矿山 地表移动的正算与反算

提出了矿山地表移动正算与反算的理论模型计算方法，由已知的采空区上覆岩体的力学参数预计地表移动与变形值，或由实测地表移动数据反求地下采空区上覆岩体的力学参数，文中给出了反应实例。     

湖南省某煤矿采空区地表变形成因分析

根据对煤矿采空区地表变形进行实地调查的资料，对其地表裂缝进行了统计，并总结了地裂缝的特征和发育规律。再结合矿区地质情况，对地表变形的形成机理进行分析，并通过简化力学模型方法，即根据岩土体的岩性特征和完整程度，将采空区顶板进行相应简化形成简支粱力学模型，和平衡拱理论分别计算不同的采空区顶板跨度所对应的安全顶板厚度，具体分析了该煤矿采空区地表变形的形成原因，并采用传统的三带法对其合理性进行了检验。     

基于能量法的露天开采下采空区顶板安全厚度研究

为了确定露天开采下采空区顶板安全厚度,基于力学理论,分析了露天开采下采空区顶板受力特性,建立其固支梁力学结构模型。根据能量守恒原理,推导了由顶板弯曲应变能、水平荷载做功和垂直均布荷载做功组成的采空区顶板结构总能量方程,获得了采空区顶板势能函数解析式。采用突变理论,建立了采空区顶板系统的尖点突变模型,获得了采空区顶板失稳判别式,推导出采空区顶板安全厚度计算模型。对某露天矿采空区顶板厚度进行了应用案例分析,理论计算出的最终采空区顶板临界厚度为11.34 m,与现场安全预警经验值12 m基本一致。表明所建立的采空区顶板安全厚度计算模型合理可行,可为露天开采下采空区顶板安全厚度设计提供一定的理论依据和工程指导。     

考虑矿柱流变效应的采空区力学模型分析

采空区是地下采矿活动中所形成的空洞区。 为预测采空区自稳时间,指导矿山安全生产,本研究以某 钨矿 2 线 0 沿南采空区为工程背景,通过采空区影响因素敏感性分析,基于 Burgers 蠕变模型和弹性薄板模型,构建采 空区三维蠕变力学模型,最后应用 Flac3D 模拟软件,进行采空区自稳流变效应的对比分析。 结果表明:根据构建的采 空区三维蠕变力学模型,推导出了顶板下沉位移量随时间变化的表达式,计算得出该采空区自稳时间为 120. 22 个月, 与采用 Flac3D 软件计算得出的 118. 06 个月自稳时间相近,表明所建立的三维蠕变力学模型能够较好地应用于采空区 自稳时间的预估。     

石膏矿采空区稳定性评价

石膏矿采空区稳定性主要受顶板(护顶层)和矿柱稳定性的影响,本次通过工程地质调查、物理力学参数测试,得到了某矿的石膏矿体采空区分布情况及矿体的物理力学参数,在此基础上通过顶板及矿柱稳定性计算、数值模拟分析,评价了该矿采空区的稳定性,为指导该矿安全生产提供了理论基础。     

基于CDEM的采空区稳定性及临界顶板厚度分析

地下隐伏采空区易导致地表塌陷等问题发生,采空区的顶板稳定性关乎到露天开采的安全,确定采空区临界顶板厚度对采空区安全评价具有重要意义。采空区临界顶板厚度的影响因素复杂,与采空区的几何参数及岩体物理力学参数等多种因素相关。通过量纲分析建立无量纲表达式,得到影响临界顶板厚度的无量纲参数。在此基础上,借助CDEM数值计算方法建立数值模型并进行计算分析。建立了二维采空区数值模型,通过改变采空区的几何参数及岩体物理力学参数,计算采空区顶板的安全系数,研究以上因素对采空区稳定性的影响规律,识别影响顶板安全系数的主要影响因素。建立了采空区二维模型和三维模型的计算模型,得到了无量纲表达式中无量纲临界高度与无量纲强度间的关系,采用指数函数进行拟合得到响应的关系表达式。研究表明：弹性模量、泊松比对临界顶板厚度影响不大,采空区高度对临界顶板厚度无影响;黏聚力对采空区安全系数影响最大,采空区跨度、岩体内摩擦角、岩体密度次之;采空区无量纲高度与无量纲强度之间存在指数衰减关系。     

