金川二矿区16行垂直矿柱安全高效回采实践

分析16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用,以采场稳定性为基础,研究金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱资源回采技术,开展矿柱安全采矿设计和回采实践。结果表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。实践中有效回采了16行垂直矿柱资源。     

金川二矿区16行大型垂直矿柱的地压控制效果研究

金川二矿区1#矿体二期工程开采面积扩大到近10万m2,为保证二期工程大面积连续开采的安全和1000 m水平粉矿回收道的稳定,从1150 m水平开始在16行设立了一个大型垂直矿柱.采用FLAC数值模拟方法对这一大型垂直矿柱的地压控制作用效果进行了研究.结果表明,保留16行矿柱可以有效改善整个回采区域的应力分布状况,减少回采区域的应力集中程度,有效控制垂直方向的位移量,对保持整个回采区域充填体的整体稳定性及保护关键井巷工程具有十分重要的作用.     

冬瓜山矿床盘区隔离矿柱回采工艺优化方案

为确保冬瓜山矿床第三步骤隔离矿柱成功回采,针对隔离矿柱回采时的开采技术条件较第一步骤回采矿房和第二步骤回采矿柱时严重恶化的问题,为进一步优化回采工艺,有效控制地压危害以及提高回采效率,结合隔离矿柱回采的不利影响因素,提出了包含大直径底部漏斗、垂直深孔拉槽、后退式梯段爆破、下向布孔在内的技术方案,丰富和发展了隔离矿柱三步骤回采技术。实践表明:上述技术措施的成功应用,确保了隔离矿柱安全、高效回采,实现了矿床资源综合回收率从两步骤回采的70%到三步骤回采的81%跨越,可为国内同类型矿山开采提供借鉴。     

金川二矿区1000m中段水平矿柱形成及回采技术研究

金川二矿区采用双中段同时开采方式,随着两中段之间剩余矿体垂直厚度变薄,逐渐形成水平矿柱,及时准确地判定水平矿柱形成并安全将其回采,对于矿山的可持续发展至关重要。采用数值模拟手段分析了水平矿柱随着开采深度变化的形成过程,提出水平矿柱厚度为20m以下,矿柱完全破坏。通过对1 000m中段水平矿柱安全高效回采进行探索和研究,形成了矿柱回采的方案,最大限度地避开了现有在用的重点工程,保障了二矿区安全生产和出矿任务在后续中段衔接过程中有序进行。     

盘区隔离矿柱回采顺序数值优化

为充分回收矿产资源、提高资源利用率,有效回收暂留盘区隔离矿柱是某大型铜矿必须考虑的一个重要问题。在保障首采区矿房、矿柱采场安全高效开采的同时,为了安全高效回收暂留的盘区隔离矿柱,需要确定合理的盘区隔离矿柱回采顺序。基于地下矿山卸压开采思想,结合矿山实践经验,确定了盘区隔离矿柱回采应该遵循的原则,提出了3种备选回采方案。采用数值模拟方法分析了盘区隔离矿柱不同开挖顺序下采场围岩的力学响应特性,优化了盘区隔离矿柱的回采顺序,为盘区隔离矿柱安全高效开采提供了技术支撑。     

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。     

缓倾斜中厚矿体高效采矿方法研究

以新疆哈密黄土坡铜锌矿为研究对象,针对矿山一期开采中存在的损失、贫化率较高,通风条件差等问题,提出了采用二步骤采矿法开采深部矿产资源的新方案。即矿块垂直矿体走向布置（矿体厚度≥10 m）,将矿块划分为矿房和矿柱,分为二个步骤进行回采,第一步先采矿房,第二步后采矿柱。开采矿房时,采用分段矿房法回采,阶段嗣后充填;开采矿柱时,采用上向水平分层充填采矿法回采。基于FLAC3D对新方案的第二步骤开采过程进行了数值模拟,第二步骤的开采过程中顶板未出现冒落、垮塌等现象。同时经过一期及二期试验采场的工业试验验证,证明新方案具有工人工作集中、设备利用率高,矿房回采时顶板暴露面积较小、作业条件安全性较高,矿柱回采时损失极大减小、采矿成本适中等优点,其采矿回采率及贫化率分别为93.50%、7.69%,极大地提高了矿山的经济效益。     

基于模糊集的露天边坡台阶矿柱采矿方法选择

在露天矿生产期间露天边坡平台矿柱的回采是矿山开采中的难点之一。针对会东铅锌矿西南边坡平台矿柱提出了3种回采方案,首先进行了技术经济比较,然后应用模糊数学方法进行了综合评判,所选择的优选方案取得了良好的经济社会效益,为该矿边坡平台矿柱的回采和其他矿山的类似情况提供了经验。     

胶结充填采矿法矿柱回采可行性论证

老厂分矿14#-5矿体采用上向水平分层胶结充填采矿法开采,取得了较好的经济效果。但对Ⅱ步骤矿柱能否用原设计方法安全地回采,至今未进行全面分析研究。根据开采现状,用近年来在矿柱回采研究中获得的成果对矿柱进行稳定性分析,并结合国内外充填法在矿山的成功经验,对矿柱的实际揭露情况和矿房胶结充填体强度等进行综合分析,得出:Ⅱ步骤矿柱可用原设计方法安全地回采,并提出了Ⅱ步骤矿柱合理的开采顺序。     

