井工开采对露天矿边坡变形的影响规律研究

研究平朔集团公司井工二矿9#煤开采对上方安家岭露天矿北帮边坡的影响,利用合成孔径雷达监测技术对安家岭北帮边坡进行长期地表位移监测,充分考虑采区地质构造、露天矿及井工矿生产进度等条件影响,通过采用数值模拟计算、安全系数计算与边坡地表实际位移监测数据进行对比分析研究,基本确定了该区域井工开采对边坡影响的变形规律。     

露-井联采下煤层倾角对边坡稳定性影响规律研究

随着我国煤矿井下支护技术和设备的快速发展,利用井工开采露天煤矿端帮呆滞煤技术也日渐完善,为了研究不同煤层倾角条件下,露-井联采叠加扰动对露天煤矿端帮边坡稳定性的变化规律,依据煤层赋存条件及开采方式将端帮边坡下煤层倾角分为水平、水平、顺倾、逆倾3种类型,采用理论推导分析井工开采对端帮边坡的破坏原理,根据安家岭露天煤矿的岩体力学参数建立数值模型,通过数值模拟方法从端帮边坡的高应力区分布、变形破坏程度和破坏范围3个方面进行研究,得出露天煤矿端帮相同开采工艺、不同煤层倾角条件下边坡稳定性变化规律。结果表明:煤层倾角越大,工作面两侧高应力区影响范围越大,合理控制开切眼位置与边坡面的距离,可避免井采高应力区对边坡稳定性的影响;端帮下煤层倾角越大,井工开采后边坡的破坏范围越大;煤层为顺倾赋存状态时的对边坡的破坏程度大于水平赋存状态,而逆倾赋存状态破坏程度小于水平赋存状态;端帮下煤层顺倾状态不利于边坡稳定,煤层逆倾状态有利于边坡稳定。     

井工开采扰动对露天矿边坡稳定性影响研究

为充分回收露天煤矿端帮煤炭资源,在端帮边坡下采用井工开采具有重要意义。通过研究井工开采过程中岩体变化特征,分别分析了逆坡开采和顺坡开采过程中端帮岩体变形及移动特点,分析了保护煤柱对露天矿端帮井工开采过程的重要性,并给出了露井联合开采条件下边坡稳定性计算公式。采用有限元数值模拟方法,分别分析了顺坡开采和逆坡开采时端帮边坡稳定性及岩层顶板沉降量,经过分析确定:顺坡开采比逆坡开采对边坡稳定性影响较小,且预留保护煤柱在一定程度上能控制顶板变形。     

基于边坡时效性的露天煤矿端帮靠帮开采

文章从内排露天矿的内排特点和露天矿边坡断面形式入手,通过比较不同边坡角、不同断面形式的端帮边坡稳定性及最下一个台阶的掩埋高度和时间来分析边坡时效性对露天煤矿端帮靠帮开采的影响。安家岭露天矿充分利用排土场边坡的内排时效性及凸形边坡的边坡设计方法,获得端帮煤量26.56万t,提高了经济效益。     

井工转露天开采联合开拓的可行性研究

根据井工转露天开采矿山的特点,对某矿露天开拓与井工开拓方式进行研究,提出了井工转露天矿山端帮联合开拓和坑底联合开拓2种方式,并结合矿井实际生产地质条件对矿井扩建可行性进行了论证,采用相对投资回收期对各种开拓方式从投资与生产成本两方面进行了经济效益评价,优选出了适合矿山由井工转为露天开采的露井联合开拓方式。结果表明:端部联合开拓符合某矿井工转露天开采矿山的生产实际,既能充分利用井工矿现有生产及运输系统,降低建设投资,加快露天矿建设速度,又可扩大矿山开采规模和提高矿产资源开发的经济效益,为建设高产高效矿山提供支撑,对于我国煤炭资源开发过程中资源条件适合的矿山实施井工转露天开采具有现实意义。     

