高水固结充填下向进路开采假顶稳定性研究

以"两侧弹性基础之上的板结构"力学模型为基础,考虑到进路两帮围岩的力学特性和支护作用对假顶稳定性的影响,通过对高水固结充填下向进路结构和受力特征的分析,采用数学力学解析法给出了假顶结构的最大弯矩和最大拉应力及其位置.结合某金矿高水固结充填下向进路开采的实践,对3种不同进路结构的假顶稳定性进行了分析比较,提出了相应的假顶充填配比方案,实践证明,该方案是可靠的.     

下向进路充填采矿法人工假顶强度及配筋参数研究

构筑人工假顶是下向进路充填安全高效采矿的关键和前提,人工假顶充填体强度与配筋参数相互关联,直接决定着回采作业的安全性与经济性。通过建立顶板多层充填体普氏平衡拱模型,优化下向进路充填假顶所受荷载的计算方法;应用薄板理论及弹性力学理论并结合下向进路充填采矿工艺,解析充填体假顶强度要求;将钢筋混凝土结构设计方法应用于下向进路充填假顶配筋率计算,形成下向充填采矿人工假顶强度及配筋率的整体方案。以某金银矿山大结构参数（5 m×5 m）回采进路为例,提出假顶厚2 m,充填体强度不小于5 MPa,Φ12 mm钢筋（HRB335）网度300 mm×300 mm,配筋率0.106%的技术要求,对合理构筑人工假顶和安全高效应用下向进路充填采矿法具有指导意义。     

下向进路充填采矿法人工假顶优化研究与应用

下向进路回采过程中，人工假顶的稳固性是保证下向进路采场安全的重要因素。通过对三山岛金矿下向进路采场人工假顶受力情况进行分析，结合薄板理论，计算出人工假顶厚度与抗压强度函数曲线并得出人工假顶合适的厚度与强度，即人工假顶厚度为0.8 m,强度不小于1.5 MPa,并结合现场实际应用并利用FLAC3D数值模拟软件对下向进路采场回采前后人工假顶应力场、位移场及塑性区分布规律进行分析。结果表明，0.8 m厚的人工假顶在下向进路采场回采过程中能保持稳固性，保证下部采场的安全性，研究结果可为矿山下向进路人工假顶设计和施工提供理论依据。     

下向进路全尾砂高水固化充填体假顶参数及强度的计算

提出下向进路全尾砂高水固化充填采矿法的分层充填方案，对充填体顶板的应力状态及承载力进行理论计算，确定充填体分层厚度及其配筋参数。     

高水固结充填下向进路假顶参数设计方法

通过对高水固结充填下向进路结构和受力特征的分析 ,采用数学力学解析法给出了假顶结构的易破坏面和破坏点 ,对两种典型进路结构———“硬支弱板结构”和“软支弱板结构”假顶的稳定性进行了比较 ,提出了高水固结充填下向进路假顶结构参数设计的公式和方法。     

破碎矿体下向进路胶结充填人工假顶强度需求研究

下向进路胶结充填采矿中进路顶板的稳定性主要取决于假顶层的强度.以三山岛金矿极破碎矿体为研究对象,根据下向进路人工假顶层充填体的受力特征,采用弹性力学-梁模型与弹性力学-薄板模型分别计算下向进路胶结充填假顶层强度需求.在考虑安全系数的基础上,结合经验图表法与典型矿山类比法,综合推荐下向进路假顶层胶结充填体强度,为矿山人工...     

巷道充填体假顶强度设计与充填工艺研究

为了满足巷道卧底出煤需要,需对巷道顶板构筑充填体假顶.针对巷道顶板条件、 支护强度要求、巷道围岩变形实测规律,结合锚杆(索)支护强度理论、材料力学对假顶强度进行分析,并研究确定了构筑假顶的系统组成、充填材料、充填步距、充填空间支设、密封处理、充填工序等工艺.研究认为,充填体假顶设计强度不低于6.6MPa,充填材料采用黄...     

下向进路充填采矿力学模型的探讨

在分析研究下向进路结构和受力特征的基础上，提出了向进路开采进路结构受力模型是“两侧弹性基础之上的板结构力学模型”，采用力学数学解析法，推导出假顶在垂直载荷作用下的下沉曲线方程。为下向进路充填采矿假顶结构参数设计的实践提供了一些理论依据和参考。     

下向分段人工假顶嗣后充填采矿法

在人工假顶的保护下 ,采用下向回采消除了顶板冒落和塌方的危险 ,分段回采提高了控顶高度 ,既提高了采场生产能力 ,又降低了采矿成本 ,在回采高品位、两盘稳固、矿体破碎的金矿床时 ,确实是一种非常有效的方法     

下向进路胶结充填采矿技术在焦家金矿的应用

下向进路胶结充填采矿技术在焦家金矿的应用,从技术上解决了破碎矿体回采安全与经济效益的矛盾。通过对其关键采矿工艺的介绍,阐述了焦家金矿在这一采矿法的应用工程中所取得的成就及存在的问题及下一步的技改方向,对采用下向充填采矿法的类似矿山,有一定的借鉴作用。     