高应力条件下矿柱群安全开采技术研究

大规模矿柱群开采和采空区处理,涉及应力状态分析、合理顺序崩落控制、贫化损失控制、必要的效率及低成本等问题,一直是采矿界的一大难题。课题结合华锡集团铜坑矿高应力条件下矿柱群开采实践,开展了矿山地压活动与规律的分析模拟,基于大量开采的不同类型矿柱回采技术方案设计,应用束状大直径深孔爆破技术,实施一次爆破总装药量32.1 t的矿柱回采爆破工程,实现铜坑矿92#矿体矿柱群的安全高效开采。     

垂线法留设保护煤柱的改进

分析了垂线法留设保护煤柱存在的问题,通过对垂线长度公式的改变,改进了留设保护煤柱的垂线法,使操作程序更为简化,更适于在数字化图上作业。     

似椭圆法设计保护煤柱的方法研究

在保护地面上一点、一条直线原理的基础上,提出了似椭圆法留设保护煤柱的基本原理,给出了留设保护煤柱的方法与步骤。在进行实例分析的基础上,得出了与传统垂直断面法保护煤柱的方法相比,用似椭圆法设计保护煤柱可以大大解放“三下”呆滞煤量的结论,并设计了用计算机绘制似椭圆法保护煤柱的方案。     

上覆煤层采空区遗留煤柱对8303工作面的影响研究

为研究上覆山4#煤层遗留煤柱对8303工作面的影响,通过煤柱向底板应力传递的理论分析得出遗留煤柱区域垂直应力峰值在煤柱中心线下方.采用数值模拟软件进行遗留煤柱对工作面影响特征的分析,结果表明:遗留煤柱两侧各20 m、实体煤边界60 m范围内应力有所增加,上层采空区边缘靠近实体煤侧30～35 m位置和采空区边缘前方180...     

回采巷道顶板大深度切缝后煤柱应力分布特征

以晋城煤业集团赵庄煤矿3305综采工作面工程地质条件和开采技术条件为背景,应用相似材料模拟和数值模拟方法,深入研究了回采巷道顶板切缝后不同切缝深度与回采巷道煤柱应力相关关系及应力分布特征。研究表明,与不切缝相比,回采巷道顶板切缝后,随切缝深度增加,垮落高度增加,以切缝高度处为垮落角顶点,顶板垮落角减小,垮落后矸石能够充满采空区并且支撑基本顶,减弱工作面采动应力传递,使煤柱应力降低。煤柱垂直应力峰值、垂直应力峰值位置距回采巷道煤壁距离和距工作面后方的距离与切缝深度成对数关系,煤柱垂直平均应力与切缝深度成非线性反比关系。     

极近距离采空区下部煤层窄煤柱宽度的确定

采用数值模拟的方法,研究了极近距离煤层群下煤层工作面沿空掘巷留设不同宽度煤柱时巷道的塑性破坏、煤柱和实体煤侧垂直应力、巷道围岩变形情况。结果表明:随着煤柱宽度增加,煤柱中央的垂直应力呈现先增大、后减小趋势,其中5~7 m宽度煤柱中央的垂直应力相对较大,3~5 m宽度煤柱边缘垂直应力最小。随着煤柱宽度增加煤柱边缘垂直应力不断增大,在煤柱宽度达到7 m时最大,而实体煤侧的垂直应力相对变化不大。进一步的数值模拟研究表明,巷道的塑性破坏程度、围岩变形量在留设7~9 m煤柱时效果最佳。综合考虑得出了下煤层开采护巷窄煤柱的合理留设宽度为8 m。     

非连续采空区矿柱力学分析的数值模拟

为探讨非连续采空区矿柱力学原理，通过FLAC3D数值模拟技术，对下向水平分层进路式胶结充填采矿法开采形成的非连续采空区中矿柱的受力状态进行了分析。研究表明，非连续采空区中矿柱所受的力主要为覆岩的自重应力，水平应力对其影响不大；随着埋深的增加矿柱承受的垂直方向的力近似呈直线增加；随着非连续采空区跨度的增加（进路数量增加），非连续采空区受垂直方向的应力逐渐由围岩两侧向矿柱中间过渡。     

基于滑移线场理论的巷道底鼓机理与防治技术研究

基于滑移线场理论对巷道底板岩层建立滑移线场模型,以山西焦煤回坡底煤矿1021巷为工程背景,研究了巷道非对称性底鼓机理,并提出了合理的底鼓防治技术.研究结果表明,巷道底板滑移线应力场中存在均匀应力场与非均匀应力场,从两帮往巷道中心线处,底板应力逐渐减小;底板滑移线主动区速度垂直向下,过渡区受主动区挤压而发生旋转并挤压被动...     

多煤层条带开采地表移动规律

采用FLAC数值模拟软件,系统地研究了多煤层条带开采中不同采深、不同采宽、不同层间距和上下煤柱的空间位置关系对地表下沉和水平移动的影响规律,给出了地表最大下沉、最大水平移动与采深、采宽、层间距及上下煤柱位置的函数关系式,建立了地表最大下沉和最大水平移动的综合影响关系式.     

高应力软岩缓斜煤层沿空掘巷窄煤柱宽度研究

为研究在高应力软岩条件下窄煤柱留设问题,以曙光矿2~#煤层开采为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,得出错层位外错式沿空掘巷窄煤柱的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律、护巷煤柱宽度的理论计算、煤柱垂直应力和煤柱塑性区分布4个方面综合考虑护巷煤柱的宽度。理论计算得出破裂区为3.35 m,塑性区为5.76 m,利用数值模拟得出煤柱合理留设宽度为3.37~5.13 m。通过对不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布进行数值分析,结果表明:当煤柱宽度为4 m时,巷道围岩变形小。