嗣后充填法采场顶板稳定性研究

根据罗河铁矿工程地质实际,基于弹性力学小变形薄板理论为基础,得出评价顶板稳定性的顶板安全系数,采用正交敏感性极差分析法,以顶板安全系数作为评判指标,对影响顶板稳定性因素进行了敏感性极差分析,得出了顶板厚度对顶板稳定性影响最大,随后依次为顶板宽度(顶板跨度)、岩层抗拉强度、顶板长度、岩层抗剪强度,并运用数学线性回归分析法,对影响顶板稳定性的不同因素进行了线性回归,对回归系数进行了MATLAB残差验证分析,得出了不同因素综合作用下的顶板安全厚度的数学预测模型,最后得出了罗河铁矿嗣后充填回采的顶板安全宽度为9m左右。     

罗河铁矿采场稳定性影响因素分析

根据罗河铁矿选用的嗣后充填采矿法,结合矿山工程地质,基于Bieniawski矿柱强度理论和矿柱截面积承载理论、弹性力学小变形薄板理论为判别准则,运用正交敏感性分析方法,对嗣后充填采场矿柱和顶板的稳定性影响因素进行理论分析,分别得出各影响因素对矿柱及顶板稳定性影响大小,其中,矿柱宽度和顶板厚度分别对矿柱和顶板的稳定性影响最大。     

基于FLAC~(3D)的房柱法采场人工矿柱参数优化模拟

基于某矿的开采现状,根据采场顶板围岩的应力分布和破坏机理,得出不同开采深度条件下的矿房宽度,根据覆载下充填体人工矿柱的力学分布特征,综合考虑采场与矿柱的几何特征、力学性质、原岩应力场的变化等因素得出各中段合理矿柱宽度,并借助数值分析软件FLAC~(3D)分析人工矿柱结构参数对房柱法采场稳定性的影响,根据分析结果最终确定出合理的人工矿柱合理参数。     

充填体下水平矿柱影响因素和安全厚度模拟分析

为分析东同V号矿体充填体下水平矿柱的稳定性,采用AHP分析方法得出影响充填体下水平矿柱稳定性的因素权重排序,得出水平矿柱的厚度为最重要因素.利用小变形薄板理论的公式计算水平矿柱最小安全厚度为5 m,在此基础上,建立数值模型进一步模拟分析,对水平矿柱厚度为5 m至9 m进行应力、垂直位移及塑性区分析,最终得出,水平矿柱厚度小于7 m时,有破坏的危险,为矿山开采提供指导.      

基于可参考经验公式的防水矿柱留设研究

针对白象山铁矿富水形态多变矿体,进行了基于可参考经验公式防水矿柱留设研究。通过发育体系下防水矿柱留设得出了富水层下矿体分段空场嗣后充填采矿法、上向水平分层充填采矿法和预控顶进路充填采矿法最大空顶高度和导水裂隙带高度。通过断裂构造附近矿柱留设研究得出了在断裂构造附近矿体倾角达到一定程度时,倾角越小,所留设防水安全矿柱越宽,为安全起见,选取了其最小倾角,静水压力水头高度按断层导通含水层在各勘探线最高高度计算,得到采用不同采矿方法时,各断层防水安全矿柱留设宽度平均值为104.77 m。     

某矿采场结构参数设计及顶板稳定性判别

某矿采用人工矿柱代替原生矿柱的房柱采矿法回采,首先根据采场顶板围岩的应力分布和破坏机理得出矿房宽度;然后通过考虑人工矿柱应承受的压力与矿柱强度的关系,在一定的安全系数条件下计算出人工矿柱的宽度,确定出合理的采场结构参数;最后通过Mathew稳定图表法,判别出该采场结构参数对应顶板暴露面积的稳定性。研究结果表明:通过计算得出的采场结构参数为:矿房宽度14 m,人工矿柱10 m;运用Mathew稳定性图表查出N=18.31和S=6.14时,对应的采场顶板暴露面积落点位于稳定区,判别出采场顶板稳定性较好,暴露面不需进行全面支护,只需有局部支护用于控制岩块的片落。     

