Investigación sobre el patrón de colapso de las rocas sobrecargadas y caracterización del desarrollo de los poros en...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería geotécnica
• Ingeniería Minera
• Mecánica de las rocas

Sus antecedentes:

• La minería de carbón altera significativamente la tensión subterránea, lo que lleva al colapso de la roca y la formación de poros.
• Estos cambios aumentan los riesgos de obstáculos de agua de la mina, explosiones de gas y daños a las estructuras de superficie.
• La utilización de espacios mineros abandonados ofrece soluciones de gestión innovadoras.

Objetivo del estudio:

• Investigar los patrones de colapso de los estratos superpuestos y el desarrollo de poros en áreas de minas abandonadas.
• Analizar la evolución de los campos de tensión y desplazamiento durante la minería.
• Proporcionar apoyo teórico para la gestión inteligente de las minas abandonadas.

Principales métodos:

• Análisis teórico combinado, simulación numérica UDEC y monitoreo de campo.
• Se ha establecido un modelo numérico 2D que simula el avance de la cara de trabajo.
• Aplicó la teoría del anillo O y el modelado MATLAB para analizar la distribución de poros.

Principales resultados:

• La sobrecarga forma una estructura "vertical de tres zonas" (colapso, fractura, hundimiento por flexión).
• Se observó un "efecto de arco dinámico" en el desplazamiento y una distribución de tensiones en forma de "W" en evolución.
• La porosidad de la zona de colapso muestra una distribución no uniforme de "bordes altos, centro bajo" (0,4 a 0,2).

Conclusiones:

• El estudio aclara los mecanismos acoplados de difusión de la tensión y de autosuficiencia de la masa rocosa.
• Desarrolló un modelo de evolución dinámica para la porosidad de la masa de roca colapsada.
• Los hallazgos apoyan prácticas de ingeniería como el encofrado y el manejo inteligente de minas abandonadas.