崇礼紫金矿业矿柱开采的稳定性分析

以河北崇礼紫金矿业公司的试验采场为研究对象,在归纳、分析以往资料的基础上,通过现场监测、数值模拟等方法对采场在回采过程中的稳定性进行了分析。对回采过程中试验采场的应力发展规律及采场稳定性进行了研究。重点探讨了回采顺序对试验采场矿柱的稳定性的影响。数值模拟结果表明,用"隔一采一"的方法进行回采,所留的20m矿柱在目前情况下是比较安全的,随着开采深度的增加,采场顶底板的应力增大,局部出现破坏,因此需要对顶底板进行相应的处理或者增加顶底板的厚度。     

高水平应力下孤岛破裂矿柱开采技术研究与应用

铜坑矿92^#矿体采用空场嗣后废石充填法、组合崩落法进行开采,由于采空区治理不及时、不彻底,预留的盘区柱在高水平应力作用下片帮、冒顶,成为难采孤岛破裂矿柱。以201^#线孤岛破裂盘区柱为试验采场,通过开展岩石完整性测试,评价采场底部结构的稳定性,采用数值模拟方法对盘区柱破裂演化规律进行分析,评价破裂矿柱诱导崩落的可行性,并运用"部分空场-诱导崩落法"联合回采,实现破裂矿柱诱导崩落,试验采场贫化率由29.4%降低至17.5%,损失率由43.8%降低至26.3%,取得良好的安全生产效果,可为其它类似开采条件的破裂矿柱回采提供技术参考。     

山东某铁矿矿柱回采及稳定性研究

为了避免高品位矿石浪费,对山东某铁矿的保安矿柱 进行了回采方案研究,应用简支梁模型计算矿房顶板应力、 应变规律,同时利用概率积分法建立地表下沉盆地剖面方 程,对地表下沉位移进行计算求解;在理论分析的基础上,利 用 FLAC3D数值模拟软件对预留矿柱内矿房回采充填前后 的采场稳定性进行评价,同时对矿柱回采造成的地表位移与 含水层位移进行分析。研究表明:①理论计算得到矿柱回采 完成后顶板最大竖直位移为11.8 mm,地表沉降最大值为 16.7mm,地表最大倾斜为i=0.03mm/m 远小于Ⅱ级建筑 允许值i=3 mm/m;② 数值模拟结果显示,回采全部矿房 后,矿房顶板下沉最大值为 37.49 mm,地表位移最大值为 10.6mm,含水区最大位移为14.03mm,护顶矿柱最大位移 为17.72mm;③数值模拟矿房全部回采后采场整体应力较 低且均匀分布,无应力集中,且无塑性区分布,采场稳定性良 好;④理论计算与数值模拟结果表明,矿柱内矿房全部回采 对矿房、地表、含水层和护顶柱均无显著影响,嗣后胶结充填 保证了矿柱回采的安全性。     

矿柱抽采与采空区综合治理技术研究

以太白黄金矿矿柱回采及采空区处理为研究对象,通过FLAC~(3D)对矿柱回采稳定性进行数值模拟分析,研究矿柱回采顺序及回采方案,建立空区分布模型,通过技术经济分析和空区处理方案的数值模拟,确定了矿柱抽采的优化方案及采空区处理的安全措施,并在实际生产应用中成功回采矿柱矿石12.25万t,为矿山带来了较好的经济效益和社会效益。     

残留矿柱回采与空区稳定性的有限元模拟研究

采用有限元数值方法，对某金矿残留矿柱回采及采空区稳定性进行了分析研究。结果表明：Ⅳ－4矿脉采空区充填后对维护夹壁稳定性有重要作用，上部中段比下部中段矿柱加采稳定性好，460m及其以下中段底柱回采前需采取充填或加大顶柱高度措施，采场底柱留中间采两端的回采方案稳定性最好。     

隔一采一矿柱空场回采嗣后放顶处理空区数值分析

数值模拟研究对象为崇礼紫金70号脉1304~1224 m 3中段厚大矿体部分,通过模拟矿柱回采及空区处理过程中采空区周围岩体的应力分布规律和位移变化情况,对采空区及矿柱的稳定性分析评价,以寻求适宜、安全、高效率的矿柱回采顺序及空区处理方案。     

缓倾斜极薄矿体全面法开采残留点柱回采方案及稳定性分析研究

某石英脉型钨矿床,矿体倾角平均20°,矿脉厚度0.3~0.8m,采用全面法开采。经过20多年的开采遗留下大量点柱和空区,而且相邻的采空区、以及相邻中段的采空区基本已相互贯通形成空区联合体。随着暴露时间的延长,采场应力集中,采空区安全隐患大,同时造成大量矿柱资源浪费。为了确保矿山生产安全和可持续发展,同时对遗留的矿柱进行回收,通过研究采场顶板允许暴露面积、结合开采技术条件、充填工艺研究等,确定的矿柱回收工艺和采场充填工艺,并针对试验采场的回收方案进行采场矿柱回收稳定性数值分析,综合验证了点柱充填回采的方案是安全可行的,从而为矿山空区治理与点柱安全回收提供指导。     

