CDC10型采场顶板作业车研制成功

<正> 根据国家“七五”重点科技攻关项目“锡矿山粗颗粒水砂充填采矿方法”试验的要求,由北京矿冶研究院负责,江西拖拉机制造厂、抚顺起重机总厂和锡矿山矿务局共同协作研制的配套设备“CDC10型采场顶板作业车”,已于1991年1月18～20日通过了中国有色金属总公司组织的技术鉴定。CDC10型采场顶板作业车是国内首次研制的高顶板作业设备,主要用于采场顶板的松石处理、打锚杆孔、装锚杆和装药等作业,减轻了作业人员     

北京矿冶研究总院新设备、新仪器、仪表介绍(1992年度可供技术转让或出售的产品)

<正> 产品名称 1.SJDY-1200原矿绳架式带式运输机 2.CDC-10采场顶板作业车 主要技术性能及运用范围 用于金属矿山、非金属矿山、露天矿、采石场,要求高效连续运输大块物料的场合。该机可平稳可靠地运输大块矿石,与采场振动出矿机配套:可形成采场原矿搬运高效连续作业线。 工作系统可使用柴油机或电动机为动力,用于高采场的顶板检查.撬松石、打锚杆孔及装锚杆,装药等作业。该机既保证了停电或供电故障时继续作业,又可满足采场无污染及松石工艺的特殊要求。     

采场围岩控制理论与实践综述及展望

简单回顾了采场顶板结构理论、顶板运动参数预测、采场支承压力分布规律和顶板运动监测预报研究的进展情况,并提出了今后采场矿压研究方向.     

基于FLAC3D的铜坑矿采场结构参数优化

以铜坑矿92#矿体的 T106试验采场为例,运用 FLAC3D实现了采场结构参数的优化模拟,获得了不同参数的力学响应规律.研究结果表明,为获得优化的采场结构力学响应,采场最优结构参数范围应该控制在顶板厚度为8.0~10.0 m,采场跨度为12.0~14.0m.并综合考虑增加采场跨度和减小顶板厚度的覆盖岩层下放矿损失贫化的控制技术,确定了最优的采场结构参数为:采场跨度14.0m,顶板厚度8.0m.     

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。     

缓薄金矿采场削壁充填地压及其控制方法探讨

分析了湘西金矿削壁充填法采场顶板岩石破坏机理,指出了随采深增加,干式充填体不能及时支撑采空区顶板,且集中载荷将对采场工作面矿层产生压裂破坏,空区顶板沉降对采场工作面顶板围岩产生反向弯拉破坏,从而增加了作业面安全隐患.提出了中深孔抛掷爆破分段空场法,并阐明其对采场地压的适应性.     

浅谈矿山压力及其控制

通过对采场矿山压力呈现规律的研究,总结了对采场矿山压力的6种影响因素:自然条件的影响、开采深度的影响、生产条件对采场矿山压力的影响、工作面推进速度的影响、支护材料及顶板管理方法对矿山压力的影响、采空区处理方式对采场压力产生的影响.掌握对采场矿山压力的影响因素,对控制顶板具有非常大的意义.介绍了对采场矿山压力假说的探讨,提出了对软顶板、厚煤层顶板管理的建议.     

用沙坝矿采场顶板稳定性模拟分析

贵州开磷矿业公司用沙坝矿主体为缓倾斜矿体,采用机械化盘区分段充填采矿法开采,通过研究采场跨度与顶板稳定性之间关系确保了作业人员安全和稳定生产.建立合理矿山开采力学模型后,对不同跨度采场在未支护方案下进行数值模拟分析表明,采场整体位移变化基本服从近对称分布;靠近开挖边界处围岩位移最大,距开挖边界越远,围岩位移越小,且移动方向均指向采空区;采场跨度在20m以内,采场顶板不发生破坏;当超过25m以上时,采场顶板出现较大拉应力,顶板开始发生破坏.     

