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自80年代以来,中国东部黄淮地区许多生产矿井的立井井筒相继出现了程度不同的破裂,对煤矿的安全生产造成威胁.在详细调查的基础上,本文首先归纳了该地区井筒破裂的特征,主要有:(1)井筒破裂段大多位于上覆表土层与基岩交界面附近上下数米之内;(2)井筒破裂时间基本集中在1987年之后的短短几年内,与矿井投产时间长短无对应关系;(3)破裂过程一般是内井壁先出现裂缝,后掉混凝土块,渐渐露出已弯曲的钢筋,最后出现环形带状破裂;(4)井内设备变形明显滞后于井壁破裂.本文介绍了近年来我国学者有关井筒成片破裂机理的研究情况,以及对破裂段采取的加固方法及效果.根据其中一个井筒破裂最为严重的煤矿进行的井下原地应力测量结果,考虑当地地质资料,进行了地应力场有限元模型分析.结合区内地震活动、新构造运动的若干表现以及地壳应力、形变观测对井筒破裂的原因进行了综合分析,认为新构造运动引起的水平构造应力增高可能是黄淮地区井筒成片破裂的主要因素,区内特殊的底含结构及采动引起的四含水流失可能是井筒出现破裂的诱发因素. 相似文献
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煤矿立井井筒非采动破裂的人工神经网络预测 总被引：2，自引：0，他引：2
应用人工神经网络的基本原理,建立了一个基于神经网络的煤矿立井井筒非采动破裂的预测系统,实现了立井井筒破裂预测的智能化。最后将神经网络预测结果与数值计算结果对比,认为应用人工神经网络对立井井筒破裂时间的预测比较准确、实用。 相似文献
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厚冲积层立井井筒非采动破裂过程的三维耦合数值模拟 总被引：5，自引：0，他引：5
《工程地质学报》2004,12(Z1):529-532
立井井筒破裂时,在底含、基岩、井筒之间包含三个同时发生的变化过程(1)底含水由基岩向矿井中的渗流;(2)深厚表土底部含水层的失水固结沉降与井壁附加力的产生;(3)立井井筒在附加力的作用下发生变形.本文采用拉格朗日元法对立井井筒的破裂过程进行了数值计算,且设置了界面单元来计算土与井筒之间的相互耦合作用,其计算结果揭示了立井井筒破裂过程中各个影响因素之间的变化规律,对于立井井筒破裂的机理分析及预防治理具有重要意义. 相似文献
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冻结壁融化阶段井壁温度应力研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用复合井壁的措施，立井井壁在生产经营阶段的破裂问题已基本得到了解决；但是，冻结壁解冻过程中的井壁破裂问题却长期存在着。为了详细分析立井井壁受力因素及过程，找出导致井壁破裂的真正原因，并提出切合实际的防破措施，笔者从物理学中的热胀冷缩原理出发，结合弹性力学中的热弹性理论及土力学中的Winkller地基模型，正确地推论出了冻结壁解冻期立井井壁应力的分布规律，并根据应力成分的分析，得出了温度因素才是导致井壁破裂的根本原因的重要结论。不仅从理论上解释了该阶段井壁破裂的一系列特征，而且为根本解决该阶段深立井的破裂提供了理论依据。 相似文献
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岩土体变形破坏机制及井筒破裂模式 总被引：2，自引：0，他引：2
以淮北临涣矿区为例,在详细调查分析了破裂井筒的矿井水文地质与工程地质条件及其它背景资料的基础上,根据矿区底含土体及煤系基岩风化带变形破坏的影响因素及形成过程,本文首次论论了岩土体变形破坏的四个发展阶段和井筒破裂的四种模式及其间的关系,并揭示了井筒破裂的,从而为防治井筒破裂和评价井筒稳定性提供了依据。 相似文献
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开展煤矿区构造环境类型划分是提高采煤沉陷预计精度的有效途径。将影响采煤沉陷地质因素总结为构造介质、构造界面、构造形态和构造应力4个因素,在此基础上探讨了煤矿区构造环境的内涵,确定了煤矿区构造环境类型分类的指标。认为煤矿区构造环境突出采煤沉陷灾害发生的地质构造背景是地质环境的重要组成部分,更多地反映着地球的内动力地质作用。按照构造介质的不同,把煤矿区构造环境划分为浅埋介质型和深埋介质型;按照构造界面的不同,将其分为连续型、似连续型和不连续型;按照构造形态的不同,将其划分为近水平型、倾斜型和褶皱型;按照煤矿区构造应力的性质,把煤矿区构造环境划分为自重应力型、挤压构造型和拉张构造型。以铜川矿区为例,对煤矿区构造环境类型做了划分,铜川矿区以A型构造环境为主。 相似文献
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Qing Yu Jinrong Ma Hideki Shimada Takashi Sasaoka 《Geotechnical and Geological Engineering》2014,32(4):821-827