缓倾斜薄矿体矿柱回采采场围岩稳定性研究

为解决缓倾斜薄矿体矿柱安全高效回采这一难题,对采场围岩稳定性进行研究是非常必要的。以三山岛金矿平里店矿区为工程背景,在前期现场调查、室内力学试验及岩体力学参数工程处理的研究基础上,运用RMR分级法和Q系统分级法分别对缓倾斜薄矿体矿柱回采围岩质量进行分级研究,得出采场围岩稳定性一般;分析了缓倾斜薄矿体采空区顶板破坏机理,并基于Burgers体建立了缓倾斜薄矿体采空区流变力学模型,为采场支护提供了理论依据技术支持;设计了缓倾斜薄矿体矿柱回采采场围岩应力实时监测系统,得到了采场围岩应力变化规律,现场实践证明：监测系统精度高、运行稳定。     

基于FLAC3D的矿柱回收顺序数值模拟分析

矿柱回收顺序的选取对采空区处理过程中围岩的稳定性、安全性具有重大意义,矿柱回收顺序成为采空区处理课题研究的首要问题。采用FLAC3D,对东升庙铅锌矿2#采空区矿柱从一端到另一端顺序回采、从两端到中央推进回采、间隔跳采、从中央到两端推进这4种矿柱回收方法进行数值模拟,通过对比分析研究表明,比较合理的矿柱回收顺序为从中央向两端推进,可为安全生产提供保障。     

浅议竖井保安矿柱回收的地压控制问题

在山东罗山金矿竖井保安矿柱回收试验研究中 ,首先从工程地质调查入手 ,进行岩体与采场稳定性分析 ,确定采场结构参数 ;通过数值模拟分析对井筒安全极限值、采场开采顺序进行优化 ,进行采场及井筒安全性评价 ;及时利用废石浇注充填体限制岩石移动 ;对井筒周围岩体进行应力、位移监测。由于采取了多种方法综合管理地压 ,不仅确保了采场回采过程中的安全 ,而且保证了保安矿柱回收后竖井的安全。     

浅议竖井保安矿柱回收的地压控制问题

在山东罗山金矿竖井保安矿柱回收试验研究中 ,首先从工程地质调查入手 ,进行岩体与采场稳定性分析 ,确定采场结构参数 ;通过数值模拟分析对井筒安全极限值、采场开采顺序进行优化 ,进行采场及井筒安全性评价 ;及时利用废石浇注充填体限制岩石移动 ;对井筒周围岩体进行应力、位移监测。由于采取了多种方法综合管理地压 ,不仅确保了采场回采过程中的安全 ,而且保证了保安矿柱回收后竖井的安全     

复杂破碎矿体试验采场稳定性分析及结构参数优化

采场稳定性是复杂破碎金属矿床安全开采的关键,针对某铁矿复杂破碎地质条件,进行 采场稳定性 分析和结构参数优化研究。首先依据矿房矿柱承载机理和矿柱力学模型,结合现场岩石力学参 数测试结果及试验 矿房设计的拟回采工艺,计算得出矿柱潜在滑移面上部高度范围;其次基于 Mathew 法对试验 矿房顶板稳定性和侧 帮稳定性进行理论分析,得到矿房极限暴露长度和宽度,并建立二维平面应变模型按原设计回 采工序进行数值模 拟验证;最后结合分析结果提出改进后的回采方案。经现场试验效果较好,可为下一步采矿工 艺的确定奠定基础。     

浅议竖井保安矿柱回收的地压控制问题

介绍了山东罗山金矿竖井保安矿柱回收试验研究.实践表明,首先从工程地质调查入手,进行岩体与采场稳定性分析,确定采场结构参数;通过数值模拟分析对井筒安全极限值、采场开采顺序进行优化,进行采场及井筒安全性评价;及时利用废石浇注充填体限制岩石移动;对井筒周围岩体进行应力、位移监测.由于采取了多种方法综合管理地压,不仅确保了采场回采过程中的安全,而且保证了保安矿柱回收后竖井的安全.     

