阶段空场嗣后充填法凿岩硐室矿柱对顶板稳定性的影响

1

作者 向伟华 路燕泽 +5 位作者 刘志义 王社光 王立杰 甘德清 陈彦亭 杨志强 《矿冶工程》 北大核心 2025年第3期69-76,共8页

以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象,基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型,探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响,采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与... 以河北钢铁集团沙河中关铁矿南区为研究对象,基于普氏地压理论和卡斯特纳方程构建凿岩硐室矿柱稳定性计算模型,探讨阶段空场嗣后充填法凿岩硐室各因素对顶板稳定性的影响,采用数值模拟分析了凿岩硐室内不留矿柱(方案1)与先留设矿柱后与矿体一起崩落(方案2)条件下的顶板稳定性。结果表明:采场开采长度27~45 m时,方案2的凿岩硐室顶板失稳风险较大;采场开采长度大于45 m时,2种方案顶板均存在失稳风险;方案2会使凿岩硐室内应力集中,顶板和侧帮出现应力加速释放现象;方案1的凿岩硐室应力释放和分布较为稳定,破坏时间相对滞后;矿岩稳固性较差时,选择方案1更利于顶板稳定。 展开更多

关键词 阶段空场嗣后充填法 凿岩硐室 矿柱 顶板稳定性 敏感性分析 采场结构 顶板应力

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基于网格搜索-支持向量机的采场顶板稳定性预测 被引量：18

2

作者 郭超 宋卫华 魏威 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期31-36,共6页

为准确、快速地预测采场顶板稳定性(SRS),建立基于支持向量机(SVM)理论的SRS评价法。考虑煤-岩石介质与环境条件和工程因素,研究岩石单轴抗压强度、岩石质量指标(RQD)、煤体抗压强度、顶板水文状况和工作面月推进速度对SRS的影响。建立... 为准确、快速地预测采场顶板稳定性(SRS),建立基于支持向量机(SVM)理论的SRS评价法。考虑煤-岩石介质与环境条件和工程因素,研究岩石单轴抗压强度、岩石质量指标(RQD)、煤体抗压强度、顶板水文状况和工作面月推进速度对SRS的影响。建立SRS识别的SVM模型。为提高预测模型的泛化能力和预测精度,利用网格搜索法(GSM)及10折交叉确认寻优方法对SVM模型的参数进行优化。用该模型对5组待判工程实例进行判别。研究结果表明,模型训练样本10折交叉确认准确率达91.3%,对测试样本识别正确率为80%,识别结果与实际较吻合。 展开更多

关键词 采场顶板稳定性(srs) 支持向量机(SVM) 网格搜索法(GSM) 10折交叉确认 预测

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尾砂充填连续开采采场顶板稳定性数值分析 被引量：4

3

作者 江兴元 史俊伟 +2 位作者 张新国 李杨杨 江宁 《金属矿山》 CAS 北大核心 2011年第11期37-40,共4页

针对金属矿山上向分尾砂充填连续采矿法开采条件的复杂性,通过运用弹塑性有限单元分析方法,建立平面应变数学模型,对采场顶板稳定性及采场结构参数进行分析和优化计算。结果表明,控制采场跨度或暴露面积是维系采场顶板稳定的根本措施;... 针对金属矿山上向分尾砂充填连续采矿法开采条件的复杂性,通过运用弹塑性有限单元分析方法,建立平面应变数学模型,对采场顶板稳定性及采场结构参数进行分析和优化计算。结果表明,控制采场跨度或暴露面积是维系采场顶板稳定的根本措施;单层矿体开采时,随着采场跨度的加大,顶板预应力拉应力也相应增大,但伴随采高的增加,围岩内部的最大主应力、最大剪应力逐渐增大,顶板下沉量也逐渐增大,而顶板内拉应力却逐渐减小。相对1#脉脉矿体,推荐采场顶板极限暴露面积为600 m2左右,以此为基础确定的采场长、宽尺寸采场顶板稳定性最好。 展开更多