地下开采引起地表移动和不均匀沉降的机理分析

通过岩体力学性质测试和采空区有限元数值计算分析,研究了岩土层性质、地下水作用、采空区稳定性对矿区周围地表移动和民房开裂的影响。     

贾庄石膏矿采空区稳定性FLAC~(3D)分析

本文针对贾庄石膏矿拟处理采空区的分布状态及存在问题,在矿岩物理力学试验的基础上,运用FLAC3D.数值模拟软件对采空区稳定性分几种情况进行了定量计算,找出了破坏采空区稳定性的主要原因.从而为有效治理采空区提供了科学依据.     

基于ANSYS-FLAC~(3D)的采空区稳定性分析数值模拟研究

在现场调查、空区实测、室内岩石力学试验及岩体物理力学参数折减的基础上,建立采空区三维可视化模型,利用ANSYS软件转换建立地质模型及三维数值分析模型,再利用岩土工程软件FLAC~(3D)对采空区稳定性进行计算和分析评价,得出采空区稳定性状况及存在安全隐患的区域,为矿山根据采空区的稳定性状况和所划分的稳定性等级进行分类治理提供了科学依据。     

黄岗铁矿采空区稳定性评价及治理方案研究

为对分段空场法和浅孔留矿法采后的空区进行治理,通过工程地质调查及室内岩石力学实验,获得了开采区域内上盘大理岩岩组、磁铁矿岩组、下盘矽卡岩岩组的岩石物理力学指标;通过计算岩体的稳定性系数,结合Mathews图解方法,得出了岩体的容许水力半径,对采空区的稳定性分级进行了判定。结合国内外采空区处理的经验和矿山实际情况,选择采用废石充填采空区方案对处于过渡区的采空区及其他需要及时处理的采空区进行治理,对其他采空区进行封闭处理。结果表明,实施采空区综合治理方案后,安全有效地对采空区进行了治理,消除了采空区对井下正常生产的影响。     

狮子山铜矿特大空区中矿柱回采的监测技术与实践

阐述了在西山特大采空区中部,回收17#条形矿柱的监测方案和监测系统等,为地下矿山空区监测提供了经验.     

地下转露天开采的采空区处理工艺

地下转露天开采时,矿山采空区处理是一件十分棘手而又相当重要的头等大事。依据伏萨尔架法基本原理,开发了高台阶处理采空区工艺,在河南某钼钨矿的应用取得了很好的效果。     

大型叠层分布采空区爆破处理技术

为应对复杂采空区环境下的露天采矿,通过钻孔、激光扫描获取采空区三维形态,结合袁家村铁矿采空区安全顶板厚度研究成果,确定最佳处理时机,在整体推进中兼顾采空区自由面的开辟。以该矿大型、复杂、叠层分布的空25群为对象,采取全高度一次成孔、分区、分层爆破,上下爆破层互为因子,下爆层空25-2矿柱首先起爆,可增加下层空区暴露面积,诱导空区失稳,下爆层呈爆破漏斗向空区内崩落充填,起爆孔中心掏槽作用可创造侧向自由面,能提高能量利用率、改善爆破效果,上爆层近空区顶板几何中心作起爆点,上爆层径向挤压爆破与爆破漏斗复合作用,对下爆层施加二次冲击,促进空区崩落充填,取得了预期的效果。     

矿柱及围岩对采空区破坏影响的数值模拟研究

顶板冒落、巷道底鼓和矿柱破坏是采矿过程中的重要岩石力学问题．开展采空区稳定性方面的研究，对保证矿山持续发展和人民生命财产安全有非常重要的意义．运用岩石破裂过程分析软件RFPA^ZD，采用不同的顶板、底板和矿柱岩性对采空区的破坏过程进行了数值模拟研究．模拟结果再现了采空区从变形到破坏的全过程．结果表明，不同的顶板、底板和矿柱岩性对采空区的破坏过程影响很大．从整个采空区的破坏过程来看，依不同的岩性对比，采空区有不同的破坏特点，微破裂均首先在软弱处产生，并由此扩展以至顶底板和矿柱破坏．     

