C型采场支承压力分布特征的数值模拟研究

冲击地压的发生与支承压力的分布有重要关系。为研究C型采场支承压力的动态变化规律,采用FLAC3D软件对孤岛工作面推进过程中煤体垂直应力场进行了数值模拟。通过对工作面推进过程中煤体支承压力的平面分布特征、走向支承压力和倾斜支承压力的动态演化特征进行分析,得到以下结论：① 煤体中垂直应力分布呈“C”形;② 孤岛工作面超前支承压力影响距离为正常工作面的3～5倍;③ 双工作面“见方”时,支承压力峰值达到最大值。工程实例验证了结论的可靠性,其结果可为现场冲击地压预测和防治提供依据。     

The N663 stope experiment at Mount Isa Mine

Summary Factors affecting the stability of a trial open stope at a depth of 1000 m in fissile foot wall and hanging wall shales are discussed. A combination of systematic support using cable dowels, and reduced disturbance from blasting using low density explosives and single ring firing, allowed successful completion of the stope.     

铁路穿越盐矿采空区岩体稳定性有限元分析

沪汉蓉铁路通道下辛店镇至云梦间分别有3个主要线路预选方案,其中小取直方案和既有线改建方案的部分地段将位于大规模的盐溶空腔之上或近处的地表,盐溶空腔的时空效应有可能对线路其下地质体的稳定性产生不利的影响。为了正确地选择线路方案,应对所涉及的盐溶空腔区域的力学动态进行定量的研究。为此,笔者就小取直方案穿行的B52矿区、沿既有线改建方案穿行的B63矿区的典型剖面,对相应的岩体稳定性进行了二维及三维弹塑性有限元计算,得出了地层中的位移分布及塑性区,重点分析了盐溶空腔顶部地表及路堤的下沉,最后以铁道线路路堤的允许下沉值为控制指标,给出了可供决策的结论。     

Open Stope Stability Using 3D Joint Networks

Summary The most popular exploitation method used in Canadian hard rock mines is open stope mining. Geomechanical design of open stopes relies on a range of analytical, numerical and empirical tools. This paper presents an engineering approach for the analysis and the design of reinforcement for open stopes in jointed rock. The proposed methodology, illustrated by three case studies, relies on developing 3D joint network models from field data. The 3D joint networks have been successfully linked to a 3D limit equilibrium software package. The models account for the finite length of joints as well as the influence of random joints. The integrated approach facilitates comparative analyses of different reinforcement strategies under different degrees of jointing in the hard rock environment. Received February 23, 2001; accepted October 11, 2002; Published online January 21, 2003 Acknowledgments The financial support of the National Science and Engineering Council of Canada and the Institut de Recherche en Santé et Sécurité au Travail of Quebec and Noranda Inc. is greatly appreciated. Authors' address: Prof. John Hadjigeorgiou, Université Laval, Department of Mining, Metallurgy and Materials Engineering, G1K 7P4 Quebec City, Quebec, Canada; e-mail: john.hadjigeorgiou@gmn.ulaval.ca     

露天矿虚拟采场模型的构建与应用

本文针对我国矿山地质情况及短(中)期生产计划编制方法,以AutoCAD2009为开发平台,提出了一种能够反映矿山工程发展状态及几何约束关系的虚拟采场模型,并利用此模型建立采场时空数据库模型,实现采矿过程的回放及超前演示.     

贵州纳雍普洒滑坡动力触发机制离散元模拟分析

采用UDEC离散单元法数值模拟,再现了贵州纳雍张家湾镇普洒滑坡在煤层采空区、深大岩溶裂隙、强降雨和回采爆破振动协同作用下的动力响应特征,揭示出该崩滑的动力触发机制与主控因素。结果表明：（1）在原始坡体下伏煤层自下而上依次开采时,其采空区上覆岩层中“冒落带”、“裂缝带”和“弯曲下沉带”范围逐渐扩大,当位于最上部的煤层被开采后,其上覆岩层中发育的“弯曲下沉带”已触及坡脚;期间该原始坡体处于累积变形阶段,其变形具有明显的整体“下座”和“顺时针旋转”特征;（2）在强降雨作用时,已受采空区作用的坡体进入累积变形扩大阶段,其宏观变形仍具有“下座”和“顺时针旋转”特征;（3）当回采爆破振动持续作用时,已受采空区和强降雨耦合作用的变形坡体进入持续“渐进损伤”、“临界崩滑”、“解体破碎”、“震荡抛射”和“堆积压实”动力响应阶段,期间滑坡体宏观位移表现出明显的“下座”、“溃屈”和“顺时针旋转”特征。     

安徽马鞍山高村采场矿坑地下水疏干预测

根据马鞍山高村铁矿露天采场矿区地质及水文地质特征,对矿区的基岩裂隙地下水系统进行概化。结合高村采矿场历史疏干资料和观测孔的地下水动态观测资料,建立了矿区地下水水流模型。然后按照露天采场的开采计划,论证矿坑地下水疏干对策,分别对2个开采规划期进行地下水疏干预测,为安全开采和经济有效地防治地下水提供设计依据。     

无底柱分段崩落法采场稳定性分析

无底柱分段崩落法是国内外地下矿山广泛采用的采矿方法。长期以来由于受凿岩、装药以及出矿设备的制约,国内矿山大多采用小结构参数的无底柱分段崩落法,所产生的地压问题十分严重,开采效率低。近年来无底柱分段崩落法朝着增大采场结构参数的方向发展,不但有利于改善采场稳定性,同时还降低了生产成本。因此,开展采场稳定性分析有利于实现安全、高效开采。采用三维有限元方法对10 m×10 m、15 m×15 m、15 m×20 m共3种不同结构参数的崩落法采场进行了数值模拟,对进路开挖与矿石回采两个不同过程的巷道顶板竖直位移、主应力进行分析。数值计算结果表明：进路开挖时15 m× 20 m 与10 m×10 m的结构参数相比较,巷道顶板的竖直位移降低了20.1%,最小主应力下降了约18.8%;开采过程中顶板的竖直位移、主应力值都比进路开挖时小,采场地压得到改善;进路开挖与矿石回采过程巷道顶板的竖直位移和主应力值都随着结构参数的增大而降低。因此,大结构参数能更好地改善采场地压,增强采场稳定性,采用大结构参数的无底柱分段崩落法是安全可行的     

矿山压力对底板破坏深度监测研究

目前肥城煤田6 1%的煤炭储量受底板奥陶系灰岩岩溶水威胁,采场底板破坏深度的监测是该煤田底板水害防治的重要内容,选择肥城煤田曹庄井田8煤层和9煤层开采作为监测对象,利用向底板岩层注水方法监测岩层破坏情况。利用专利产品“钻孔双端封堵测漏监测仪”,监测煤层采前的底板原始裂隙发育程度和采后矿山压力底板的破坏深度。监测结果表明,8煤层开采造成的底板破坏深度可达36.5m;9煤层开采底板破坏深度可达14.2m。