关键词 充填 采场顶板 稳定性 有限元 数值分析

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采场顶板稳定性动态预测及控制研究 被引量：11

4

作者 凌标灿 彭苏萍 孟召平 《工程地质学报》 CSCD 2003年第1期44-48,共5页

运用人工神经网络技术 ,综合岩石介质条件、赋存环境条件以及工程因素 3大方面的 5个指标 ,即岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、煤体强度、地下水状况、工作面月推进速度 ,建立了采场顶板稳定性动态预测模型。并以工作面月推进速度 4 0m... 运用人工神经网络技术 ,综合岩石介质条件、赋存环境条件以及工程因素 3大方面的 5个指标 ,即岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、煤体强度、地下水状况、工作面月推进速度 ,建立了采场顶板稳定性动态预测模型。并以工作面月推进速度 4 0m、6 0m、80m、10 0m分别预测了新集井田顶板稳定性分区。根据 5个指标因素分析结果 ,对顶板稳定性影响程度由大到小排序为岩石质量指标、地下水状况、岩石单轴抗压强度、煤体强度、工作面月推进速度。在上述研究成果上提出了不同顶板类型的控制对策。 展开更多

关键词 采场 顶板 稳定性 人工神经网络技术 赋存环境条件 综采工作面

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综放采场初压阶段顶板稳定性与顶煤放出率关系探讨 被引量：6

5

作者 史红 姜福兴 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期414-417,共4页

初次来压是综放采场矿压控制的重点之一,而顶煤从垮落到放完是一个动态过程,因此建立与顶煤放出率相关的顶板结构的稳定性判断准则是一个重要的理论课题。本文建立了综放采场顶板结构整体变形失稳和局部铰接失稳的力学模型;根据结构稳... 初次来压是综放采场矿压控制的重点之一,而顶煤从垮落到放完是一个动态过程,因此建立与顶煤放出率相关的顶板结构的稳定性判断准则是一个重要的理论课题。本文建立了综放采场顶板结构整体变形失稳和局部铰接失稳的力学模型;根据结构稳定理论和强度理论,得到了保持顶板结构整体变形稳定的顶板容许下沉量和保持岩块局部铰接稳定的顶板容许下沉量,通过与顶板回转下沉运动几何状态所决定的顶板下沉量的对比,分析了顶板结构整体变形稳定和岩块局部铰接稳定相统一的力学条件,从而建立与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断准则;结合具体采场实例,给出了与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断曲线和方法,为现场针对不同顶板设计合理的顶煤放出率,从而实现顶板的安全控制提供理论依据。 展开更多

关键词 综放采场 初次来压 顶板稳定性 顶煤放出率

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采场顶板稳定性动态工程分类的Fisher判别分析 被引量：3

6

作者 杨清波 戴兴国 邹洋 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期20-23,共4页

基于Fisher判别分析理论,综合考虑岩石介质条件、环境条件以及工程条件3大方面,并遵循超前性与实用性原则,选取采场的直接顶单轴抗压强度、岩石质量指标、煤体抗压强度、工作面推进速度及顶板水文状况5个因素作为判别分析的因子,建立采... 基于Fisher判别分析理论,综合考虑岩石介质条件、环境条件以及工程条件3大方面,并遵循超前性与实用性原则,选取采场的直接顶单轴抗压强度、岩石质量指标、煤体抗压强度、工作面推进速度及顶板水文状况5个因素作为判别分析的因子,建立采场顶板稳定性动态分类的Fisher判别分析模型。将该方法应用于某采场顶板稳定性动态工程分类预测中,以现场26组数据作为训练样本,建立具体的Fisher判别函数,回判估计的误判率极低,并利用第一判别函数确定特定顶板合理的工作面推进速度范围,指导工程实际施工。 展开更多

关键词 采场顶板 稳定性动态工程分类 FISHER判别分析 误判率 工作面推进速度

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似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形的数值模拟与分析 被引量：5

