基于接触带稳定性的回采顺序优化分析

为了确保无底柱分段崩落法和充填法接触带的稳定性,需要选择合理的充填法和2种采矿方法并存下的最优回采顺序。为此,将2种采矿方法接触带简化为简支梁加弹簧约束的力学模型进行切应力和挠度的计算,定量分析接触带的应力变形情况。同时利用数值模拟软件,选择程潮铁矿典型剖面进行模拟,在接触带设置系列监测点,通过主应变值评判回采顺序。模拟试验结果表明:上向水平分层充填法适合保安矿柱的开采。2种采矿方法作用下5种回采顺序的模拟比较,方案a的C5→B1→C4→B2→C3→B3→C2→C1回采顺序更利于2种采矿方法接触带的稳定,说明错开协调的回采方案更优。     

高应力矿山回采顺序优化模拟与分析

青海格尔木锡铁山铅锌矿为高原高应力矿山,在回采过程中受到围岩应力较大,严重影响矿山的安全回采.通过运用数值模拟软件对高地应力状态矿山按照顺序依次回采、“隔一采一”、由中间向两边采的3种矿房回采方案和6种矿柱回采方案进行数值模拟计算,对照回采各方案围岩应力动态变化情况,比较各回采方案的优劣,并得出较优的回采顺序,对高应力矿山安全生产具有重要的推广应用价值.     

回采中预防矿山冲击地压发生的措施

1 选择合理的回采顺序和采矿方法1.1 选择中央向两翼回采的顺序 塔什塔戈尔斯基矿于1981～1982年回采期间,曾形成2个矿块相向的回采顺序,产生了极高的动压,频率和能量均达到最高水平。研究表明,不管是整个矿床或单个矿块的回采顺序,都应从中央到两翼,尽量不留矿块间柱,以免矿柱回收时危险性更大。该矿采用的阶段强制崩落法就是从各水平的矿体中央向两翼回采的。为了对矿块中的矿体进行应力卸荷,在矿块中央沿最大应力作用方向开凿卸荷槽和安全补偿槽。采用深孔挤压爆破一步崩落矿石,不留矿柱,有发生矿山冲击地压危险的巷道,采用混凝土支护或可伸缩性     

大红山铜矿矿柱回采实践

大红山铜矿设计采矿方法以小中段空场法为主、房柱法为辅,在回采过程中矿柱损失率较大,主要是中段及盘区间柱矿量所占比重较大,采切设计矿柱损失率在21%左右,加上局部保护矿柱及场内损失,最终损失率接近30%。为了有效地回采矿柱资源,降低损失率,根据矿体赋存条件,结合矿山常用的小中段空场嗣后充填采矿法和房柱法的回采情况,在对矿柱进行数值模拟研究,及对顶板和充填体进行稳定性分析的基础上,对部分矿柱分别采用有底柱留矿法和无底柱留矿法进行了回采,取得了较好的经济效益,矿柱回采率达50%以上,从而使损失率指标进一步优化。     

空区处理与残矿回采对围岩及地表影响的数值模拟分析

为了提高矿山企业开采的生产效益及确保施工中设备人员的生命财产安全,采用现场声波测试试验与室内物理力学试验得出的力学参数,应用FLAC3D数值模拟软件,在空区顶板-矿柱体系简化为弹性矩形薄板-H-K体流变力学模型的基础上,分析空区处理与残矿回采对围岩及地表的影响规律。结果表明:矿区三中段充填回采过程中压应力最大值出现在Ⅲ-10开采之后,右帮壁形成了9. 8 MPa的压应力集中区;拉应力区域主要存在于充填体内,且大部分拉应力超过了充填体抗拉强度幅值0. 12 MPa;地表移动带范围内垂直方向位移保持在0～1 mm。实际施工中应采取加强充填体强度达0. 27 MPa以上或保留部分矿体支撑顶板等措施确保回采安全。     

三鑫金铜矿残矿保护性开采方案研究

针对三鑫矿山采用充填采矿法在回采矿房过程中留存大量底柱不能及时回采,后期回采存在安全隐患等问题,对矿山地质条件进行调查,利用Mathew法对矿房稳定性进行研究,结合矿山实际开采计划,对桃花嘴矿区-570～-720四个中段制定了协同回采方案,并利用FLAC3D数值模拟软件对协同回采方案进行可行性探讨.研究表明,为了保持采...     