下向充填采矿法假顶垮塌伤人事故的FTA分析

以下向水平分层充填采矿法假顶垮塌伤人事故为例，运用故障树分析法，定性分析下向水平分层采矿法假顶伤人事故的因果关系，提出了预防事故发生的主要措施。     

大跨度充填体假顶力学模型及稳定性分析

针对内蒙古某铅锌矿人工假顶暴露跨度大的技术特征,建立了大跨度充填体假顶薄板理论模型,得到了四边固支条件下的大跨度假顶应力表达式,确定了大跨度充填体假顶厚度为3.5 m、强度为4.0 MPa; 利用经济配筋率理论,确定了大跨度假顶纵筋及横筋直径25 mm、间距140 mm的配筋参数; 采用FLAC^3D软件分析了矿房和间柱采场充填体假顶应力、位移及塑性区分布情况,探索了大跨度充填体假顶力学演化规律。研究结果表明,大跨度充填体假顶在其自重及上部充填体作用下能处于稳定状态,并在矿山得到成功运用,验证了所留设充填体假顶厚度以及配筋设计的合理性。     

弹性力学及数值模拟耦合优选下的充填体假顶结构参数优化研究

充填体假顶稳定性对矿岩软弱破碎、地应力高的地下矿山假顶下回采作业安全及矿山经济效益至关重要。以锦丰金矿所采用的上向水平分层进路充填采矿法所构筑的第一层充填体假顶为研究对象,运用薄板理论计算分析,获得了3个较为可取的充填体假顶结构参数优化方案。利用FLAC3D数值模拟软件分别对3个优化方案进行模拟分析,获得了下一阶段充填体假顶下进路回采过程中充填体假顶应力场变化规律及位移场变化规律,并确定充填体假顶结构参数最优方案为方案三,即水泥掺量充填配比为30%、充填体假顶厚度为2.6 m。研究结果为国内外类似矿山实际运用提供参考。     

下向进路人工假顶失稳机理研究

基于薄"板"和简支"梁"理论对下向进路人工假顶失稳机理进行了研究,综合考虑了进路布置方式、底筋作用、微裂隙发展等因素.分析了薄"板"模型适用于上下进路平行相错布置情况,易发生贯穿整个进路顶板的失稳冒落,甚至发生悬臂"梁"状态的折断;简支"梁"模型适用于上下进路斜交(或垂直)情况,人工假顶不会发生连环破坏,但采用吊筋对人工假顶稳定性影响不大,真正起作用的是底筋网.对下向进路胶结充填采矿法生产的矿山具有很好的指导作用.     

上向进路充填采矿法充填接顶方案优化

为解决上向进路充填采矿法进路充填接顶工艺要求高、难度大、成本高等问题,对进路布置方式及充填组织进行优化。通过各条回采进路下坡施工,在回采进路迎头处挑顶形成放砂硐室,同时在回采进路入口处挑顶并架设上部敞口式的充填挡墙;回采进路接顶充填时,利用回采进路顶板的自然坡度及充填管道内的料浆压力实现充填接顶,对于局部不平整顶板区域,则利用充填管道振动实现局部接顶。新方案接顶情况观察方便、工艺简单、成本低廉、充填挡墙要求较低且安全性好,便于推广应用。     

下向进路采矿法充填体质量的综合评价

在对胶结充填体成形过程的观察和充填顶板破坏的统计基础上，揭示了充填体的结构及破坏形式，进而分析研究下向进路结构及受力特征，提出下向进路采矿法进路结构矩形截面简支梁模型。采用弹性力学解析法，推导出进路顶板所受的最大弯应力表达式，提出了充填体质量的评价方法，并经实践证明是合理的，为生产现场提供了一个定量化的质量控制方法，同时也为进一步降低材料消耗，提高充填体质量，提供了主要的理论依据。     

浅议上向进路式充填法的接顶率

接顶是上向进路式充填法的主要安全技术措施之一,尽可能提高充填接顶率是这种方法安全使用的客观需要,但接顶率能达到多高？本文分析了影响接顶的主要因素,并从理论上阐明了进路正常断面积条件下接顶率的最大值．     

下向矩形进路充填体强度需求应用

通过采用弹性力学简支梁、薄板及加拿大米切尔理论模型等分析方法,结合尾矿胶结充填体的物理力学参数,计算了下向矩形进路充填体顶板的理论强度需求。同时,通过近两年充填站取浆养护充填体的强度试验数据,统计分析了可定量表征实际充填强度工业离散性的浮动安全系数,最终得出了适用于企业现阶段充填质量控制水平的下向进路充填体实际强度需求。通过研究和试验,优化了充填配比设计参数,达到了合理降低胶结充填成本、提高矿山综合经济效益的目的。同时,为类似矿山下向进路充填体强度需求优化提供参考。     

纵向充填采空区群人工充填体假顶稳定与强度匹配关系

为研究纵向充填采空区群假顶的稳定性与强度匹配关系,借助数值模拟与动力响应模型,从静力学与动力响应两个方面分析假顶稳定性。以某钨锡金属矿山多中段纵向充填采空区群为例,考虑顶板为原岩,灰砂比为1∶2,1∶4与1∶6的充填体,对充填体假顶稳定性进行了分析。研究结果表明:在开挖前这一工况时,顶板为原岩,不同强度充填体顶板均处于稳定状态,随着顶板强度变小,其挠度值迅速增加;在开挖这一工况时,原岩、灰砂比1∶2与1∶4的充填体顶板处于稳定状态,灰砂比1∶6的充填体顶板处于临界稳定状态;在开挖后这一工况时,原岩、灰砂比1∶2的充填体顶板处于稳定状态,灰砂比1∶4的充填体顶板处于临界稳定状态,灰砂比1∶6的充填体顶板处于失稳状态。工程实践表明:矿山采用灰砂比1∶4的充填体顶板并适当加固的条件下,回采下中段矿体时,顶板处于稳定状态。研究成果为纵向充填采空区群假顶稳定性分析及强度匹配提供了一个新的参考依据。