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高陡边坡下开采挂帮矿对滑体稳定性的影响

煤炭学报 2011年第3期36卷 377-382页

作者：程文文宋卫东张兴才尹家国北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 武汉钢铁集团大冶铁矿湖北黄石435006

以湖北大冶铁矿尖山IN挂帮矿开采为工程背景,通过室内相似材料模型实验来模拟挂帮矿开采及降雨过程,使用压力传感器、百分表、近景摄影测量等手段监测滑体内应力变化,最终得到边坡沉降规律,最终沉降量43.5 cm与现场监测量35.4 cm较为接... 详细信息

以湖北大冶铁矿尖山IN挂帮矿开采为工程背景,通过室内相似材料模型实验来模拟挂帮矿开采及降雨过程,使用压力传感器、百分表、近景摄影测量等手段监测滑体内应力变化,最终得到边坡沉降规律,最终沉降量43.5 cm与现场监测量35.4 cm较为接近。采用基于极限平衡理论的Geo-Slope软件对开采前后边坡整体的稳定性进行分析和计算,边坡安全系数由1.203降低为1.171,可以得知挂帮矿的开采对边坡整体的稳定性造成一定的影响,但是还不足以产生大规模的滑坡事故。

关键词：边坡挂帮矿滑体稳定性相似材料实验 Geo-Slope软件

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急倾斜薄矿脉中深孔落矿崩矿步距实验研究

东北大学学报（自然科学版） 2015年第4期36卷 560-564页

作者：安龙邬金徐帅李元辉东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819

以金厂沟梁金矿18#薄矿脉为工程依托,以实验室相似材料实验为手段,开展倾斜边壁约束条件下端部放矿实验研究.约束边壁条件下,测得12,14 m段高时沿进路方向放矿椭球体宽度分别为1.7和2.1 m,流轴角为4°,向下盘倾斜.确定步距仿真实验范围... 详细信息

以金厂沟梁金矿18#薄矿脉为工程依托,以实验室相似材料实验为手段,开展倾斜边壁约束条件下端部放矿实验研究.约束边壁条件下,测得12,14 m段高时沿进路方向放矿椭球体宽度分别为1.7和2.1 m,流轴角为4°,向下盘倾斜.确定步距仿真实验范围为1,2,3 m.通过步距仿真实验,以回贫差指标最大为判据,得到12和14 m段高下,步距为1 m时方案最优.利用三维激光扫描系统CMS对1 m步距下的工业实验区域进行扫描,探测结果表明:爆破后矿岩散体基本全部放出,实验区域下盘局部出现少量欠挖,上盘围岩基本完整,整体爆破效果良好.

关键词：急倾斜薄矿脉中深孔落矿崩矿步距优化相似材料实验工业实验

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地震作用下巷道破坏模拟和实验对比分析

地震研究 2017年第4期40卷 661-667页

作者：刘书贤张森林魏晓刚路沙沙辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 郑州航空工业管理学院土木建筑工程学院河南郑州450046 中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080

基于工程结构波动及结构动力学理论,建立煤矿采空区岩层的动力学方程,将小型室内相似振动台实验结合ANSYS有限元数值计算,对比分析巷道的地震动力破坏特征。研究发现:在地震作用下,在拱形和圆形巷道的几何中心水平线正负45°区域以及拱... 详细信息

基于工程结构波动及结构动力学理论,建立煤矿采空区岩层的动力学方程,将小型室内相似振动台实验结合ANSYS有限元数值计算,对比分析巷道的地震动力破坏特征。研究发现:在地震作用下,在拱形和圆形巷道的几何中心水平线正负45°区域以及拱形巷道底角处的剪应力、主应力最显著,而在拱形巷道的两底角及顶板处易产生破坏,圆形巷道的顶板产生了裂纹,圆形巷道的最大主应力及剪应力分布偏向右侧;拱形巷道最大主应力偏向右侧,剪应力呈对称分布,拱形巷道的两底角及顶板易产生破坏。在巷道的抗震设计中,可对巷道受力薄弱处加强加固和采取抗震措施,提高巷道的抗震性能。

关键词：巷道地震波 ANSYS 相似材料实验

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采空区瓦斯运移规律的相似实验与数值研究

中国矿业 2009年第4期18卷 113-115页

作者：魏小文刘妍丁厚成李文河北工程大学河北邯郸056038 北京科技大学土木与环境工程学院金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京市公用事业建设监理公司北京100026

本文结合淮南矿区张集矿的具体情况,对采空区瓦斯进行了数值模拟计算;同时,通过相似材料实验,得出了采空区瓦斯浓度的分布和运移规律,两者基本吻合,从而为采空区瓦斯抽放打下基础。

关键词：数值模拟裂隙带煤层顶板相似材料实验瓦斯抽放

深部高水平应力巷道底鼓机理及连续“双壳”治理实验研究

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深部高水平应力巷道底鼓机理及连续“双壳”治理实验研究

作者：李星河北工程大学

学位级别：硕士

目前，底鼓作为巷道深部开采非常常见的矿山压力现象，众多专家和学者对底鼓的成因和控制方法进行了大量的研究，但针对高水平应力条件下巷道底鼓的机理及支护方法研究较少。巷道在受到高水平应力的条件下，巷道的底板受力状况要比一般... 详细信息