村庄下条带开采留设煤柱充填回采安全性研究

为探究充填回采条带留设煤柱的安全可行性,首先,提出条带开采留设煤柱充填回采方案,通过理论计算充填体荷载及强度,分析充填体的稳定性;其次,根据条带开采后岩层移动情况确定预计参数,采用概率积分法计算充填回采后地表移动与变形,结合建筑物损坏等级评定标准,分析地表建筑受损情况,验证充填回采条带煤柱的适用性;最后,以佛店村庄下充填回采条带煤柱为实例进行分析。结果表明:条带充填体荷载22. 3 MPa,充填体强度31. 3 MPa,充填体安全系数1. 41,可使地表保持长期稳定。采用充填回采方案可将地表移动变形控制在Ⅱ级变形范围内,使地表建筑的正常使用不受影响。     

早强充填体与矿柱相互作用的声发射特征试验研究北大核心CSCD

为了更好厘清充填体与矿柱相互作用机理,提出使用石蜡作为胶结剂,通过尾砂加石蜡拌合模拟充填体,建立充填体与矿柱相互作用的复合体模型。基于充填体与矿柱侧边存在临空面这一实际情况,采用自制的双轴加载装置模拟井下早强充填体与矿柱共同受载情况。借助声发射仪监测充填体与矿柱在加载作用下的AE振铃计数及AE点发生位置。试验结果表明:尾砂+石蜡模拟充填体加载破坏后存在残余应力;充填体与矿柱复合体试样在加载过程中的内部破坏主要发生在充填体内和充填体与矿柱接触带区域。     

早强充填体与矿柱相互作用的声发射特征试验研究

为了更好厘清充填体与矿柱相互作用机理,提出使用石蜡作为胶结剂,通过尾砂加石蜡拌合模拟充填体,建立充填体与矿柱相互作用的复合体模型。基于充填体与矿柱侧边存在临空面这一实际情况,采用自制的双轴加载装置模拟井下早强充填体与矿柱共同受载情况。借助声发射仪监测充填体与矿柱在加载作用下的AE振铃计数及AE点发生位置。试验结果表明:尾砂+石蜡模拟充填体加载破坏后存在残余应力;充填体与矿柱复合体试样在加载过程中的内部破坏主要发生在充填体内和充填体与矿柱接触带区域。     

充填体与岩体能量和强度匹配的分析及应用

矿山嗣后充填法中,采用经验类比法判定胶结充填体的强度存在诸多问题。利用新的方法来分析充填体与岩体的匹配是必要的。对某铜矿灰砂比为1∶6、1∶8、1∶10和1∶12的4种尾砂胶结充填体进行力学试验和匹配分析。首先利用损伤力学方法建立充填体破坏前本构方程,根据岩体开挖释放能量与充填体蓄积应变能相近的原则,来判定岩体与充填体的匹配;然后运用GTS/MI-DAS有限元软件模拟开采-充填过程,根据应力变化与充填体极限强度的大小关系判定两者的匹配。2种方法所得到的结论一致。分析结果表明,该矿山宜采用充填配比不小于1∶10的尾砂胶结充填体。     

7.0 m采高综采面回采巷道变形破坏规律研究

针对神东矿区大柳塔煤矿采用7.0 m采高综采面回采5-2煤三盘区时回采巷道出现不同程度的变形破坏现象,采用现场实测的方法对52304及52303工作面回风顺槽之间的区段煤柱进行了巷道变形及应力变化规律的监测,并运用FLAC3D数值模拟软件对不同埋深条件下两工作面之间区段煤柱的应力分布规律进行了模拟,最后总结分析了回采巷道变形破坏的机理,并得出采空区段煤柱的失稳是造成回采巷道变形破坏的根本原因。从而为巷道的合理布置及相应控制对策的提出提供基础数据,以保证矿井安全高效的生产。     

某金矿采场岩矿冒落预测预报研究

某金矿采用上向分层废石充填采矿方法回采,采场常发生块体滑移、坍塌。开展了块体分析基础上的声发射技术预测预报研究。结果,保证了采矿的安全。     

矿岩接触带巷道顶板变形问题研究

为研究矿岩接触带巷道顶板变形对接触带巷道稳定性的影响,以大冶铁矿矿岩接触带巷道为研究对象,通过力学分析,建立接触带巷道顶板力学模型,推导接触带巷道顶板岩梁挠度表达式;运用FLAC3D数值模拟软件,模拟接触带巷道顶板应力分布和沉降量的变化情况;通过现场监测试验,分析接触带巷道矿岩两侧顶板累积沉降量和沉降速率的变化规律。研究表明:接触带巷道两帮应力局部集中,顶底板存在卸压现象,且顶板应力在接触带处出现波动跳跃;巷道顶板沉降显著,但位移云图变化平稳,位移影响区范围为沿巷道方向接触带前后5.00m左右;接触带巷道铁矿侧顶板累积沉降量和沉降速率均比大理岩侧小;接触带巷道大理岩侧顶板沉降速率先增大后减小,铁矿侧顶板沉降速率先增大后减小再增大再减小。     

基于瓦斯涌出量预测的近距离煤层群开采顺序优化选择

随着中厚煤层资源的枯竭,近距离薄煤层群开采成为我国资源的重要补充。煤层群开采时合理的采掘部署是防止工作面瓦斯集中涌出的关键,本文通过分析近距离煤层群开采时各回采顺序下工作面瓦斯涌出量,建立了以工作面瓦斯涌出量预测为基础的近距离煤层群开采优化模型,利用计算机编程实现了模型的可视化操作。该模型通过对比分析全部种回采顺序方案,选择整个回采期间瓦斯涌出量最均衡的方案为最优方案。对翔升煤矿进行了实例分析,结果显示合理的回采方案可以使工作面最大瓦斯涌出量大大减小,使整个回采期间工作面瓦斯涌出量趋于均衡。为煤层群开采优化技术中的瓦斯环节提供了理论依据。     