露天矿端帮采煤机开采参数设计方法

为了提高端帮压煤回采率，保证端帮采煤机作业安全，分析了平朔东露天煤矿端帮压煤开采可行性，提出了端帮压煤开采参数设计方法，包括端帮采煤机工作区域参数设计方法以及煤柱参数计算方法，并验证了煤层上覆岩体安全厚度，采用Midas GTS NX有限元软件模拟了端帮压煤开采后的边坡稳定性情况。研究结果显示，东露天矿端帮压煤采用端帮采煤机开采方案可行，设计端帮采煤机工作区域长度80m，宽度40m，端帮采煤机水平最大开采深度300m。单排采巷条件下设计4煤支撑煤柱宽度50m，隔离煤柱宽度20m，9煤支撑煤柱宽度60m，隔离煤柱宽度24m。上覆岩体厚度满足安全要求，端帮压煤开采后端帮边坡较为稳定。     

井采方向对露井协采边坡稳定影响的分析及优化

为了得出露井协采矿山中井采工作面与露天矿边坡空间相对位置的最优布置方式,结合平朔矿区露井协采工程实践,设计了3套方案对不同井采工作面布置方向时井采对露天矿边坡稳定影响规律进行研究,研究表明:在露井协采中井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置时,井工开采对露井协采边坡稳定及端帮运输道路的不利影响最小。在井采工作面采取上述方式布置时,对井采工作面的推进方向进行优化分析,发现井采工作面沿背坡的方向回采时,露天矿边坡岩体受井采扰动较向坡开采时严重。故在露井协采工程实践中,建议井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置,采用向坡方向推进,以降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源采出率。     

露井联采条件下井工矿对露天矿边坡影响的范围

井工扰动条件下对覆岩破坏与地表移动规律是伴随时间和空间的复杂问题。大范围井工开采必然会造成上覆岩体应力重新分布,造成局部应力集中,从而导致岩体塑性变形。在露井联采条件下,井采扰动对露天矿的边坡和排土场以及各种工程设施都会带来不安全的影响。文中通过利用有限元ANSYS分析得出了某露天矿端帮受井工矿采动影响的范围,得出了采空区的边界角和松散层的边界角。通过对塑性区的发育和主应力分布情况及质点矢量位移综合确定了井工矿距该矿端帮的安全距离,也给出外排土场距离最上部端帮的安全距离。     

露井联采下边界参数优化的相似模拟研究

通过相似模拟试验,对安太堡露天矿南帮露井联采下边坡的破坏过程进行了研究,同时结合露天边坡破坏的模式以及边坡的沉降变形规律,对安太堡露天矿南帮边界参数进行了优化分析.结果表明,露井联采下的边界参数,即井工开切眼距上部边坡台阶的垂直安全高度,是决定露天边坡稳定的关键因素.4#煤和9#煤复合开采时,9#煤是决定边坡稳定的主要开采煤层.最后提出了4#煤和9#煤复合开采其合理的垂直安全高度应在131m以上,为保证露井联采下边坡的稳定提供了依据.     

井工开采对露天矿边帮稳定性影响研究

运用数值模拟软件FLAC3D对安太堡露天矿采用井工开采露天边帮剩余煤炭资源时的顶板岩层运动特点及边帮稳定性进行了研究。结果表明：随着距露天开采地面停采线距离的不同,边帮体内压应力、压应变均呈非线性减小趋势;随着井工开采的不断推进,其顶板内的应力集中呈不对称分布,顶板岩层变形也呈非线性分布;井工开采将促使边帮体内形成明显偏向边帮体自由端方向的拉应力区;可能导致边帮体发生滑移的主要因素将是边帮体上覆岩土体的挤压、推移与井工开采产生采动作用对边帮底部岩体岩性的劣化作用;存在着一个既使露天边帮保持安全、又可实现尽量多回收煤炭的井工开采理论尺度。