边坡稳定敏感性分析方法

介绍了根据正交试验结果利用极差分析和方差分析对影响边坡稳定性的因素进行敏感性排序的方法。     

复杂条件下隔离矿柱回采的稳定性分析

以某矿隔离矿柱回采为工程背景,采用数值模拟和相似材料试验两种方法对崩落法采场和充填法采场之间隔离矿柱回采过程中的稳定性进行精细分析。研究表明,随着采空区宽度的增加,采场中应力逐渐向留设条形矿柱中进行转移,随着条形矿柱宽度的缩小,稳定性逐渐变差,当条形矿柱宽度为2.5 m和3 m时,条形矿柱及采场整体稳定性较好,兼顾回收率与稳定性,预留条形矿柱宽度为2.5 m是合适的。空区回填后,条形矿柱中的应力值有大幅的下降,而崩落法采场、充填法采场及顶板中的应力充填前后基本不变,回填后充填体能起到良好的支撑作用,而充填法采场和崩落法采场中应力分布不受充填体的影响。     

基于正交分析法的覆盖型岩溶塌陷影响因素敏感性分析

为比较各因素对覆盖型岩溶稳定性的影响程度,通过对8个影响因素在不同参数下的正交试验,采用单因素分析法、多因素极差分析和方差分析相结合的方法研究各影响因素敏感性顺序。结果表明:土洞直径、覆盖层土体粘聚力以及覆盖层厚度是影响岩溶覆盖层稳定性的3个最主要因素,其他因素影响程度相对较低,为岩溶塌陷预警防治措施提供指导依据。     

崩落法转阶段嗣后充填法采场稳定性分析

借助修正后的RMR方法对和睦山铁矿工程岩体进行了分级.分别采用厚跨比法、结构力学梁理论以及普氏拱理论对矿柱进行了研究,获得了嗣后采场破坏模型以及采场失稳演化过程.分析了采场尺寸、矿岩坚固性系数、抗拉强度以及内摩擦角对崩落法转阶段嗣后充填法采场稳定性的影响.通过极限平衡法建立了阶段嗣后充填法矿柱安全系数方程.研究结果表明:矿岩的坚固性系数和抗拉强度对顶板临界厚度影响明显;矿岩的内聚力对矿柱的安全系数影响最为显著.最后将上述结果应用到和睦山铁矿嗣后采场稳定性分析中,得到了块矿地带的采场顶板临界厚度和矿柱安全系数,并从理论角度分析19#矿房跨塌的原因.      

大采高沿空掘巷小煤柱稳定性分析

围绕谢桥矿1161（3）工作面特定地质条件,进行了相应大采高沿空掘巷的小煤柱尺寸留设、小煤柱围岩应力场和位移场特征的数值计算。对比不同采深的巷道围岩应力场和位移场特性,给出了不同采深煤柱尺寸留设建议,得出该地质条件下采深500 m应取3～5 m宽度煤柱,采深700 m应取5～7 m宽度小煤柱,超过1 000 m的开采深度煤柱宽度应在7 m以上。     

戈塘金矿房柱法开采围岩稳定性分析

戈塘金矿矿体厚度变化较大,地质条件复杂。为科学设计井下采场参数,分析采空区顶板的破坏机理及矿柱的承载机理,指导矿山安全生产,以戈塘金矿为研究对象,设计了采场参数,分析了采场围岩稳定性。通过理论计算,采用房柱法开采时,推荐矿柱尺寸为3 m×3 m,矿房跨度不超过10 m;利用有限元软件Phase2对留设不同宽高比的矿柱时采场围岩的稳定性进行了数值模拟分析。结果显示:矿柱内部出现应力集中,采空区顶底板、岩帮为应力降低区域;随着矿柱宽高比的增大,采空区边界附近的应力水平和位移降低,矿柱内应力集中得到缓解,变形量降低。综合分析认为,矿柱宽高比对采场围岩稳定性有一定影响,保持矿柱宽高比约为0.500,可以较好地维持采场稳定。     

基于未确知测度理论的石英脉型钨矿山采空区稳定性评价

采空区是地下矿山重大安全隐患源,其稳定性是行业科技工作者关注的焦点。以石英脉型钨矿山采空区稳定性评价作为研究对象,基于未确知测度计算理论,构建了适用于脉型矿床的采空区危险性评价体系及分级标准,并应用于矿山评价实践。结果表明：浅孔留矿法单脉开采空区稳定性普遍优于阶段矿房法脉带开采空区,矿柱的回收极大地加速了空区的失稳破坏;评价结果与矿区实际情况吻合度高,可为矿区采空区处理与残矿回收提供指导意见。基于未确知测度理论的空区稳定性评价为石英脉型钨矿山采空区稳定性评价提供了一种新的途径。     