急倾斜矿体空场法开采的矿柱回收与卸压开采效果数值分析

矿柱回采方法不恰当,将致使大量矿柱残留采场而无法经济、安全地回收。为了解决上述问题,避免或消除深部开采产生的地压灾害,提出了间隔矿柱抽采法回采间柱,"V"型松动爆破并上盘底板松动爆破隔断开采,采用FLAC3D数值模拟了矿柱回采及深部卸压开采的应力变化过程,将数值模拟结果与实际开挖进行了对比,并在此基础上评价了矿柱回收及卸压开采的效果。结果表明:间隔抽采矿柱后,1 010 m中段第一分层顶柱及其以下保留的矿柱不会发生冒落,但上盘局部千枚岩会因长期拉伸疲劳破坏而垮塌,为了避免采空区顶板长期暴露、垮落而造成出矿贫化,必须加快出矿;"V"型松动爆破并上盘底板松动爆破隔断开采,降低了910 m中段开采的应力集中程度,基本消除了910 m中段开采时发生岩爆的应力条件;回收过矿柱的相邻采空区的分隔间柱,其回采宽度不应超过1/2;相邻两采空区都间隔抽采间柱并卸压开采后,960 m中段基本实现了垮塌的千枚岩或残留矿柱充填采空区,从而消除了采空区隐患。     

泥质软弱破碎矿脉浅眼回采控制爆破试验研究

针对前河金矿泥质软弱破碎矿脉下向进路回采过程中超爆、上下盘围岩大面积垮塌、爆破后支护作业困难等问题,在总结分析软弱破碎岩体爆破特性的基础上,基于减震控制爆破基本理论,提出了“预留顶板充填体减震层、径向不耦合装药、控制边眼装药量、秒延期多段别控制起爆”等系列综合减震控制手段,据此分别针对Ⅳ级和Ⅴ级破碎岩体提出了2种具体的浅眼回采控制爆破技术方案,并进行了现场回采爆破试验。试验结果表明:所提出的2种方案均能够有效的控制回采边界,爆破后进路顶板充填体和上下盘围岩完整性良好,为后续采场出矿、支护等创造了有利的时空条件,且炸药单耗较原方案均有所降低。研究成果可分别在矿区范围内类似条件下推广应用。     

基于FLAC3D分析的某铁矿充填效果研究

为解决辽宁某铁矿开采后地表沉陷问题,验证自研的复合激发尾砂胶结充填体充填效果,运用FLAC3D模拟软件对铁矿二步骤充填开采和地表沉陷进行数值模拟计算研究.研究结果表明:采用3种胶结充填体分别进行二步骤充填后,盐基、碱基、水泥基胶结充填体内部的应力平均值分别为0.92,0.79,0.93 MPa,最大位移值分别为38,2...     

废石尾砂交替充填采场复合支撑体应力协调研究

为解决废石尾砂交替充填采场中复合支撑体的不均匀承载问题,以典型废石尾砂交替充填采场为例,采用有限元数值模拟方法,分析复合支撑体内部的不均匀承载特征,进一步探讨协调废石尾砂交替充填采场应力的可行方法及其适用性,提出基于柔性接顶的应力协调方案,并通过弹性力学分析和数值模拟验证应力协调方案的有效性。结果表明:废石尾砂交替充填采场的支撑荷载大部分集中在相对刚性的废石充填体上,而尾砂充填体未充分发挥其承载作用,不利于复合支撑体的安全稳定;采用基于柔性接顶的应力协调方案,可通过较小厚度的柔性接顶有效改善复合支撑体的不均匀承载状态,提高充填体的支撑效率。     

多级机站通风在我矿的应用

河东金矿是一个采选能力600t/日的中型黄金矿山,矿体长300m左右,厚7～30m。竖、斜井联合开拓,采矿方法为上向分层湿式管道尾砂充填法,分段高度20～30m。每个采场有充填井、溜矿井、顺路人行井和脉外人行井等与中段运输巷连通。采矿作业主要在一个中段内进行,上中段常有部分残留矿体回采和矿柱回收,下中段为采准掘进作业。 我矿原有通风系统为竖井进风、南井排     

应用突变评价理论选择采矿方法

采矿方案的优选是一个复杂的多目标选择问题 ,传统的选择方法是经验类比法 ,且具有很大的主观随意性。笔者应用突变评价理论 ,对采矿系统进行多层目标分解 ,根据归一公式进行量化递归运算 ,分别计算出不同采矿方法的总突变隶属函数值 ,从而确定最优采矿方法。该方法结合实例 ,给出了具体步骤和计算结果 ,并与文献 [6 ]的结果进行比较 ,结论基本相似 ,突变评价法为采矿方案的优化提供了一种新的方法。