某铁矿矿柱回采安全性研究

某铁矿二采区一中段采用空场采矿法进行采矿,经过多年开采该中段未处理采空区体积已经达到40万m3,遗留矿柱矿量超过26万t,为了充分回收矿产资源矿山计划回采矿柱。由于现场未处理的采空区体积较大,而矿柱又是维持采空区稳定性的关键要素,可能部分矿柱的回采或破坏就会诱发一定规模的地压活动,威胁矿山的正常安全生产。所以在矿柱回采之前,对回采区域的矿柱进行安全性研究,可以指导矿柱回采的实施,进而保障矿柱的正常安全回采。结合矿山的现场实际情况,以应力增量理论为基础,采用工程地质调查、室内试验结合数值模拟的方法,对矿山二采区一中段需回采矿柱的安全性进行研究,确定了各回采矿柱的安全系数大小。研究结果表明矿山二采区一中段的矿柱处于安全状态,可以进行部分矿柱回收。     

特大空区下矿柱回采综合技术研究通过鉴定

安徽省冶金局于 2 0 0 0年 3月 30日在铜陵有色金属 (集团 )公司狮子山铜矿主持召开了狮子山铜矿特大空区下矿柱回采综合技术研究鉴定会。与会专家认为 ,该项研究采用了三维数学模拟、相似材料模拟试验等对采空区的稳定性进行了评价和监测 ;研究中采用的预裂爆破及钢筋砼剪力洞加固等综合技术措施有效 ;该项研究开创了未充填采空区矿体安全回采的先例 ,在保证特大采空区稳定的前提下 ,实现了可采矿柱的安全回采 ,其研究成果达国际先进水平。特大空区下矿柱回采综合技术研究通过鉴定$马鞍山矿山研究院@张传信     

全面法点柱群安全系数计算与采空区稳定性评价

为了研究房柱法开采中矿柱及采空区稳定性难题,以南温河钨矿为工程背景,采用理论分析的方法对矿柱稳定性进行分析,并利用数值模拟软件,建立数值模型,对采空区的应力分布、位移演化、塑性区分布进行分析。研究结果表明:矿柱K5、K12、K20安全系数小于1.0,属不稳定矿柱。其余矿柱安全系数均大于1.0。采空区顶板下沉量最大分别为8.2 mm和5.0 mm。底板有略微的鼓起,最大鼓起量为5.0 mm和24.1 mm。采空区1和采空区2应力分布较为均匀,其最大值分别为7.7 MPa和8.2 MPa。采空区1和采空区2顶板稳定,基本不发生塑性形变,底板部分区域发生拉伸破坏。理论分析与地压监测结果表明采空区稳定性能够满足南温河钨矿安全生产的需求。     

宁都硫铁矿矿柱稳定性分析及回采顺序优化

针对宁都硫铁矿缓倾斜难采矿体,采用正交极差理论对矿柱稳定性影响因素敏感度进行了排序,并在此基础上对采场回采顺序进行了数值模拟优化。首先通过面积荷载理论建立了矿柱稳定性评判模型,借助正交试验法设计不同的评判指标组合,并计算出不同组合的模型安全系数;然后利用极差理论分析得到各评判指标的敏感度及敏感度较大的指标与安全系数的关系曲线。在基础上,采用FLAC模拟不同回采顺序的矿体开采,分析模拟结果中应力、位移及塑性区大小变化,得出最优回采顺序。分析结果表明,矿柱稳定性影响因素敏感度由大到小分别为矿柱宽、埋深、矿房跨度、岩柱高、单轴抗压强度、上覆岩层容重,安全系数为1.5时,矿房跨度不得大于17 m,矿柱宽不得小于6 m,且中间向两翼开采顺序最优。     

地下采场稳定性数值模拟研究及结构参数优化

采场回采顺序及结构参数对提高采场回采安全性,降低回采损失、贫化率,提高回采效率有重要意义。利用FLAC3D数值分析软件,对不同结构参数采场稳定性进行数值模拟分析。通过对矿柱及围岩的应力、应变及破坏特征进行分析,得出不同采场结构参数条件下采场的应力、应变及破坏特征变化规律,最终确定合理的回采顺序及采场结构参数,提高采场回采安全性及回采效率。     

某铁矿阶段空场嗣后充填采空区的安全稳定性分析

采用阶段空场嗣后充填采矿法的某铁矿山留有大量采空区,为掌握采空区稳定性情况,预防采空区的安全事故发生,保证资源的安全回收,提出采用地表变形监测与数值模拟计算相结合的方法对采空区进行安全稳定性分析。结果表明,地表监测与数值模拟分别从间接和直接的角度对采场围岩的完整性和充填体的稳定性进行了评价分析,两种技术手段相结合,可以更加充分、全面地论证采空区的安全稳定性。因此,该方法对矿山回采和填充过程的安全性评价具有一定的指导意义。     

大型复杂群空区下采场稳定性分析

绍兴铜都矿业有限公司由于长期采用分段空场法回采,导致在-385 m水平以上存在52万m3的复杂采空区群,出现了采场垮塌、地表塌陷等严重地压现象,对深部开采安全已造成严重威胁。为此,在矿山岩体工程地质条件研究的基础上,综合运用三维弹塑性有限元正交试验方法、极限分析法和弹性力学小变形薄板理论等多种岩石力学理论方法,分析计算分段空场法采场的稳定性,评价和预测了分段空场法采场和矿柱的力学行为和破坏特征,为深部采场提供了合理的采场结构参数,有效指导了试验采场6.4万t矿量的安全回采。