7

作者 史晓勇 范军 《煤矿开采》 北大核心 2012年第4期76-78,89,共4页

以济宁矿业集团太平煤矿工程概况为试验背景,借助于FLAC3D数值模拟程序数值模拟似膏体充填开采工艺,揭示了似膏体充填开采采场稳定性及顶板移动变形规律,为似膏体充填开采实践提供了理论指导与技术支持。

关键词 似膏体充填开采 采场稳定性 顶板移动变形 数值模拟

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基于ANSYS程序下的采场稳定性分析 被引量：39

8

作者 王新民 王长军 +2 位作者 张钦礼 袁节平 陈丙强 《金属矿山》 CAS 北大核心 2008年第8期17-20,25,共5页

采用大型有限元分析软件ANSYS对柿竹园矿III矿带矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析,对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采... 采用大型有限元分析软件ANSYS对柿竹园矿III矿带矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析,对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采场最优结构参数,并对当前采矿方案提出修正和调整建议,以便更清楚地掌握采场地压发展变化规律,有效地进行地压管理,实现矿体的安全高效开采。 展开更多

关键词 顶板 稳定性 采场结构参数 有限元 数值模拟

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康家湾矿深部难采矿体采场稳定性及结构参数优化研究 被引量：15

9

作者 王新民 曹刚 +1 位作者 张钦礼 龚正国 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第6期634-640,共7页

采用大型有限元分析软件——ANSYS对康家湾矿深部难采矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析,对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定... 采用大型有限元分析软件——ANSYS对康家湾矿深部难采矿体典型采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值模拟、非线性分析,对9种典型采场结构模型的模拟结果进行了比较分析,根据分析结果结合采掘效率和开采成本等因素确定了采场最优结构参数,并对当前采矿方案提出修正和调整建议,以便更清楚地掌握深部地压变化规律,有效地进行地压管理,实现深部破碎带矿体及顶板不稳固矿体的安全高效开采. 展开更多

关键词 顶板 稳定性 采场结构参数 有限元 数值模拟

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新城金矿采场锚喷支护稳定性分析 被引量：5

10

作者 赵伏军 李夕兵 +2 位作者 赵国彦 刘国富 王剑波 《中国矿业》 北大核心 2002年第5期56-58,共3页

根据新城金矿锚喷支护顶板受剪切、压缩破坏特点 ,建立了顶板稳定性分析模型 ,并结合该矿 1 4 0 9采场具体工程条件进行了验证计算 ,结果表明锚喷支护采场顶板是安全可靠的。

关键词 新城金矿 采场 锚喷支护 顶板 稳定性 支护参数

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超大规模采场破顶窿形线优化及稳定性模拟研究 被引量：1

11

作者 王发民 史秀志 +1 位作者 王洋 陈佳耀 《矿冶工程》 CSCD 北大核心 2017年第5期19-24,共6页

选取椭圆线、抛物线、圆形线、直线4种不同曲线为模型,对破顶层爆破窿形线进行了优化研究,利用FLAC^(3D)数值模拟软件对4种顶板窿形线下的采场围岩变形特征、塑性区分布及周边应力情况进行了模拟,同时对比分析了采场有无侧向抗力对模拟... 选取椭圆线、抛物线、圆形线、直线4种不同曲线为模型,对破顶层爆破窿形线进行了优化研究,利用FLAC^(3D)数值模拟软件对4种顶板窿形线下的采场围岩变形特征、塑性区分布及周边应力情况进行了模拟,同时对比分析了采场有无侧向抗力对模拟结果的影响。结果表明,周边单元应力与曲线斜率具有较高相关性,曲率越大,应力越大;采场顶板窿形线形状对采场围岩变形特征及围岩塑性区的分布影响较大,圆形线为最优爆破窿形线,直线形最差;采场顶板在有侧向抗力时的稳定性比无侧向抗力时好,且两种条件下的最优顶板窿形皆为圆形。 展开更多

