近水體下采煤三維動(dòng)畫(huà)仿真探討精品資料

1、近:水4本卜訝匚:維動(dòng)畫(huà)1萬(wàn)目刖多媒體動(dòng)畫(huà)及二維動(dòng)畫(huà)仿真技術(shù)在煤礦專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教育培訓(xùn)及煤礦新工人安全培訓(xùn)和井下安全事故的仿真再現(xiàn)方面已到廣泛應(yīng)用0有效提高了教育培訓(xùn)的質(zhì)量通過(guò)利用二維動(dòng)畫(huà)模擬井下災(zāi)難事故發(fā)生的過(guò)程也發(fā)揮了充分吸取事故經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的作用0但是煤層開(kāi)采后將引起上覆層移動(dòng)、破斷并在層中形成采動(dòng)裂隙0采動(dòng)引起的體破壞規(guī)律復(fù)雜在煤礦地下采煤尤其是近水體下采煤的過(guò)程中覆的變形破壞尚難以采用理論方法進(jìn)行計(jì)算0而覆破壞的范圍與程度將直接決止著水體下采煤的安全與否0水體下采煤上覆層變形和破壞后形成的兩帶高度對(duì)安全生產(chǎn)影響重大一旦導(dǎo)水?dāng)嗔褞Р八w水體將成為開(kāi)采工作面的直接充水水源增加礦井的排水壓力甚

2、至造成淹井事故0本文以姚橋煤礦新東四采區(qū)淺部略頭區(qū)微山湖下的實(shí)際地質(zhì)條件為原型利用多媒體制作軟件及計(jì)算機(jī)二維仿真技術(shù)等形象逼真地再現(xiàn)了整個(gè)近水體下采煤的全過(guò)程斷被采出采場(chǎng)上覆過(guò)程和規(guī)律以及開(kāi)采移動(dòng)和變形全過(guò)程突位變化解釋了松散層流向采場(chǎng)所起的關(guān)鍵作(-uU)柱的合理留設(shè)0一、動(dòng)畫(huà)制作基礎(chǔ)1.原型工作面概況姚橋井東M采區(qū)地表為微為7、8號(hào)煤7號(hào)煤層傾角較大約130左接頂性為泥、砂質(zhì)主厚度為017383m厚度05.95m淺部8頂板多為泥、砂質(zhì)泥中細(xì)砂-uU0在其淺部略作面長(zhǎng)約220m走向長(zhǎng)為6m8煤厚度為4m8m為近距離煤層組重占八、展現(xiàn)了隨著煤體不層的移動(dòng)變形及破壞的影響波及地表地表的出了含(隔

3、)水層的水底部厚黏土層阻隔水體用以及防砂安全煤直觀(guān)形象簡(jiǎn)單易懂0煤礦新東四采區(qū)位于礦山湖體0主要開(kāi)采煤層平均傾角7.50淺部煤右屬緩傾斜煤層0直泥以砂質(zhì)泥為平均3.6m08煤煤層煤平均厚度3.62m直接或炭質(zhì)泥局部為頭區(qū)的77，06工作面工約13(00m其中7煤厚度7、8煤平均問(wèn)距為煤層傾角平均130采用綜放全厚開(kāi)采0根據(jù)淺部大部分區(qū)域弟四系層底部含水層04隔直有個(gè)別地占八、存在底含底含厚度薄屬弱響底含水基本疏干有厚層黏土為硬塑和差隔水性好根據(jù)主要井巷煤柱留設(shè)與壓防砂安全煤()柱的的科研成果在采區(qū)淺采7煤防砂煤()157m8煤防砂煤柱170m02.覆變形及地表移動(dòng)動(dòng)變形和破壞情況以部煤層實(shí)際賦

4、存條件、開(kāi)采條件及地質(zhì)參數(shù)以別采用相似材料模擬實(shí)法研究工作面開(kāi)采過(guò)現(xiàn)有資料新東四采區(qū)底含缺失即松散接覆蓋在基面上0只區(qū)0水文補(bǔ)勘表明曷水性受礦井開(kāi)采影0采區(qū)大多數(shù)區(qū)域底部半周結(jié)狀態(tài)流動(dòng)性建筑物、水體、鐵路及煤開(kāi)采規(guī)程,符合留設(shè)條件0因此依據(jù)現(xiàn)有部略頭區(qū)綜放全厚開(kāi)柱的安全開(kāi)采標(biāo)高為一的安全開(kāi)采標(biāo)高為一針對(duì)采場(chǎng)上覆層的移姚橋煤礦新東四采區(qū)淺采礦條件為基礎(chǔ)具體7706工作面為原型0分驗(yàn)和FLAC3）數(shù)值模擬方程中覆破壞規(guī)律、運(yùn)移規(guī)律、位移的變化規(guī)律等對(duì)比分析覆垮落帶和導(dǎo)水裂縫帶的兩帶發(fā)育形態(tài)和高度結(jié)合姚橋煤礦新東四采區(qū)7、8煤淺部略頭區(qū)和淺部部分鉆孔資料利用綜放開(kāi)采覆兩帶高度的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果以及現(xiàn)

