倾斜采空场的空场处理机理分析

在变荷载的条件下 ,推导了倾斜采空场的空场处理前、后正应力的分布。求解了切槽放顶的最佳位置。结果表明 ,倾角为 4 0°,标高为 971.5 m是切槽放顶的最佳位置。松散体接顶后 ,下部水平荷载降低 ,钢砼隔离墙较深部水平承受压力增加 ,顶板应力向三维状态变化 ,有利于安全采矿     

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。     

某铅锌矿巷道围岩破坏原因及治理对策分析

为了澄清1 330 m中段巷道发生冒顶、片帮及底鼓的原因,并预测深部各中段巷道的地压显现规律及治理对策,应用FLAC3D模拟实际开挖和开采过程,并分析巷道围岩的应力变化。结果表明:巷道地压显现是拉应力长期作用而发生疲劳拉坏的结果;南侧矿体无断层与巷道贯通,且离1 330 m中段巷道较远,其开采对巷道稳定性影响微弱;北侧矿体有正断层与巷道贯通,离巷道水平距离只有10 m,其开采是引起巷道围岩拉应力增大的主要原因,贯通断层是引起巷道围岩拉应力增大的次要原因;深部巷道应布置在矿体下盘分界线以外不小于15 m处;鞍部矿体采空,有利于1 330 m中段巷道卸压,对1 280 m中段巷道卸压效果微弱;确保断层附近顶柱的完整性,有利于降低巷道围岩的拉应力;对拉伸疲劳破坏的巷道,采用无预应力锚杆支护几乎不起作用。该结论与开挖、开采实践基本吻合。     

基于应力与位移分析的地表沉陷区圈定

地表沉陷区是判定地表建(构)筑物稳定性的重要依据,一般认为沉陷区内地表的下沉值较大,不利于建(构)筑物稳定。充分采动时通常在垂直和平行矿体走向的主断面上,从采空区边界按照查手册确定的地表移动角向地表绘出矿体两侧的地表临界变形点,再连接这些临界变形点形成地表移动区。不充分采动或充填法采矿时还没有地表移动区的圈定方法,只能沿用充分采动的圈定方法,导致圈定的范围过大或评价结论不可靠。基于房柱式留矿法对地表滑坡影响的理论分析和数值模拟,得出不充分采动时绘制地表移动区的启示,并结合充填采矿的地压规律研究,探讨了充填采矿的地表移动区绘制方法。结果表明：充填采矿时应根据主断面开采的应力与位移分析确定地表沉陷区绘制的参考面及地表移动角;附近几乎受拉或地压与原岩应力区别很大的位移等值线与水平面所成的角应为地表移动角,否则,根据附近不受拉或处于原岩应力状态的位移等值线确定的移动角偏小,圈定的地表沉陷区过大;主断面内位移变化明显的平面应为参考面,如矿柱稠密或充填法采矿时最顶部采场的顶板。     

露天矿边坡稳定性检测的几个问题

随着露天矿有效和合理的开采深度的不断增加,边坡的暴露面积、高度以及维持时间也不断增加,造成边坡不稳定因素的增加。加上一些矿山对边坡管理不善,最终可能导致露天矿边坡岩体滑动或崩落坍塌,给国家财产、矿产资源和人员生命安全带来严重的危害和损失。 为了贯彻“安全第一,预防为主”的安全生产方针和国家有关安全法规,加强矿山安全监察,开展边坡稳定性定期检测很有必要。     

露天矿最终边坡角的数值模拟研究

为了合理确定露天矿最终边坡角,在岩石力学试验和工程地质调查研究的基础上,分别应用三维弹性有限元程序ANSYS、三维弹塑性有限元程序PHASE2和三维黏弹塑性有限无程序EVP模拟最终边坡角为42°、50°、53°的开挖模式.建立计算模型时,最终台阶坡面角取65°;按照《矿山安全规程》,台阶高度12m时,安全平台宽度取4m,清扫平台宽度取6m;台阶高度14 m时,安全平台宽度取5 m,清扫平台宽度取8 m.结果表明,上帮最终边坡角不超过48°,下帮最终边坡角不超过50°,端帮最终边坡角不超过49°.较原有设计上帮可增大6°,下帮可增大8°～ 10°.     

采空区处理方法研究进展

采空区处理问题一直是国内外普遍存在的采矿技术难题。简要综述"崩"、"充"、"撑"、"封"等4类基本的采空区处理方法和4种简单联合法。认为联合法是一类最有发展前景的采空区处理方法。专门阐述几种采空区处理的新方法。提出采空区处理方法的发展方向:切合实际、经济简便、技术可行,能定量设计与分析,能消除冲击地压,能控制开采地压,能智能选择,其发展应以围岩应力和变形仿真为核心。     

露天矿最终边坡角的快速拉格朗日有限差分法研究

某露天钼矿,矿体为石英粗面岩,下盘为流纹岩,上盘为粗面凝灰岩。原设计坑底标高为630 m,最终边坡角上盘实际取48°,下盘取50°。二期设计坑底标高为500 m。为了探索露天坑底延伸后的最终边坡角,分别应用ANSYS和快速拉格朗日有限差分法(FLAC-3D),研究矮台阶和高台阶开采的边坡稳定性及局部边坡加固方法。结果表明:应用ANSYS软件在D-P准则下研究最终边坡角及边坡稳定性是不合适的;由FLAC-3D得出经济合理的最终边坡角为48°~50°。为确保边坡的长期稳定,应用长8 m的锚索加固局部台阶,可减小其潜在的受拉区中的拉应力值;按一根锚索承担的台阶潜在的受拉区的岩体自重施加锚固力是合理的;若高台阶坡面角不变,边坡稳定性略有恶化;降低高台阶坡面角可加大边坡的稳定性。在莫尔-库伦准则下FLAC-3D适合搜索岩质边坡的潜在受拉区,据此确定最终边坡角技术可行、经济合理、简便适用。用该方法研究最终边坡角,克服了极限平衡法必须事先假定滑动面的弱点。     

丰山铜矿副井稳定性评价

丰山铜矿副井距北露天边坡较近。剥离、开挖造成的边坡岩体应力的调整及开挖过程中爆破振动,可能影响副井的稳定性。本文论述副井稳定性的评判。结果表明:爆破振动不足以引起副井井壁、井塔破裂,边坡岩体应力的调整未危及副井和围岩的稳定性。