关键词 采场顶板 破顶层 稳定性 窿形线优化 数值模拟

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可拓方法在采场稳定性评价中的应用 被引量：9

12

作者 邓丽丽 《中国矿业》 北大核心 1998年第4期35-38,共4页

采场顶板稳定性的评价是一个较为复杂的问题,本文把可抗方法应用于采场顶板稳定性的评价,建立采场多指标参数的稳定性评价模型,并以定量的数值表示评定结果,能较完整地反映实际采场的综合稳定性。

关键词 可拓学 采场 稳定性 物元模型 顶板稳定

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典型残矿回采结构模型及稳定性分析 被引量：9

13

作者 姜立春 赵东利 《金属矿山》 CAS 北大核心 2014年第7期7-11,共5页

基于某矿山残矿回采工程,选取典型的残采工程体构建结构模型,运用梁理论和FLAC3D软件,结合容许极限位移量破坏理论研究采场顶板的稳定性,对比梁理论和数值模拟分析结果的异同,对模型稳定性进行综合评价,并进行现场校验。研究结果表明:... 基于某矿山残矿回采工程,选取典型的残采工程体构建结构模型,运用梁理论和FLAC3D软件,结合容许极限位移量破坏理论研究采场顶板的稳定性,对比梁理论和数值模拟分析结果的异同,对模型稳定性进行综合评价,并进行现场校验。研究结果表明:残采结构模型基本能客观反映残采作业紧邻采空区、崩落区的情况;残采模型Ⅰ和模型Ⅱ处于稳定状态,模型Ⅲ则处于不稳定状态;验证得出,模型Ⅰ相应的回采方案是可行的,模型Ⅱ相应区域的岩体是稳定的,模型Ⅲ相应的回采方案需作出调整;梁理论和数值模拟两者的分析结果差异不显著,与现场调研结果基本一致,两者结合可达到良好效果。 展开更多

关键词 残矿回采 采场顶板 梁理论 数值模拟 稳定性分析

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巨厚砾岩下孤岛综放工作面顶板结构的动态稳定性分析

14

作者 史红 姜福兴 +3 位作者 王同旭 王华君 董瑞甫 王悦恒 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B08期1-4,共4页

介绍了综放采场顶板结构形式及其运动的控制因素，利用结构稳定理论和强度理论，分析了义马巨厚砾岩下孤岛综放工作面顶板结构的稳定性，建立了初次来压和周期来压期间顶板结构的动态稳定性判据．通过调整顶煤放出率，实现控制顶板的稳... 介绍了综放采场顶板结构形式及其运动的控制因素，利用结构稳定理论和强度理论，分析了义马巨厚砾岩下孤岛综放工作面顶板结构的稳定性，建立了初次来压和周期来压期间顶板结构的动态稳定性判据．通过调整顶煤放出率，实现控制顶板的稳定性，从而实现安全开采． 展开更多

关键词 巨厚砾岩 综放采场 顶板稳定性

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采场上覆岩层结构理论及其新进展 被引量：45

15

作者 史红 姜福兴 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第1期21-25,共5页

回顾了采场上覆岩层结构理论的发展过程,介绍了平面结构模型各个发展阶段的主要学术观点及其新进展,重点阐述了采场上覆岩层结构的稳定性及综放采场顶板结构理论的研究现状,提出了大范围顶板控制问题如采动覆岩空间结构与应力场的动态... 回顾了采场上覆岩层结构理论的发展过程,介绍了平面结构模型各个发展阶段的主要学术观点及其新进展,重点阐述了采场上覆岩层结构的稳定性及综放采场顶板结构理论的研究现状,提出了大范围顶板控制问题如采动覆岩空间结构与应力场的动态关系、顶板的异常压力控制等问题,这些问题是今后采场矿压研究的重点,并介绍了这些方面的最新研究成果。 展开更多

关键词 采场顶板结构理论 稳定性 放顶煤 空间结构 异常压力

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充填开采下顶板-间柱支撑体系的突变失稳分析 被引量：13

