地下开采引起覆岩破坏及边坡变形的数值模拟

以安家岭矿区为背景,使用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM),对地下开采引起的上覆岩层破坏及边坡变形的全过程进行了数值模拟。通过对采空区上覆岩层的竖向应力变化分析发现弯曲带与垮落带和裂隙带总厚度之比约为0.5;通过对岩层变形破坏演化过程分析得到初次垮落步距约为115¹65 m,采空区达到露天坡下方时,上部坡体向采空区垮落,产生张拉裂缝;边坡以层间水平错动为主,同时伴有朝向采空区的塌陷,不会直接滑坡;对比分析算例表明压脚措施可减少边坡向露天矿一侧的水平位移。     

地下开采引起覆岩破坏及边坡变形的数值模拟

以安家岭矿区为背景,使用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM),对地下开采引起的上覆岩层破坏及边坡变形的全过程进行了数值模拟。通过对采空区上覆岩层的竖向应力变化分析发现弯曲带与垮落带和裂隙带总厚度之比约为0.5;通过对岩层变形破坏演化过程分析得到初次垮落步距约为115~165 m,采空区达到露天坡下方时,上部坡体向采空区垮落,产生张拉裂缝;边坡以层间水平错动为主,同时伴有朝向采空区的塌陷,不会直接滑坡;对比分析算例表明压脚措施可减少边坡向露天矿一侧的水平位移。     

煤层开采覆岩破坏数值模拟研究

煤层开采引起的岩层与地表变形移动,可使位于开采范围内的地表水渗入井下,威胁煤矿生产安全。因此,研究覆岩破坏规律,特别是导水裂缝带的高度就显得极为重要。快速拉格朗日分析法是一种新的数值分析方法,尝试将其应用于综采放顶煤条件下冒落带和裂隙带高度的预测,基于山西省某煤矿一工作面进行模拟,并将数值模拟结果与经验公式计算数值以及实测数值进行对比分析,论证了FLAC数值模拟程序在预测煤层开采覆岩破坏状况中应用的可行性。     

林南仓矿涌水特征和涌水量数值模拟

 林南仓矿的主采煤层位于巨厚的沉积层下,为此对林南仓矿的含水层的涌水特征研究有重要意义,在分析矿井充水水源的基础上,详细研究了林南仓矿的涌水特征。根据各生产水平涌水量的大小,分析了其与开采面积开拓长度产量、开采深度和大气降水之间的关系以及变化规律。应用有限差分技术,构建了水文地质概念模型、水文地质数学模型,并对涌水量进行了模拟,该结果与实际相符。     

煤层开采覆岩破坏与地表变形规律的数值模拟

基于研究矿区煤层覆岩的地质条件,结合数值模拟方法,研究了厚松散层薄基岩条件下不同采宽采厚开采的覆岩破坏与地表移动变形规律,得到了覆岩导水裂隙带高度随放采比及采厚增大而增大的结论,提出了该采区防水防砂技术,控制采高,加强顶板管理,为煤层的安全开采提供依据,为提高煤炭资源的开采率做出科学的分析和建议。     

综采覆岩破坏离散元数值模拟分析

采用离散元数值模拟的方法研究煤层综放开采覆岩破坏规律,对数值模型的计算结果分析得出:通过提高综采支架支护阻力,可抑制工作面控顶区附近顶板采动裂隙发育高度,使其不波及松散含水层,从而实现高承压松散含水层下,提高上限安全开采目的,为高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理解放和回收防水煤柱内所呆滞的煤炭资源提供了理论基础。     

采空区覆岩破坏变形特征研究

以成庄矿4322综采工作面为工程背景,采用分析软件RFPA 2D对该工作面采空区覆岩破坏变形特征进行了数值仿真模拟研究。结果表明:受采矿应力大小、类型及分布等差异性影响,导致不同层段覆岩垮落、裂隙发育程度及类型、裂隙发育高度不同,并在采空区覆岩自下而上依次形成“垮落带、裂隙带及下沉弯曲带”等三个特征明显的采矿破坏变形带。采空区稳定形成后,垮落带最大发育高度达24 m(约3~4倍采高),裂隙带最大高度可达56 m(约9倍采高)。     

数值分析近距离煤层开采覆岩破坏特征

针对上煤层开采对下煤层造成覆岩破坏的不利影响,此文以井工一矿近距离煤层4#、9#煤层作为研究对象,依照理论研究、数值模拟计算和现场实测相结合的方法研究近距离厚煤层协同开采条件下,下煤层底板巷道覆岩应力的变化特征,并实测分析了煤层底板破坏状态及关键层在节理发育过程当中的作用,继而为实现近距离煤层群的安全以及提高生产效率提供参考依据。     

应用数值模拟方法研究煤层覆岩破坏规律

田庄煤矿是设计年产量60万t的国营煤矿。为了煤炭生产的接续,提高工作面煤层的开采上限,该矿与中国矿业大学合作,根据已有资料及邻近矿井资料,用数值模拟方法分析提出了覆岩开采破坏规律,提高了煤层的开采上限。其结果安全可靠,并获得了较好的经济效益。     