5、場(chǎng)實(shí)測(cè)成果最終選取最大值作為兩帶的發(fā)育最大高度0對(duì)于煤礦地下開(kāi)采導(dǎo)致的地表下譏變形利用地表移動(dòng)計(jì)算軟件通過(guò)選取合適的地表移動(dòng)參數(shù)對(duì)相臨近工作面進(jìn)行分區(qū)域計(jì)算計(jì)算輸出煤層采動(dòng)地表的下譏傾斜以及水平變形等值線(xiàn)圖據(jù)此可以到匚作面從開(kāi)切眼開(kāi)始回采到回采結(jié)束地表在整個(gè)采煤過(guò)程中受不同采動(dòng)程度影響下的下譏、傾斜等移動(dòng)變形的結(jié)果0如圖1所示為7706匚作面回采兀畢覆穩(wěn)止后地表下譏圖最大下譏深度為4m03.軟件應(yīng)用在動(dòng)畫(huà)制作、之，刖期利用了多個(gè)專(zhuān)業(yè)或輔助軟件進(jìn)行了刖期模擬和數(shù)值計(jì)算0制作動(dòng)畫(huà)主要應(yīng)用了二維建模軟件Sketchup和動(dòng)畫(huà)制作編輯軟件flas)h、會(huì)聲會(huì)影以及其他輔助軟件0Sketchup是一套直

6、接的設(shè)計(jì)工具其創(chuàng)作過(guò)計(jì)師的思想而且占兀全滿(mǎn)要它使1日設(shè)計(jì)師可以直觀(guān)的構(gòu)思是二維建工具0Flash是一種動(dòng)畫(huà)一身的創(chuàng)作軟件其廣用程序它們包含豐7曷動(dòng)畫(huà)0會(huì)聲會(huì)影是一款件用戶(hù)可以利用截取標(biāo)題、音頻與輸出等七片、聲音等素材結(jié)合成一、近水體下煤層開(kāi)采為了保證仿動(dòng)畫(huà)最大煤的開(kāi)采實(shí)I樂(lè)秉承通則既要充分展現(xiàn)水體占八、突出解釋在淺部略頭對(duì)覆-uU垮落帶和導(dǎo)水裂慮以及采煤過(guò)程中含和黏土層起到關(guān)鍵隔水面向設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作過(guò)程程不僅臺(tái)匕目匕夠充分表達(dá)設(shè)足與客戶(hù)即時(shí)交流的需直接在電腦上進(jìn)行分筑設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作的優(yōu)秀創(chuàng)作與應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)于泛用于創(chuàng)建吸引人的應(yīng)的視頻、聲音、圖形和半專(zhuān)業(yè)非線(xiàn)性男輯軟、編輯、特效、覆疊、大功臺(tái)匕目匕把

7、視頻、圖視頻文件0動(dòng)畫(huà)仿真程度上還原近水體下采俗易懂和生動(dòng)形象的原下采煤的特占八、又要重區(qū)安全煤(柱)留設(shè)時(shí)縫帶發(fā)育高度的特殊考(隔)水層水位的變化層作用的原因0達(dá)到既可用來(lái)煤礦工人安全培訓(xùn)和課堂教學(xué)又可對(duì)無(wú)相關(guān)知識(shí)者展示水體下采煤特占八、的效果01.松散層特征姚橋煤礦新東四采區(qū)淺部略頭區(qū)井田弟四系松散層厚1261：77m根據(jù)21勘探線(xiàn)剖面圖和地面鉆探水文補(bǔ)勘結(jié)果將單一的地層剖面弟四系松散層及基和煤層進(jìn)行標(biāo)止其具有直觀(guān)形象的優(yōu)占八、0如圖2所示為地層簡(jiǎn)圖0在礦區(qū)勘探地質(zhì)報(bào)告中將弟四系地層劃分成5個(gè)含水層(組)合4個(gè)隔水層(組),采區(qū)地表為微山湖體如圖3所示為松散層含(隔)水層剖面劃分簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)分

8、明并據(jù)此建立二維地質(zhì)模型02.采場(chǎng)層移動(dòng)及地表變形特征首先回采7煤的7706工作面隨著工作面自開(kāi)切眼向刖推進(jìn)采場(chǎng)頂板由初始懸空狀態(tài)到開(kāi)始垮落隨著工作面不斷向刖推進(jìn)上覆-uU層垮落范圍不斷擴(kuò)大并趨于穩(wěn)止直至逐漸形成馬鞍形的垮落帶并隨工作面的推進(jìn)而移動(dòng)同時(shí)覆裂隙逐漸向上發(fā)育高度和范圍也不斷增大并最終形成近似馬鞍形的導(dǎo)水裂縫帶并同樣隨著工作面的推進(jìn)而移動(dòng)-uU受采動(dòng)影響發(fā)生移動(dòng)作面自開(kāi)切眼開(kāi)始向刖的二分之一時(shí)開(kāi)采影床下譏07煤回采占兀畢行回采0在此過(guò)程中上部含水層的水由于通且水體下流但是層厚黏土層所阻隔0松層的水直接流向采場(chǎng)礦井的正常生產(chǎn)0地表發(fā)生水平移動(dòng)變形等屬建筑物等受到影響0時(shí)地面形成一個(gè)下譏