16

作者 刘轩廷 陈从新 +4 位作者 刘秀敏 夏开宗 张褚强 王田龙 王月 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2461-2471,共11页

对于采用充填法开采的金属矿山,在实际开采过程中往往会形成顶板-间柱支撑体系。为了保证矿山的安全生产,探究充填开采下顶板-间柱支撑体系的破坏机制具有重要意义。在考虑了充填体对间柱侧压作用的基础上,建立了充填开采下顶板-间柱支... 对于采用充填法开采的金属矿山,在实际开采过程中往往会形成顶板-间柱支撑体系。为了保证矿山的安全生产,探究充填开采下顶板-间柱支撑体系的破坏机制具有重要意义。在考虑了充填体对间柱侧压作用的基础上,建立了充填开采下顶板-间柱支撑体系的力学模型,在此基础上应用突变理论探究了充填体作用下支撑体系的破坏机制,分析了充填前后支撑体系的结构参数对于采场稳定性的影响。研究结果表明:在岩体力学性质一定的情况下,充填开采下的顶板-间柱支撑体系的稳定性由采场结构参数(顶板厚度、采场跨度、间柱宽度、间柱高度)和上覆荷载、充填体侧压作用共同控制;充填体的加入会降低支撑体系的刚度比,进而提高采场的稳定性;在对支撑体系的结构参数进行优化时,当采场处于未充填状态时,优化顺序应为顶板厚度、采场跨度、间柱宽度、间柱高度;当采场处于充填状态时,优化顺序应为顶板厚度、间柱宽度、采场跨度、间柱高度。将理论推导与数值模拟相结合应用在工程实例上,验证了理论推导的正确性。 展开更多

关键词 采矿工程 充填 突变理论 顶板 间柱 采场稳定性

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大理岩矿体房柱式采场稳定性分析 被引量：11

17

作者 孙万明 《煤矿开采》 北大核心 2018年第3期83-86,共4页

根据某大理岩矿体房柱式采场工程技术条件,结合矿柱、顶板失稳机理,分别采用极限强度理论和分载面积法、厚跨比法和结构力学法等理论计算方法对矿柱和顶板的稳定性进行分析。结果表明,该大理岩矿体及顶板强度高、完整性好,采用采10m、... 根据某大理岩矿体房柱式采场工程技术条件,结合矿柱、顶板失稳机理,分别采用极限强度理论和分载面积法、厚跨比法和结构力学法等理论计算方法对矿柱和顶板的稳定性进行分析。结果表明,该大理岩矿体及顶板强度高、完整性好,采用采10m、留8m的采留尺寸能够保证采场的长期稳定。 展开更多

关键词 大理岩矿 房柱式 采场稳定性 矿柱 顶板

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构造带综放工作面支架异常压力机理探讨 被引量：2

18

作者 史红 姜福兴 李连祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第S1期266-269,共4页

针对多个综放采场出现的支架立柱压爆、油缸变形等异常矿压显现,通过对综放采场上覆岩层的运动范围及运动特点、顶板结构动态稳定性的分析,探讨了综放工作面异常压力产生的机理。得出了顶板结构局部铰接失稳(滑落失稳)是造成异常压力主... 针对多个综放采场出现的支架立柱压爆、油缸变形等异常矿压显现,通过对综放采场上覆岩层的运动范围及运动特点、顶板结构动态稳定性的分析,探讨了综放工作面异常压力产生的机理。得出了顶板结构局部铰接失稳(滑落失稳)是造成异常压力主要原因的结论。由于滑落失稳的原因不同,可分为水浸蚀型、地质构造型和顶板失稳型。通过对综放采场支架作用力的分析,给出了计算异常压力的公式。利用顶板结构动态稳定性判断准则,可对异常压力的类型进行判别,从而进一步确定异常压力的计算方法,为采场支架选型和现场控制异常压力提供理论依据。 展开更多

关键词 综放采场 顶煤放出率 顶板结构动态稳定性 滑落失稳 异常压力

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