变模型有黏弹性模型、黏塑性模型等,而西原体模型是目前比较完善、流行的流变模型,它能够完整地描述衰减蠕变、稳定蠕变与不稳定蠕变几种蠕变模型.利用该模型理论对深埋地下洞室围岩的流变进行了力学分析,得出在考虑围岩流变的情况下,围岩的位移随着时间的增长不断变大,而围岩的位移速率则是在洞室刚开挖时最大,随后逐渐变小并趋于某一定值等结论.     

地下洞室群围岩稳定分析

本文介绍了大型地下洞室群围岩稳定分析的基本方法,包括洞室群开挖的有限元分析、锚固支护的数值模拟以及洞室群围岩破坏区的评价指标。运用面向对象的思想,开发了一套地下洞室群有限元分析结果的可视化系统,为地下洞室围岩稳定分析的结果整理、方案评价以及大型地下结构有限元分析软件的最终形成提供了有力手段。     

大型地下水封洞库主洞室稳定性研究

地下洞室的稳定性问题是地下洞室设计、施工所需面对的一个核心问题,通过对洞室围岩稳定性进行分析,可以了解洞室开挖后围岩的应力重分布状态、变形情况,分析出洞室围岩是否发生塑性变形及塑性区范围,为洞室的尺寸、轴线方向、洞室间距等设计及洞室开挖方法及顺序提供参考。采用数值计算方法对大型水封石油洞库的一个主洞室进行分析,模拟实际的开挖工序,分析了不同等级岩体内不同截面形状、不同截面尺寸地下洞室围岩的应力、变形分布情况及其稳定性。     

地下洞室群围岩稳定分析

本文介绍了大型地下洞室群围岩稳定分析的基本方法，包括洞室群开挖的有限元分析、锚固支护的数值模拟以及洞室群围岩破坏区的评价指标。运用面向对象的思想，开发了一套地下洞室群有限元分析结果的可视化系统，为地下洞室围岩稳定分析的结果整理、方案评价以及大型地下结构有限元分析软件的最终形成提供了有力手段。     

关于外水压力的思考

目前对外水压力有不同的认识,对外水压力值的确定也有不同的方法,尚未取得较为统一的意见.地下水对洞室衬砌的作用系受多种因素影响,目前的设计处理过于简单.对如何确定外水压力值和进行工程处理,提出一些讨论意见.同时,提出了对外水压力值的确定和处理值得研究的若干问题,希望有能力的单位予以关注.     

基于围岩及灌浆圈非均质性的外水压力计算

隧洞外水压力计算方法较多,每种方法都有优缺点。采用数值法来计算灌浆圈的外水压力,将围岩灌浆圈分为3层,计算了各层渗透系数不同以及等效后的渗透系数时条件下的外水压力。计算结果表明,随着衬砌渗透性的增加,外水压力逐渐减小。当考虑灌浆圈不同厚度的变化时,如果将围岩灌浆圈和钢筋混凝土衬砌当作一个整体考虑,衬砌外缘的外水压力下降幅度较大,灌浆圈外缘的外水压力下降幅度很小;当灌浆圈的渗透性与衬砌的渗透性相差不大时,衬砌的外水压力变化比较小,当灌浆圈的渗透性与衬砌的渗透性相差教大时,衬砌的外水压力变化比较大。经研究分析,采用数值法计算高压岔管区围岩及灌浆圈的外水压力有一定的实用性。     

灰色理论Verhulst模型用于滑坡预测的研究

首先介绍了应用Verhulst模型进行滑坡预报时产生误报的现象，然后阐述了Verhulst模型的基本原理，并从理论上分析了产生误报的原因，给出了应用V氏模型进行滑坡预报的条件。实例研究表明，V氏模型用于短期滑坡预测有强的可靠性。     

