上向分层回采采场稳定性数值模拟研究

根据凡口铅锌矿不同采场顶板围岩条件, 分别建立了典型采场模型Ⅰ(采场顶板为矿体)和模型Ⅱ(采场顶板为充填体), 采用有限元分别对两模型上向水平分层充填回采的整个过程进行了分步模拟, 获得了开挖过程中采场顶底板、侧壁的应力分布及位移变化情况, 对比分析了不同采场顶板围岩条件下分层开采对采场稳定性的影响。研究表明, 采场顶板为充填体的采场回采过程中应力、位移变化量均大于采场顶板为矿体的采场。因此, 为确保安全回采, 回采后期必须做好顶板支护工作。研究结果为优化采场结构参数和指导地压控制提供了可靠的理论依据。     

邢台矿厚煤层分层开采垂直布巷技术

在邢台矿厚煤层分层开采过程中,为提高底分层工作面煤炭采出率,通过分析顶分层采场围岩应力分布规律,优化巷道支护方式和施工工艺,将底分层工作面巷道布置在顶分层相应巷道正下方,实现分层开采垂直布巷,可以回采护巷煤柱。     

基于FLAC3D 的某铁矿采场结构参数优选

为提高矿山开采效率及开采过程中采场顶板的稳定性,利用FLAC3D 软件建立数值计算模型,模拟不同结构参数的采场分步骤、分层回采及充填过程,对采场顶板的受力变化情况进行研究分析,从而判断不同结构参数和不同的开采阶段采场顶板的稳定性情况。结果表明,一步骤回采时顶板的稳定性较好,二步骤回采过程中顶板稳定性较差,应加强对采场顶板的监测与支护工作;通过对不同采场宽度和上下分层高度的方案对比分析,得出了采场最优结构参数,进路宽度为5 m,上分层高度为3.5 m,下分层高度为4.5 m。结果为采场结构参数设计提供了理论依据。     

不同采煤方法对沿空留巷围岩稳定性影响研究

以近水平煤层工作面为研究对象,利用FLAC~(3D)数值模拟技术,分别采用分层开采和综放开采2种开采方式,对沿空留巷围岩稳定性随上下区段工作面回采的变化进行了研究,以得到不同采煤方法对留巷位移及围岩应力的影响情况。研究结果显示:工作面推进相同的步距时,与分层开采相比,综采后两帮的垂直应力受影响偏大,顶板位移量增加,两帮位移量减小,底板位移量基本不改变;围岩受二次回采扰动影响,留巷形变量继续增加,应在工作面一次回采时对留巷围岩进行控制。     

综放开采覆岩力学行为分析

通过综放支护阻力、维护状况和顶煤运移特性的观测，应用断裂、损伤力学观点分析了综放采场围岩的力学行为特征，提出了松软特厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型，为采场及回采巷道维护提出了科学依据。     

综放开采覆岩力学行为分析

通过综放支护阻力、维护状况和顶煤运移特性的观测，应用断裂、损伤力学观点分析了综放采场围岩的力学行为特征，提出了松软特厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型，为采场及回采巷道维护提出了科学依据。     

不同煤层倾角对围岩及顶底板影响的数值模拟

以安徽某煤矿倾角煤层采煤工作面的开采为工程背景,通过FLAC3D大型模拟软件对不同煤层倾角采煤工作面开采后采场围岩及顶底板矿压分布规律进行研究。研究结果表明:倾角对煤层工作面开挖后采场围岩应力分布、支承压力的分布有显著影响。倾角煤层工作面开采后,采场顶板岩层的变形、破坏和运动形式不同于一般煤层工作面且采场顶板应力分布是不对称的。     

盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法应用研究

南京栖霞山铅锌矿采用上向点柱分层充填采矿方法回采,由于随着开采深度的增加,采场顶板及上盘围岩应力集中,引起顶板冒落。为了提高回采作业安全性和回采率,盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法由多个采场组成一个盘区,以进路方式由下向上分层回采,每一分层间隔布置Ⅰ、Ⅱ期若干进路,以每条进路为单元分别进行回采和充填,Ⅰ期进路超前Ⅱ期进路形成阶梯式回采,进路充填不需进行采场接顶,一个采场可间隔布置多个作业面进行采矿和充填。为了有效控制Ⅱ期进路回采时Ⅰ期进路充填体垮塌现象,提出了预留梯形矿柱或连续条形矿柱的回采方案,保证了回采作业的安全。应用研究表明,采场的综合生产能力达到每月6 452t,回采率达到了87.1%,贫化率小于3%,生产能力完全达到了设计的要求。     

大采深大地压复杂地质条件下工作面安全开采技术研究与应用

以邢东矿2126工作面开采为例,对复杂地质条件下工作面开采技术进行研究。2126工作面顶板为复合型顶板,围岩较为破碎,回采过程中工作面顶板难以控制,给工作面正常安全生产带来严重影响。同时在回采过程中,出现了严重的顶板溜渣、煤壁片帮,支架对接难度异常增加,工作面涌水加大、排水困难,大面积支架被压死、增加了回采难度等问题。通过对复杂地质条件下综采工作面的技术研究,实现了大采深大地压复杂地质条件下工作面的安全回采,为矿井复杂条件下工作面安全开采提供了经验和技术支持。     

缓斜松软厚煤层综放开采顶煤运移规律研究

通过综放工作面支架阻力和顶煤运移特性的观测,应用损伤力学观点分析了综放工作面来压特点、顶煤与顶板的位形变化特性以及它们之间的相互关系,提出了松软厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型,为采场及回采巷道维护提供科学依据。     

采场周围三维应力分布初步研究

采场周围三维应力分布的研究,是开采设计、巷道布置及支护设计的基础。采区巷道的变形和破坏特征,回采工作面顶板的冒落率,台阶下沉,顶板挠曲下沉特征以及老顶周期来压特征均与采场围岩应力分布有关。本文在三维有限元应力计算实例分析的基础上,对采场周围应力分布的一般规律作简要归纳。     

中段矿柱进路回采工艺及参数优化

针对厚大矿体阶段矿柱采用上向分层进路回采采场布置特点,应用岩石破裂过程分析方法,从分析上覆岩体、采矿点柱、间柱和阶段矿柱受力状态及力学关系着手,建立起进路回采工作面顶板力学状态数学模型,分别计算了进路沿走向和垂直走向两种布置方式对暴露顶板稳定性的影响,并计算出不同进路宽度时的最小护顶矿层厚度,计算结果为进路采矿采场采准布置及安全管理,提供了较好的理论依据。     

动压巷道多次扰动失稳机理及开采顺序优化研究

应用计算机模拟、现场实测和理论分析综合研究方法,分析了煤层群开采条件下的张集煤矿1113(1)工作面轨道巷多次扰动失稳机理,并对煤层群邻近层多工作面回采顺序进行了数值计算,再现了不同开采顺序下的底板动压回采巷道围岩力学环境。研究表明：目前采用的邻近层交错同采方式,1113(1)工作面轨道巷失稳的力学本质为,本工作面回采活化了已破坏的上覆层间似连续-非连续-散体结构,加剧了工作面前方受多重采动影响的轨道巷浅部高应力环境下的大范围持续强变形,突出表现为巷道底鼓强烈;回采顺序显著影响煤层群回采巷道围岩稳定性,下行开采下伏回采巷道受扰动程度最低,巷道变形及围岩破坏范围最小;邻近层对应同采,下伏工作面轨道巷受上覆工作面底板聚压影响区高应力、巷道开挖、本工作面开采扰动等多重因素叠加作用,巷道围岩破坏范围最大、变形最严重。煤层群开采采区设计中应尽量采用下行开采,同时避免或减少巷道受多次采动影响。     