老矿山残矿资源回收方案设计中三维探测及建模技术的应用

目前我国绝大多数中小型老矿山残矿回收面临一系列问题，包括资料缺失无法准确判定老采空区及剩余资源位置，无法准确掌握剩余资源形态及可回收量，回收方案设计与实际资源相差较大等。通过将三维探测及建模技术应用于老矿山残矿资源精准定位及回收方案设计中，有助于解决以上问题。以福建浦城屏峰硫铅锌矿为例，通过对老采空区采用三维激光扫描构建采空区三维模型，结合三维建模计算，构建了目前可回收的剩余资源三维模型。通过模型划分及切割，按照矿体实际形态，在三维模型中布设采切及穿孔工程，并将其导入平面施工图中，不仅可以减少设计工作量，而且能够精准匹配矿体，减少设计偏差。由于周边存在大量老采空区，为保障安全，在采空区及剩余资源精准三维模型的基础上，制定了采空区稳定性监测方案，布设了监测传感器，保障了资源回收安全。     

水平应力对极近距离煤层回采巷道的影响分析

以五虎山矿9#、10#煤层赋存及开采地质条件为背景,运用数值模拟的方法对上层开采引起的底板应力分布规律进行研究,分析了水平应力对采空区F极近距离煤层回采巷道的影响。研究结果表明:采空区边缘所谓的"应力降低区"只是对于垂直应力而言,而在此区域的水平应力并非降低区,垂直应力最小处水平应力最大,垂直应力最大处水平应力最小;二者均在距采空区煤壁20m处趋于平稳。回采巷道在应力平稳区围岩变形最小,有利于巷道掘进及维护。     

露天采空区改建尾矿库的可行性研究

针对我国露天转地下开采矿山尾矿排弃量大、库容积不足，新建尾矿库征地困难的现状，提出了露天转地下矿山利用露天采空区排放尾矿的技术方案。并以程家沟铁矿为例，运用ANSYS有限元分析软件，对该矿露天采空区南区排放尾矿和北区地下采矿的情况进行了数值模拟，分析了开挖过程中采场、隔离层和尾矿库边坡的应力、应变情况，并制定了相应的防渗措施。结果表明，该矿利用露天采空区排放尾矿是切实可行的，能够保证矿山的安全生产，其研究成果对减少尾矿库占地，节省尾矿库的建设投资和维护费用，降低由于尾矿带来的环境污染具有现实的指导意义。     

采空区瓦斯流场分布规律及埋管参数研究

针对马堡煤业“U”型通风工作面上隅角瓦斯超限频繁，严重制约安全高效生产的难题，通过FLUENT软件模拟得到马堡煤业综采开采条件下采空区瓦斯分布，研究现采采空区瓦斯流场分布规律，结合现场试验考察，得到具有指导意义的综采采空区瓦斯运移规律和合理的采空区埋管参数。     

复杂条件下矿柱回采的相似材料模型试验

在空区末充填的情况下回采矿柱，矿柱与采空区顶板的稳定性是一个关键问题。利用相似理论，建立矿柱回采的平面应力相似材料模型，通过观测模拟矿柱开挖过程的应力与变形变化情况，研究了狮子山铜矿西山特大空区下矿柱回采过程的应力变形的变化规律，结果表明，采用分步凹采预帮永久矿柱的回采方案是可行的，矿柱凹采过程中永久矿柱和采空区顶板足稳定的。矿柱回采的实践证明了相似材料模型试验结果是正确的。     

寿王坟铜矿采空区管理与监测

寿王坟铜矿自1957年投产以来已开采40年．井下形成了大小不等的百余个采空区，其中南6号矿体采空区为最大，体积约为140万m3，对矿山井下开采安全构成严重的威胁．对多种控制方案进行了研究并进行了空区处理，同时在空区实施岩体声发射监测．对声发射监测方法及其结果作了论述．