目前，底鼓作为巷道深部开采非常常见的矿山压力现象，众多专家和学者对底鼓的成因和控制方法进行了大量的研究，但针对高水平应力条件下巷道底鼓的机理及支护方法研究较少。巷道在受到高水平应力的条件下，巷道的底板受力状况要比一般应力条件下要复杂的多，巷道底板的变形比较严重，破坏范围和深度也比较大，传统的支护方式难以奏效。因此，本文针对目前许多矿井存在的高水平应力情况，通过参阅大量的资料和部分矿井的工程地质调查，并结合国家自然科学基金《深井巷道“双壳”注浆加固机理研究》进行高水平应力下连续双壳治理底鼓的相似材料试验研究，分析了高水平应力巷道的应力应变情况和变形破坏特征以及连续双壳支护时巷道底板的受力和变形状况。主要结论如下：（1）建立了高水平应力巷道的力学模型，计算得到高水平应力下巷道的变形分布规律和底板受力情况，并分析了底鼓的主要影响因素有开挖过程、支撑压力、岩石扩容和岩石的蠕变。（2）建立了三种支护数值模型，利用FLAC3D软件对三种支护方案进行模拟，利用Mohr-Coulomb计算三种支护方案，得出连续双壳对高水平应力巷道的治理效果显著。（3）利用胶结体实验分析巷道围岩注浆对巷道围岩残余应力的影响。得出试件胶结体的强度随注浆介质粒度的增大而减小，随着水灰比的增大呈负相关关系，随着胶结时间的增加强度增大。（4）连续双壳中浅部壳封闭破坏围岩，阻止围岩进一步破碎，深部壳体加固巷道围岩，阻隔地应力传播，尤其是巷道受到高水平应力的情况下，能够有效的阻止高水平应力向浅部围岩传递。（5）深部开采中，高水平应力巷道的底鼓形式主要以挤压流动性底鼓为主，巷道底板的破坏深度随着水平应力的增大而增加（6）连续双壳支护下，巷道能够有效的阻止巷道应力由深部巷道应力向浅部传递，在受到极高应力的条件下，浅部壳体首先开始破坏，并且壳体的破坏呈层状破裂，并且在每一层都出现竖向的断裂条纹。

关键词：底鼓高水平应力注浆胶结体连续双壳相似材料实验

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深井三软煤层沿空快速成巷技术

深井三软煤层沿空快速成巷技术

作者：谢玉堂安徽理工大学

学位级别：硕士

随着煤炭消耗量成增加趋势,煤炭资源的不断开采,浅部的煤炭资源日益减少,国内矿井进入深部煤炭开采状态是必然趋势。随着社会经济的发展,我国煤矿开采技术和机械设备取得了飞速发展,采煤工作面采煤能力也得到了提升。但相比较回采的能力... 详细信息

随着煤炭消耗量成增加趋势,煤炭资源的不断开采,浅部的煤炭资源日益减少,国内矿井进入深部煤炭开采状态是必然趋势。随着社会经济的发展,我国煤矿开采技术和机械设备取得了飞速发展,采煤工作面采煤能力也得到了提升。但相比较回采的能力,巷道成巷速度受到施工设备的选择、施工组织管理、施工工艺等影响,显然达不到回采的大量需求。针对于深井三软煤层沿空掘巷围岩变形严重,支护困难,成巷速度慢等问题,本文以淮南顾桥矿1126(1)工作面轨道顺槽为工程实例,通过工程地质调查,相关的理论分析,数值模拟及相似模拟实验的方法研究沿空动压巷道围岩应力分布及变形破坏特征,对其破坏机理进行探讨,得到以下结论:①在建立上覆岩层关键块的力学模型和煤柱的力学模型的基础之上,计算出关键岩层B的相关结构参数,对煤柱应力分布规律进行分析,最后初步得出顾桥矿1126(1)轨道顺槽窄煤柱的合理留设宽度为8m。②采用三维数值模拟软件FLAC3D模拟在上阶段回采面开采后,窄煤柱选取4m、6m、8m、10m、12m、14m时围岩应力分布及位移情况,针对顾桥矿1126(1)轨道顺槽工程实况,在数值模拟的基础上结合理论计算,确定1126(1)窄煤柱合理宽度为8m。③提出在减小锚索长度和锚索排间距俩个方面对1126(1)轨道顺槽支护进行优化,通过数值模拟分析优化支护的可行性。④通过相似模拟试验得到,巷道围岩整体发生了下沉,巷道下方岩体受到水平挤压的影响,向采空区方向移动。采空区上方悬臂梁的旋转运动,上覆岩层出现了向右位移的现象。巷道俩帮发生内挤变形,且右帮内挤变形明显大于坐帮内挤变形,出现不对称现象,巷道底板出现剪切破坏,产生底鼓,煤柱基本塑性破坏,但仍具有一定的承载能力,采空区顶板发生了垮落,压实。⑤根据1126(1)轨道顺槽矿压观测,巷道变形呈周期性,底鼓与两帮变形时间基本一致。巷道顶底板变形以底鼓为主,顶板基本不发生下沉,两帮变形左帮沿空侧大于右帮实体煤侧。优化后的支护方案依旧有效的抑制了巷道变形,保障了沿空掘巷的安全可靠性,实现快速成巷。本文研究成果揭示了沿空掘巷的围岩应力、变形及塑性区时空演化规律,为此类巷道快速成巷问题提供了理论与技术参考,保障了 1126(1)工作面采掘工作安全高效进行。图66表13参70

关键词：沿空掘巷深井巷道数值模拟相似材料实验快速成巷

软弱覆岩地表移动预测模型及参数求解方法研究

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