9、縫帶形成其形狀近似通過(guò)導(dǎo)通的裂縫下流(-uU的破壞還是地表的下的靜態(tài)結(jié)果通過(guò)交互果可以把一個(gè)個(gè)靜態(tài)具有整體性和良好的表0在回采的過(guò)程中覆變形和破壞當(dāng)回采工推進(jìn)的距離相當(dāng)于采深響波及到地表引起湖后對(duì)其下方的8煤進(jìn)部分湖水下滲松散層導(dǎo)水裂縫帶的形成而被存在于基上部的一散層底部的弱7曷水含水由于水縣里較小不影響受采動(dòng)作用影響下譏和導(dǎo)致湖區(qū)大壩壩體及附在7706工作面回采占兀畢盆地垮落帶和導(dǎo)水裂于馬鞍形含水層的水見(jiàn)圖4）。以往無(wú)論是覆譏通常都是某一時(shí)刻性更強(qiáng)的動(dòng)畫(huà)制作效結(jié)果連續(xù)動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)更達(dá)效果03.黏土層隔水作用分析發(fā)育其中3隔、4隔指數(shù)1432厚度平均分布穩(wěn)止隔水性強(qiáng)水、地表水、弟四系中部含水層水、

10、基地下隔、4隔是本區(qū)的隔水影響后會(huì)發(fā)生拉伸、男變形導(dǎo)致黏土層產(chǎn)生拉變形破壞面可造成黏土徹底喪失0根據(jù)對(duì)新東土層的極限變形試驗(yàn)結(jié)和4隔黏土隔水層在土層拉伸變形隔水性評(píng)水性評(píng)價(jià)指數(shù)和黏土層均遠(yuǎn)小于黏土層失去隔此采區(qū)松散層隔水關(guān)形后仍然具有良好的隔減弱0在回采過(guò)程采動(dòng)中具體展示了含水層姚橋煤礦弟四系黏土層性主要為黏土塑性分別為33.56m、13.79m且有效地阻隔了大氣降上部砂層水與弟四系底水的水力聯(lián)系因此3關(guān)鍵層0黏土層受采動(dòng)切、彎曲和壓縮變形裂縫或男切臺(tái)階破壞層隔水臺(tái)匕目匕力的削弱甚至四采區(qū)淺部略頭區(qū)采動(dòng)果松散層底部的3隔受采動(dòng)影響作用下黏價(jià)指數(shù)、黏土層直男隔男拉隔水性評(píng)價(jià)指數(shù)水作用的極限值0因

11、鍵黏土層受采動(dòng)拉伸變水性隔水性臺(tái)匕目匕幾乎無(wú)導(dǎo)致圍變形的過(guò)程水位的變化黏土隔水層如何起到關(guān)鍵隔水作象地解釋了3隔和4隔鍵層的原因0如圖5所土層阻隔上部含水層水4.防砂安全煤柱留設(shè)采區(qū)淺部略頭區(qū)在綜全煤()柱留設(shè)方式柱依據(jù)已經(jīng)取的科()柱的安全開(kāi)采上防砂煤()柱的安全170m防砂基柱厚度與保護(hù)層厚度之和0地開(kāi)采上限確止基厚保護(hù)層厚度14m8煤開(kāi)69m垮落帶高度48m1,保動(dòng)畫(huà)中利用動(dòng)畫(huà)演示()柱留設(shè)方式的合度的最終確止保護(hù)層計(jì)算0最終在回采達(dá)到煤()柱的位置及構(gòu)用的整個(gè)過(guò)程直觀(guān)形可以作為本采區(qū)隔水關(guān)示為8煤回采結(jié)束時(shí)黏流向采場(chǎng)的示息圖0及開(kāi)采上限確止新東四放開(kāi)采條件下采用安為防砂安全煤()研成果7煤防砂煤限標(biāo)高為一157m8煤開(kāi)采上限標(biāo)高為一為垮落帶最大發(fā)育高度面標(biāo)高+31.53m對(duì)于7煤度53m1,垮落帶高度39m1,采上限確止基厚度護(hù)層厚度21m10在制作的詳細(xì)介紹了安全煤理選擇過(guò)程垮落帶高厚度的選取方法和大小開(kāi)采上限停采時(shí)保護(hù)成可一目了然地呈現(xiàn)于觀(guān)者面刖把水體下采設(shè)問(wèn)題由復(fù)雜抽象轉(zhuǎn)字、聲音和目早音樂(lè)容易掌握0結(jié)束語(yǔ)通過(guò)地質(zhì)建模和可視的全過(guò)程直觀(guān)地模擬再最大程度上還原了水體示了煤層