地下开采覆岩变形破坏规律研究综述

地下开采必然造成覆岩的变形破坏,掌握开采后覆岩变形破坏规律将对矿井水防治,瓦斯运移规律,保护层开采,瓦斯抽采,以及地表移动变形控制等具有重要的指导意义。文章对国内外的覆岩变形破坏经典理论进行了介绍,充分阐述了各个理论对覆岩变形破坏规律研究的促进作用。总结了我国对垮落法开采和充填开采覆岩变形破坏规律的研究现状,并对具有代表性和突出贡献的成果进行了详细的说明。可以得出,我国对垮落法开采覆岩变形破坏规律的研究已经相对完善,在国际上也处于领先水平,而对充填开采覆岩变形破坏规律的研究相对滞后,仍然有很多关键技术和工作值得去深入研究。     

唐山矿铁路煤柱覆岩离层注浆减沉开采方案分析

为了经济可靠开采唐山矿铁路煤柱,分析了开滦唐山矿铁路压煤的现状,通过理论计算和方案比选,采用了覆岩离层注浆减沉开采技术,在唐山矿铁二区实施了铁路煤柱的开采,取得了比较显著的经济效益和社会效益,为类似条件下的煤柱开采提供了一种新的技术途径.     

薄基岩浅埋煤层覆岩活动规律的数值模拟研究

为研究薄基岩浅埋煤层开采过程中工作面上覆岩层的变形破坏规律,利用RFPA软件对神东矿区某工作面煤层顶板破坏进行数值分析,显现了上覆岩层在工作面推进过程中的破坏过程,得出了薄基岩浅埋煤层上覆岩层在开采过程中的活动特点。     

采场覆岩破坏流固耦合的数值模拟分析

为了分析浅埋煤层中渗流场与应力场相互影响,在理论分析的基础上建立了厚松散层富含潜水浅埋煤层开采的数值模型.浅埋煤层开采过程中采场覆岩破坏的流固耦合模拟表明,渗流场与岩体应力场耦合对覆岩的破坏有很大影响.在基本顶岩层悬梁达到接近极限破断距时,岩层破坏受水压的扰动十分敏感,在渗流影响下很容易失稳;在上覆岩层发生整体破断时,岩层的渗透系数、潜水流量及潜水水头都将发生突变,这些渗流参数的突变进而影响上覆岩层的稳定性.     

煤炭地下气化场覆岩运动规律的数值模拟研究

 根据煤炭地下气化场实际地质结构,考虑高温对燃空区上覆岩层物理力学特性的影响,采用RFPA建立模型分析燃空区覆岩结构运动及“三带”分布规律,结果表明：（1）燃空区上覆岩层出现明显的“三带”特征,冒落带高度约为8m,裂隙带高度发育到煤层顶板上方约25m处,裂隙带之上至地表之间的岩层为弯曲下沉带。燃空区老顶关键层初次来压步距约为42m,周期来压步距约为12m。（2）随着燃空区扩展,燃烧煤壁前方形成剪应力集中区,由下向上发展成拱形分布;煤壁前方形成应力增高区,煤层支承压力增高系数为2.0~2.3;厚覆岩层支承压力集中系数亦逐渐增大,当燃空区扩展到厚顶板的极限破断跨距时,厚顶板上的载荷发生跳跃式变化,超前支承压力快速增大,后因冒落矸石的支撑作用,关键层上的载荷在燃空区范围内有所降低。（3）随着燃空区扩展,上覆岩层的移动范围及下沉量逐步增大;老顶关键层出现初次破断及周期来压后,厚硬岩层下沉量明显增大;同一时刻距离煤层越近的顶板,其垂直位移越大;上覆岩层位移下沉曲线基本呈对称分布。     

厚松散层覆岩下大采高综采工作面矿压规律研究

为研究石炭-二叠纪煤系厚松散层覆岩下煤层开采时工作面矿压规律和支架选型的合理性,采用YHY60(B)矿用本安型数字压力计对磁窑沟矿首采10101工作面支架工作阻力进行实测分析,结果表明:工作面初次来压步距为56.5 m,平均周期来压步距11.1 m;工作面初次来压和周期来压动载系数分别为1.33和1.23,周期来压动压较明显;来压期间支架载荷沿工作面呈中部大、两端小的特征.采用砌体梁理论计算和实测统计分析2种方法,计算出10101工作面所需支架合理工作阻力分别为7 346、7 057 kN,应用表明ZY8000/24/50D型液压支架适应性良好.     

充填开采工作面矿压显现规律数值模拟分析

 为了研究充填开采工作面矿压显现规律,以新阳矿10203充填开采工作面为试验背景,运用数值模拟软件,对工作面不同推进距离下,沿倾斜和走向方向的受力以及充填体上覆岩层的垂直位移进行了模拟分析。结果表明：与传统垮落法开采相比,充填开采来压步距增大,矿压显现缓和;采后及时充填可降低顶板下沉量。     

7106工作面水下综放开采覆岩破坏规律数值模拟研究

针对王庄煤矿7106.工作面综放开采导水裂隙带导通地表水体,引起矿井水害的问题,运用FLAC3D软件对7106工作面的各个开采阶段进行模拟,分析不同开采阶段下的塑性破坏区的变化规律,得到导水裂隙带发育最大高度135 m.通过对实测数据和数值模拟数据进行对比,验证了数值模拟的准确性,为7106工作面水下安全生产提供一定理...