In order to find the relationship between the shaft lining stability and the coal extraction operation, a 3D numerical model of strata layers and shaft lining was established for simulating the influence of coal extraction operation on shaft lining. Certain factors including mining depth, safety pillar width, mining width and mining height were taken as the influence factors in the simulation. The results indicated that the coal extraction could lead to the initiation of the failure in the aquifer and rock layers. As the mining depth increases, the shear strain increment in aquifer becomes small. In this case, the distance between mining panel and aquifer should be larger than 220 m and the safety pillar width should not <70 m. The maximum principal stress in aquifer had a little relation to mining operations. The mining panel width should not exceed 50 m without any support. 相似文献
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秦岭公路隧道2号竖井主要位于混合片麻岩地层中,高地应力和岩爆是该竖井的主要工程技术难题。根据竖井的工程地质资料和邻近工程水压致裂法地应力测试结果,采用三维有限元法对竖井工程区域内的初始应力场进行反演回归分析研究:竖井地应力存在较大的水平地质构造应力,地应力分区分布,水平地应力最高达到28.7MPa,垂直地应力基本受岩体自重控制。在地应力场分析的基础上,利用陶振宇岩爆判据对竖井进行岩爆预测,竖井岩爆为轻微或中等类型;并采用脆性岩体的常偏应力准则,模拟分析竖井岩爆破坏区的深度,岩爆区最大深度为0.6m。通过与竖井开挖后岩爆状况进行比较,结果表明反演得到的竖井地应力和岩爆分析是合理的。 相似文献
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以程潮铁矿西区为例,通过对现场结构面和裂缝分布特征的调查,以及结合地表变形监测数据的分析,揭示了矿区结构面对地表变形的影响。研究结果表明,在矿区较大的水平应力条件下,岩体结构面改变了地表拉伸变形分布和破坏形态,加剧了岩体变形,在ⅰ区(剖面Ⅲ以东区域),目前最外侧裂缝以内的岩体沿着NNW结构面发生倾倒滑移破坏,地表变形以快速变形为主,而最外侧裂缝以外的岩体沿着NNW结构面发生弯曲变形,地表变形以线性稳定增长为主,进入了倾倒破坏阶段,该区域的岩体主要发生水平位移;在ⅱ区(剖面Ⅲ以西区域),岩体在开采沉陷引起的南北向应力作用下,分离成平行的块体,地表变形以快速变形为主,在局部区域,产生的一部分平行块体在近东西向的应力作用下,沿着NNW结构面产生倾倒破坏。所得成果对类似金属矿山的地表征地及安全高效生产具有实际指导意义。 相似文献
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河北唐山矿冲击地压的发生除了受开采技术条件、煤层顶底板岩石学特征等因素影响外,主要受赋存环境的影响,其中地应力条件是一个重要的影响因素。以唐山矿构造应力分布规律为背景,对不同水平构造应力条件下回采工作面煤层及其顶底板围岩的三维场进行了数值分析,系统研究了构造应力对煤层及其顶底板围岩的冲击地压的影响。结果表明,在煤矿开采过程中,高水平构造应力对采区煤层及其顶底板围岩的应力场和能量场的分布规律具有重要影响。高构造应力条件下,煤层及其顶底板围岩中的高水平应力为冲击地压的发生提供了力源条件,而在高地应力环境下所积聚的大量弹性应变能为冲击地压的发生提供了能量条件。 相似文献
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As consumption of construction aggregates increased in the Toronto (Canada) area and as regular source areas faced constraints, attention was given to the possibility of underground mining of limestone aggregate. Following a study of transportation costs and the drilling of several, continuously cored drill holes through the Paleozoic strata, Ontario Hydro and three Ontario government ministries undertook a feasibility study of the mining of limestone aggregate in the Toronto area.