海下采场软岩控制技术实践

北皂煤矿在海域回采期间积极开展了海下综放工作面采场支护顶板控制技术研究,通过回采顶板支护管理实践,总结了矿压分布及显现规律,探索出一套适应大型水体下综放工作面顺槽的超前支护及采场的顶板支护管理技术,并将研究成果在海下开采的七个回采工作面进行了实践,取得了较好的效果,为类似工程提供了借鉴。     

特厚煤层小窑采空区充填复采技术研究与应用

为了保证包含小窑采空区的工作面实现正常推进、安全回采。采取先充后采充填复采技术,先用无机材料对小窑采空区进行注浆充填处理,根据工作面与小窑采空区位置关系在小窑采空区内部形成一个截割层和关键承载层,使其能够在工作面通过小窑采空区时维护回采工作面顶板和煤壁区围岩的稳定,然后布置正规综放工作面进行回采。根据复采过程中小窑采空区关键承载层力学结构,基于重物低速冲击板结构力学模型,采用机理分析与理论计算等方法对小窑采空区注浆充填机理、小窑充填区域承载关键层的稳定性进行系统分析,得出维护采面顶板和煤壁区围岩稳定的关键承载层强度和厚度参数。采用分层注浆充填技术构筑一定厚度的关键承载层能够维护采面推过小窑采空区时顶板和煤壁区的稳定。     

不同回采工艺在残采区炮采工作面的综合应用

分析了分层开采和放顶煤2种不同回采工艺在同一工作面中的应用情况,提出了残采区炮采工作面"宜分则分、宜放则放"布置原则,在同一工作面中应用不同的回采工艺及支护,达到了精采细收的目的,并提出了回采期间采面顶板控制的基本要求和预防顶板事故发生的有效措施.     

大采高长工作面支架适应性的矿压规律研究

 本文通过尤洛卡测定纳二矿大采高较长综采工作面液压支架的适应性,以及采用“十字测量法”观测回采期巷道围岩变形情况,揭示采场矿压和巷道矿压显现规律,掌握综采面的来压步距、来压强度及开采引起的回采巷道变形情况,为类似条件下综采工作面的顶板管理与支架选型提供借鉴。     

上向分层胶结充填采场顶板稳定性分析

云南省会泽铅锌矿8号矿体矿围岩为不稳固岩体,采用上向分层胶结充填采矿法,采场顶板的稳定性是保证矿山安全高效回采的关键。文中采用三维有限元模拟对采场顶板进行了稳定性分析,通过对矿体不同回采步骤顶板位移、应力分布进行分析,确定了矿体合理的回采顺序,有效地控制了顶板稳定问题,提高了回采效率。     

用沙坝矿难采矿体采场结构参数优化研究

合理的采场结构参数是控制地压危害、实现矿体安全高效开采的重要因素。针对用沙坝矿中厚急倾斜破碎矿体,采用MIDAS/GTS和FLAC3D软件对难采矿体采场顶板的稳定性及其对采场围岩力学状态的影响进行数值计算,对16种不同方案的采场围岩位移及应力变化规律进行分析,并结合开采成本和采掘效率等因素确定了采场最优结构参数,即矿房高20 m,宽20 m,从而确保回采作业安全进行,取得较好的经济效益。     

金青顶矿急倾斜薄矿脉回采过程采场破坏区域数值分析

针对金青顶矿急倾斜薄矿脉采矿方法,应用有限元数值软件分析其回采、采场及其围岩应力演化过程,通过分析发现矿体开采后,采场围矿应力重新分布,并出现应力集中,随着回采工作面的上升,顶板压应力有明显的上升趋势,两帮拉应力集中区范围随回采工作面的上升而增加。在30m以下的回采过程中,因拉应力过大造成塑性区分布在以节理为边界的范围内。当超过30m以后,塑性区范围扩大到围岩,围岩、节理都有不同程度的破坏。下盘塑性区明显多于上盘,并且破坏程度较上盘严重。