灰色预测理论在回采工作面周期来压步距中的应用

结合工程实例,应用灰色系统理论,视周期来压为灾变事件,采用灾变预测转化为数列预测的方法,并将循环次数代替周期来压步距建立了灰色系统GM(1,1)模型和Verhulst模型,同时结合指数回归和对数回归拟合对比分析。分析结果表明,GM(1,1)模型适用于对周期来压步距进行短期预测,而Verhulst模型适用于进行长期预测,具有更高的精度。     

锦屏二级水电站地下厂房围岩稳定分析

锦屏二级水电站地下厂房是典型的大跨度、高边墙地下洞室群,工程区地质条件较复杂,节理发育,断层较多,高边墙及洞室间岩柱的稳定性是洞室设计的关键.采用FLAC3D软件对洞室群进行了数值开挖模拟,获得了洞周围岩变形特征及应力分布状态,为洞室设计提供了科学依据与技术指导.     

某抽水蓄能电站高压渗透试验分析

岩体的渗透稳定性关系到地下洞室围岩体的稳定性。以一抽水蓄能电站设计阶段进行的高压渗透试验为例,重点探讨了试验过程中流量Q与压力P之间的关系,岩体的渗流性态以及岩体的允许水力坡降等重要方面。根据不同的P~Q关系曲线,得到呈相对闭合的裂隙明显存在临界水头压力,而具有一定开度的裂隙则不然;随着水头压力的增大,岩体的渗流性态渐趋敏感;而在较高水头压力的持续作用下,岩体的允许水力坡降值则有减小之势。因而认为,进行高压渗透试验,可以更为真实地反映深埋地下洞室围岩体的渗流状态。     

下石节煤矿214煤仓给煤硐室失稳破坏数值模拟分析

以下石节煤矿214煤仓因给煤硐室混凝土承载结构受围岩、水及压力的长期影响而变形破损严重，不能满足矿井正常生产需要为背景，结合理论分析与数值模拟，分析了214煤仓给煤硐室失稳破坏原因及煤柱高应力、水对给煤硐室稳定性的影响。研究表明：高应力作用下，硐室混凝土承载结构及围岩处于较大范围的剪切屈服状态，承载结构表面因围岩的强烈挤压而发生拉伸破坏；硐室底板炭质泥岩及根土岩遇水后的膨胀及弱化，会导致底板围岩的强烈鼓出，混凝土底板承重梁受底板围岩挤压而鼓出并几乎完全处于拉伸破坏状态，立柱也因受到挤压而发生强烈剪胀并完全处于拉伸破坏状态，导致了混凝土承载结构的整体失稳破坏。     

用相似模拟物理模型研究矿山压力

在研究矿山压力的过程中,引进了相似模拟的概念,其目的是将井下巷道围岩受采动压力影响的过程用相似模拟材料直观地显现出来,并通过建立物理模型的方式,反映采煤工作面向前推进过程以及顶板围岩形成比"三带"空间的变化规律。实验证明,采动覆岩破裂高度在非充分采动阶段随工作面推进而增大,在充分采动前约为采空区短轴跨度之半,采动覆岩破裂高度受采空区短轴跨度所控制。     

高地应力区地下硐室断面形状的选择方法

过去硐室形状优化一般是在围岩为弹性的假定下进行的，若原岩地应务很大时，可能再好的硐室断面３也不能避免围岩的破坏，此时按弹性假定找出的硐室形状能否是最优。用算例给出了回答：按此方法确定的硐形，就硐室围岩的破坏程度而言，与其他硐形相比，仍然是最优的。     

软岩大断面硐室动态施工与耦合支护技术研究

基于软岩大断面硐室的地质条件和破坏特征, 采用FLAC^3D软件分析了硐室围岩力学形态变化特征与破坏机理, 结合软岩大断面硐室稳定性控制理论, 提出了由初次高性能锚网喷支护、二次注浆及底板锚注支护形成的耦合支护方案, 并给出了详细的技术参数。通过耦合支护技术, 实现了硐室围岩的共同承载, 提高了支护结构的整体性和承载能力。工程试验结果表明: 该耦合支护技术有效地控制了硐室变形, 满足了软岩地层条件下大断面硐室的支护要求, 取得了较好的技术与经济效果。     