The geological study showed the suitability of the Ordovician Gull River Formation as a source rock for the aggregate and the structural conditions suitable for mining operations.
A mining operation to produce 3–5 million tonnes/year over 16–30 years was investigated. This involved a decline or a shaft (depending on location) down to a mechanized room and pillar operation (square or rectangular grid) at depths between 200–500 m. Pillar stresses were calculated at less than 40 Mpa — well below the 100 Mpa unconfined compressive strength of the limestone. Operations would be mostly in dry conditions because of the presence of high horizontal stresses. 相似文献
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矿井动力现象如巷道变形破坏、煤和瓦斯突出及煤层底板突水等都与地应力密切相关。应用水压致裂法对新集矿区的原地应力进行了测量,确定原地系统深部围岩的应力状态,即原地应力的量值和方向,研究获得了矿区地应力的赋存规律和基本特征。测量结果分析表明:新集矿区地应力场以水平应力为主导,属于构造应力场类型;垂直主应力和最大、最小水平主应力均随埋深的增加呈近似线性增加;最大水平主应力与最小水平主应力的比值范围是1.01~1.29,反映新集矿区受构造作用较恒定;测压系数的范围是0.98~1.3,随深度变化不明显;新集矿区受到F10断层东西向的拉张应力,最大水平主应力方向为近EW向。最后探讨了原地系统不同构造部位地应力方向差异的原因,初步分析认为,是受到阜凤推覆体的影响。 相似文献
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布尔台矿井构造特征与形成机制 总被引：1，自引：0，他引：1
针对布尔台矿井发育的中小型构造严重制约煤矿综采问题,通过详细的井下地质观测和地表地质调查,从构造几何学和构造成因研究入手,讨论了矿井构造成因类型、古构造应力场以及构造形成机制。研究表明:布尔台矿井次级褶皱是延安组在晚侏罗世受NNE-SSW向挤压应力作用,浅部构造层次发生纵弯褶皱变形的产物,且变形强度弱-中等。破裂型层滑断层、揉皱型层滑断层、复合型层滑断层、高角度正断层及其伴生的牵引褶皱,是延安组在早白垩世晚期NE-SW向近水平拉伸应力作用下发生大规模的伸展滑脱运动形成的。两期构造叠加形成了现今的构造格架。 相似文献
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淮北某些矿区井筒变形、破坏严重,其主要诱发因素是下含水层水位下降而产生的附加应力。运用[2D-σ]软件进行了数值模拟认为:由于地下水位下降,地层与井筒发生相对位移而产生剪应力,其大小与水位降深和相对位移成正比;轴向应力随深度变化小,而随下含水层水位下降而增大;井壁破坏首先发生在其内缘,并逐渐向外扩展,破坏度沿深度方向增大;一含和下含同时有水位降时,轴向应力和剪应力的变化与单一含水层水位下降时相似,但轴向应力变化幅度明显增大,剪应力在上部含水层处增加。模拟计算分析结果与淮北地区井壁变形、破坏情况大体一致。 相似文献
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根据冯记沟矿区主要构造的走向、形成期次、平面展布规律,分析了该区应力状态及构造演化,总结了矿区构造特征、地质应力作用与构造赋存规律的关系。认为矿区经受过多期地质构造运动的破坏,整体表现为一系列走向近南北向褶皱群以及与之相伴的断层构造。由于受较强烈的近东西向挤压,总体为一西翼窄、东翼宽缓的不对称背斜构造（尖儿庄背斜）,北端翘起、向南倾伏,被断层切割呈“簸箕状”。断裂多表现为高角度逆冲断层。从各种构造的切割关系分析,在东西向主压应力作用下．发育了一系列的近南北向的逆冲断层以及褶皱（矿区北部的尖儿庄背斜、马家滩向斜、冯记沟背斜等）,同时还派生了与主压应力相互垂直的右行平移正断层（DF2）及北东向的斜交逆断层（DF3）。 相似文献