断层下采场顶板破断规律的研究

基于UDEC软件对断层下采场顶板的破断规律进行分析,研究了不同倾斜角度断层和断层在采场顶板上方不同位置时对采场顶板竖直方向位移和应力的影响规律,从而得到了断层下采场顶板的破断规律,这些将为断层下采区顶板的支护提供一定的理论指导。     

获各琦铜矿采场顶板次生应力与位移特征

通过对上向水平充填法采场顶板进行竖直方向应力、位移进行监测,分析了采场顶板竖直方向次生应力与竖直位移特征,研究结果表明:随着采场跨度的增大,采场顶板产生离层现象的范围与竖直方向次生应力下降的幅度呈现增大的趋势。对于跨度为50m采场,在距采场顶板11 m以下的矿体产生离层现象可能性大,而对于跨度为10 m采场,在距采场顶板4 m以下的矿体产生离层现象可能性大。研究成果可为采场顶板支护设计提供重要现场依据。     

采场顶板锚索锚杆联合支护加固效果模拟分析

工程岩体质量等级为III级和IV级的采场顶板,因其岩体破坏特点和破坏程度不同,需采取不同强度的支护方案。针对不同岩体质量等级采场顶板初选的锚索锚杆联合支护技术参数,建立数值分析模型并选取若干关键位置监测点,对模拟开采过程中的变形量、应力值、塑性区范围等进行实时监测,以反应采场顶板锚索锚杆联合支护技术方案的加固效果。通过数值模拟计算对采场顶板支护前后相关监测参数对比分析,结果表明：采场顶板区域支护后拉应力值比未支护时降低约35%,支护作业最大可降低顶板位移量48.3%,支护后顶板塑性区范围明显减少。锚索锚杆联合支护可大幅提高采场顶板的安全性,较好控制顶板应力值和位移量,保障采场内作业安全。研究结果可为类似矿山采场顶板支护方案选择和加固效果评价提供指导。     

二步采场上盘围岩稳定性分析及工程应用

三山岛金矿二步采场上盘围岩揭露后出现剥离和掉碴现象,造成矿石的贫化并严重影响采场的安全。采用当量暴露面积法和三维有限元法对不同参数的二步采场上盘围岩的稳定性进行分析,通过计算和分析不同参数的采场上盘围岩的当量暴露面积和揭露后的位移量、应力变化,结合极限允许暴露面积判据、强度理论判据和容许极限位移量判据得出不同参数的采场上盘围岩稳定情况,并通过工业试验提出采场的合理参数和上盘围岩的控制措施。试验表明,采场宽为10 m,高为10 m时,采场上盘围岩揭露后初期稳定性较好, 3 d后局部发生剥离和掉碴现象,不稳定区域主要集中在中部偏上和靠近采场顶板位置,且采用锚索和金属网联合支护方式控制采场上盘围岩效果较好,有效保证了采场的安全并控制了矿石的贫化率。     

采场矿压与矿压显现的理论研究

总结了矿压相关理论与知识,并对采场矿压的一般规律进行了研究.研究的内容主要是矿压的基本概念、矿压的来源,其中包括上覆岩层的重力与岩体膨胀应力、矿压显现的一般规律,综述了老顶的初次来压、采场的周期来压与顶板压力的估算、矿压显现的基本规律以及影响矿压的主要影响因素,其中包括采高与控顶距、工作面推进速度.     

某铝土矿采场结构参数优化数值模拟

采场结构参数是地下矿山开采中影响开采安全和回采效率的重要因素,合理选择采场的结构参数是矿山亟需解决的技术难题。以某铝土矿采场结构参数优化为研究对象,综合分析了某铝土矿矿体的赋存条件,采用FLAC3D三维数值模拟软件,构建了直接顶板为土状岩体的铝土矿分条回采模型。为确定较为合理的采场结构参数,分别选取7、9、11 m三种采场开挖方案,分析了不同结构参数下的围岩变形、应力分布和塑性区分布特征。对比各方案应力、位移、塑性区之间的变化。结果表明,7 m跨度下采场整体处于稳定状态;当跨度增加到9 m,采场顶板出现一定的塑性区;当跨度继续增加到11 m,采场顶板的塑性区范围和位移量进一步增大,采场中间存在沿条带方向出现垮冒的风险。因此,为了保证采场稳定性与安全,建议采场跨度选择9 m。研究结果为类似铝土矿矿山采场结构参数的确定具有借鉴意义。     