金凤矿业地压效应监测及地压控制方法研究

通过对辽宁金凤黄金矿业有限公司井下受集中地压作用的主运输巷道的地压、支护反力和围岩裂缝扩张的监测,掌握了采场和巷道地压活动规律。对生产形成的采空区进行顶板围岩沉降和支撑柱压力监测,掌握了矿石回采中顶板下沉位移变化规律和采空区围岩稳定状况,分析了采空区地压控制措施,为空区处理提供了依据和手段。     

富水厚砾石层斜井围岩破坏机理试验研究(Ⅱ)

以新疆伊犁一矿为工程背景,设计了物理模型试验内容,建立了富水厚砾石层斜井围岩破坏机理模型试验方法。实现了加载作用下富水裸巷围岩破坏过程的试验模拟,并结合模型试验结果对围岩破坏过程中围岩压力、位移和孔隙水压力变化规律进行了分析。研究结果表明,在富水砾石层斜井开挖过程中,井筒围岩塌方破坏从拱顶开始,并逐渐向上发展;井筒开挖过程中,围岩应力总体呈下降趋势变化,围岩破坏过程中,拱顶和两帮垂直、水平应力均呈减小趋势变化,但底板和底角水平应力呈增加趋势变化;拱顶围岩位移变化量大于侧帮位移量,底板位移量最小;孔隙水压最大时,拱顶发生冒落,渗水是导致井筒围岩最终破坏的主要因素。     

灵新煤矿地下水库煤柱坝体合理尺寸研究

近年来,煤矿地下水库技术已成为西部地区保护和利用矿区水资源的重要手段,地下水库矿井水已成为西部地表生态灌溉的重要水源之一。以西部矿区灵新煤矿近距离倾斜煤层群采掘地质条件为工程背景,针对该矿首座煤矿地下水库建设过程中遇到的煤柱坝体留设问题,采用数值模拟的方法,分析了六采区工作面开采和水库储水压力两大因素对煤矿地下水库煤柱坝体的影响。研究表明:相关工作面回采后,会在煤柱坝体及邻近围岩中产生塑性区,随着煤柱坝体宽度的增加,煤柱坝体及附近围岩中塑性区相互贯通的趋势逐渐减弱。当煤柱坝体宽度增至50 m时,塑性区相互贯通的现象消失;当煤柱坝体宽度增加到60 m时,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区间距(塑性区未贯通区域)扩大至40 m左右。在储水压力作用下,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区裂隙将发生二次扩展,随着水压的增大,裂隙扩展长度逐步增大,在3 MPa水压(储水高度300 m)作用下塑性区裂隙扩展长度达到5 m左右。因此,为防止水力作用下煤矿地下水库透水灾害的发生,认为煤柱坝体合理尺寸应取60 m。     

隧道岩爆的判据与预测预报

通过对圆形隧道围岩应力和开挖后围岩内部裂纹扩展的特点进行分析,采用Griffith强度理论的破坏准则,得到了用岩石抗拉强度表示的隧道开挖中发生岩爆的判据,并可以较好的预测岩爆。根据隧道岩爆的特征提出了采用理论分析法和现场实测法进行预测预报,其研究结果可以为类似工程提供参考。     

基于松动圈围岩分类法煤帮锚杆支护设计

松动圈厚度值Lp是一个多因素综合指标的体现,利用Lp值进行松动圈围岩分类,有效克服了原岩应力、围岩强度、地下水等诸多影响围岩稳定性因素难测定的困难.运用松动圈围岩分类法对某煤矿88301工作面辅助运输巷两帮进行锚杆支护设计,结果满足工程实际需要.