千米深井深部地应力测量与分布规律探索

为得到云南某千米深井深部地应力分布规律,采用空心包体地应力测量方法,对矿山深部开采区域进行三维地应力测量。基于实测数据,分析矿区深部地应力分布,得出深部原岩应力以水平应力为主,最大主应力为64.17MPa,地应力整体属于高应力水平。最大水平主应力方向在NNW方向,与矿区所在的区域构造应力场方向呈现高度的一致性。地应力测量结果为矿山深部高应力巷道支护以及高应力灾害防控提供重要基础数据。     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测量工作共布置4个测点,对每个测点进行2次应力解除测量,大幅度提高了测试结果精度。测试分析结果得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

地应力测量方法及工程应用研究

在矿山开采、地下工程和能源开发等生产实践中,地应力起到了越来越重要的作用。简单介绍了几种地应力的测量方法,对地应力在工程中的应用进行了分析和总结。     

矿山深部工程FLAC3D初始地应力场生成的速度-应力边界法

初始地应力场是工程稳定性数值模拟分析的基础。已有较多的岩石地下工程稳定性模拟证明,在FLAC3D模拟时常用的速度边界法和快速应力边界法可以生成与实际较为一致的初始地应力场;但对于矿山深部工程,利用这2种边界条件加载方法,则模拟结果分别存在“地应力与实际不符”、“边界条件施加困难和浅部区域地应力与实际不符”的问题。针对这些问题,综合前述2种边界条件加载方法的优点,提出了矿山深部工程FLAC3D初始地应力场生成的“速度-应力边界法”,探讨了模型速度边界条件与应力边界条件加载范围的确定方式,通过算例分析验证了“速度-应力边界法”生成初始地应力场的合理性。研究表明：采用“速度-应力边界法”构建的矿山深部工程数值计算模型,可以通过多次试计算的方式确定速度边界条件与应力边界条件的加载范围;生成的初始地应力场与矿山深部工程地应力实测数据基本一致;解决了前述2种边界条件加载方法存在的问题。研究成果可为矿山深部工程的数值模拟分析提供参考。     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测试工作共布置了4个测点,每个测点进行了两次应力解除测量,大大的提高了测试结果的精度。测试分析得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。     

基于ABAQUS有限元软件的地应力拟合研究

地下工程的稳定性与岩体的原始应力状态是密切相关的,初始应力场判断的准确与否,能否反应工程实际情况,是各类地下工程分析研究方法的决定性因素之一。基于某矿区地应力的测量结果,对初始应力场的研究方法进行分析,应用ABAQUS有限元软件,采用应力边界条件对该矿区的地应力场进行了拟合,对该矿区采矿工程布置具有重要的指导作用。     

流变应力恢复法地应力测试技术研究与应用

为有效实施煤矿深部工程围岩的稳定性计算和巷道支护,必须对地应力有一个准确的估计。流变应力恢复法地应力测试技术,能够成功实施煤矿深部巷道软弱裂隙围岩的地应力测试,实现煤矿深部巷道裂隙软弱围岩地应力场演化过程的长期监测。该技术在平顶山矿区2个矿井进行了应用,结果表明:地应力测量装置实现了顺利安装和观测;孔内定向推杆可以顺利实施三向压力传感器30 m的推进和旋转角度的测量,精度达到0.1°,为计算提供了高精度的方位数据。长期观测结果显示,三项压力传感器能有效感知钻孔围岩的流变过程,实现长期的扰动地应力监测。     

套孔应力解除法在某矿区的实际应用

地应力是地下工程结构岩体设计、施工和围岩安全稳定性支护与科学化决策的必要前提和基础,对矿山开采、地震预报、水工建设、煤和瓦斯突出、岩爆、油田的稳定性等的研究具有重要意义。某矿区开展的三维地应力测量工作,在介绍了地应力测量的原理和方法的基础上,根据基于前人的地应力测量原始数据,通过分析,得出了该矿区的地应力场分布特征。结果表明:该矿区-240 m标高处构造应力场以近南北向的构造应力为主;达到-367 m处,近东北西南方向水平构造应力为主;垂直应力与上覆岩层自重较一致。     

基于人工神经网络的金川矿区地应力规律研究

基于地应力现场实测结果的复杂性、随机性和不完备性,为提高对测试数据分析的可靠性,针对金川矿区实测的地应力数据,采用人工神经网络模型对实测数据进行学习和训练,由此建立了矿区地应力分布规律与影响因素之间的隐函数关系。然后通过不同位置和深度的地应力预测和回归分析,获得了金川矿区复杂地应力场的变化规律。研究结果表明:随着埋藏深度的增加,金川矿区的最大水平主应力σH、最小水平主应力σh和垂直主应力σV大致呈现线性变化关系;垂直主应力随深度的线性回归系数为0.0285,基本上等于或略大于于上覆岩层的重量;浅部以水平应力为主,深部地应力逐步向静水压力场发展;但深部的剪应力随深度逐渐增大,并对地下工程稳定性产生不利影响。研究结果为金川矿区深部工程优化设计和矿体开采提供了理论依据。     

三维初始应力场在FLAC~(3D)中的反演与重构实现

为弥补地应力测量不能详尽反映区域地应力场规律的缺陷,基于套孔应力解除法实测地应力资料,提出了改进的多元线性回归理论,对地下岩土工程初始应力场进行了反演分析,探究了利用FLAC~(3D)应力边界组合来重构初始应力场的方法,结合龙门山矿区地应力测量工程实例,建立了三维实体矿岩模型,给出了该区域初始应力场反演的实现步骤。研究结果表明,改进的多元线性回归理论能合理契合实测地应力场,采用应力边界组合重构初始应力场的方法可行。