小跨度分段充填法在某破碎铜矿中的应用

针对某铜矿床矿岩破碎、稳固性差的开采技术条件,初步评价了岩体质量,分析了顶板不支护时允许跨度和暴露面积。综合矿岩稳固性、回采安全和技术经济方面分析了矿山应用分段充填法的可行性,提出了小跨度分段充填法,并对采矿工艺进行了研究。该采矿方法通过协调匹配采场结构参数,充分利用矿岩的自稳能力,结合预控顶加强顶板和留矿支撑侧帮的措施,可有效地维持采场的稳定。现场应用结果表明：该采矿方法安全程度高,技术和经济指标较好,可在矿山推广应用。     

基于板模型的采场顶板破断机理分析

煤炭开采导致采场上覆岩层形成特定的空间结构,在传统矿压理论中,人们提出了悬臂梁,铰接岩梁,预成裂隙梁以及砌体梁模型等来研究采场顶板的破坏规律和矿压显现问题.但用梁模型来研究采场顶板问题具有相当的近似性.本文将采场坚硬顶板视为弹性薄板,并考虑采场初次来压和周期来压时特定的边界条件,利用位移变分法从理论上分析了项板的内力分布规律和破断机理,给出了确定硕板初次和周期垮落步距的理论计算式.     

基于FLAC3D的二步采场结构参数优化及工程应用

为了保证三山岛金矿二步采场的生产能力和开采安全性, 采用三维有限元方法对不同结构参数的二步采场开采稳定性进行分析,优选安全合理的采场参数。通过计算和分析不同结构参数的二步采场在开采过程中顶板和上盘围岩的应力、位移变化特征,得出不同参数的采场稳定情况。结果表明：当采场高度为12 m时,顶板和上盘围岩的拉应力和位移都较大,采场的稳定性较差;当采场宽度大于10 m时,顶板和上盘围岩的拉应力和位移的变化率呈增长趋势,采场稳定性逐渐变差。因此,建议二步采场宽度为10 m,高度10 m。将优化结果应用于工程实践,表明该参数安全合理,保证了矿山安全高效开采。     

采场顶板稳定性分析与锚杆支护研究

为了维护采场顶板稳定,确保采场安全生产,通过对顶板进行稳定性分析,研究采用锚杆支护作为顶板稳定性控制措施,并采用工程类比法确定了锚杆的合理参数。选用FLAC^3D数值模拟对无支护和锚杆支护两种方案进行了分析研究,模拟结果表明选取树脂锚杆支护能够减小顶板压力,控制顶板位移变形和岩体冒落。后期的现场实际观测表明,树脂锚杆在顶板稳定性支护中效果良好,能够保证采场顶板的安全稳定。     

大规模充填体下保安矿柱规划及矿体回采顺序研究

针对某金属矿长期处于大规模充填体下开采的现状,对-300 m各盘区回采期间的稳定性进行了数值模拟,分析不同方案的采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律,并综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益。分析结果表明：将E101采场作为永久性连续盘区时,回采至中期采场顶板处产生1.14 MPa的最大拉应力和75 mm的最大位移;开采后期采场顶板处产生2.30 MPa的最大拉应力和92 mm的最大位移;开采后期采场顶板的抗拉安全系数为1.53;整个顶板岩体稳定性较好,确定将E101作为盘区永久矿柱。根据盘区永久矿柱的位置,提出了4种盘区回采顺序,分析比较不同开采方案的顶板、直接顶板、矿壁及充填体稳定性,确定了从矿体中央连续永久盘区矿柱E101采场向两侧分盘区开采的回采顺序。     

分段矿房法不同分段高度稳定性的FLAC3D数值模拟分析研究

以云南某铁矿分段矿房法为研究对象,结合矿体赋存条件,通过现场工程地质调查和室内岩石力学实验,利用CAD、数值模拟软件ANSYS、FLAC3D对分段矿房法的不同分段高度进行研究,分段按照每步10m高度进行开挖,对不同分段高度下采场应力、位移、塑性区三个参数的变化进行分析。研究结果表明：当分段高度达到40m时,开挖过程中采场顶板发生了拉伸破坏区域,间柱部分有贯通的剪切破坏塑性区出现,30m分段时采场处于稳定状态,不同分段高度下采场开挖形成的最小主应力均未超出岩体的抗拉强度,采场顶底板和上下盘的竖向横向位移量均处在采场安全位移的范围内,综合分析选取最佳分段高度为30m。研究结果可对矿山的安全生产提供指导性建议,为类似矿山提供参考借鉴。