高比例精矿粉对烧结的影响分析及强化措施探讨

太钢吕梁铁矿投产,烧结铁料中自产铁矿的配比超过了85%,且自产铁精矿粒度很细,其中吕梁铁精矿不超过0.045mm的比例占到了96%以上。要在730mm左右的料层高度条件下,为4350m3高炉生产优质烧结矿,难度较大。会使混合料制粒效果变差,而且自产精粉比例较大,配矿结构调整余地很小,不利于烧结过程的进行和烧结矿质量的改善。为了给烧结配用自产资源提供技术支持,摸清高比例精矿粉对烧结造成的影响,在技术中心进行了烧结杯试验。试验结果表明：随着精粉率的提高,烧结矿的产、质量指标变差,当精粉率超过70%时,烧结过程变得缓慢,特别是全精粉烧结时,控制不好,会出现烧结熄火,烧结过程停滞的现象。为此,要采取强化制粒、优化燃料粒度、提高碱度等有效措施。     

近距离煤层工作面煤柱合理留设与巷道围岩控制技术

为探究近距离煤层工作面煤柱合理留设宽度以及回采巷道围岩控制技术,以回坡底煤矿近距离煤层开采为工程背景,通过数值模拟、理论分析、现场实践等技术手段对不同宽度条件下煤柱破坏演化过程、影响因素、底板破坏范围以及11号煤层回采巷道围岩控制技术进行了深入研究。研究结果表明:(1)煤柱在预留煤柱时期、区段煤柱时期、保护煤柱时期、孤岛煤柱时期四个阶段过程中,煤柱破坏范围逐渐增大;煤柱弹性核占比均随煤柱宽度的增加而增加,本煤层回采巷道随煤柱宽度的增加从非对称性破坏逐渐演化为对称性破坏。煤柱破坏宽度与煤层倾角、黏聚力、煤柱宽度、内摩擦角和泊松比等因素成反比关系,只与埋深成正比关系。(2)随着煤柱宽度增大,煤柱底板破坏宽度与深度会发生变化,且底板破坏集中在煤柱边缘侧,煤柱正下方底板破坏区域较小。(3)煤柱应力集中作用致底板下方最大主应力发生偏转,底板任意一点与煤柱中心线的距离越大,最大主应力偏转角度越小;随着11号煤层巷道与煤柱边缘距离的增大,巷道围岩塑性区由倾斜的“X”形分布转变为倾斜的“8”形分布,再转化为倾斜的“O”形分布,最终转化为椭圆形分布;离煤柱距离较近时,巷道往往出现非对称性破坏,支护也要采取非对称支护形式。      

露天边坡对地下采场覆岩稳定性影响的数值模拟研究

以某矿山露天转房柱法地下开采为研究背景,根据现场调研获得的岩土力学参数,利用FLAC3D等软件进行三维建模[1],对倾角为40°时边坡高度为90m的地下采场上覆岩层位移与应力响应特征进行数值模拟分析。研究结果表明:在露天终了边坡高度为90m倾角为40°时,地下开采完后采场上覆岩层受到开挖的扰动,稳定性降低,塑性区面积已经发育至坡面,整个岩体处于临界破坏状态,不利于矿山的安全稳定,因此建议该矿山露天终了边坡高度不超过90m。     

锡林矿业采空区稳定性微震监测可行性研究

介绍了锡林矿业采空区分布特征及下一步矿柱回采过程中面临的地压问题,结合多通道微震监测技术特点,指定了覆盖采区的18通道微震监测系统技术方案。通过对采区微震监测技术应用可行性研究,可实现矿柱回采过程中采区稳定性实时、在线和全方位立体监测,为采区安全回采提供技术支撑。     

分段空场嗣后充填采矿法采场结构参数优化研究

为减少地下资源损失、增加矿山经济效益、提高生产环境的安全性,矿山“三下”开采越来越受到重视。以金口岭矿段“三下”矿体实际开采为工程背景,利用有限差分软件FLAC^3D建立矿山开采数值模型,研究分段空场嗣后充填采矿法的采场结构参数对采场围岩稳定性及地表变形的影响。研究结果显示,盘区长度太大而顶柱厚度和间柱宽度太小,不利于维持采场稳定和控制地表变形。综合考虑分析结果、矿山实际及经济合理性,得出最佳结构参数：盘区长度为60 m,顶柱厚度为7 m,间柱宽度为8 m,该参数既能维持采场围岩稳定,又能控制地表变形,为类似矿山开采提供一定的参考意义。