神山露天煤矿井工采空区处理及防治措施

原井工开采煤矿经过技术改造整合为露天煤矿,然而因井工开采遗留的采空区对露天开采生产作业构成重大安全隐患。为保证井工转露天开采煤矿生产作业安全,应采取各种处理及防治措施对井工采空区综合治理。文中以神山露天煤矿为例,分析了井工采空区失稳垮落的力学模型,介绍了确定采空区顶板最小厚度的鲁佩涅依特法,总结了采空区对露天煤矿生产影响的几种表现形式:煤层自燃、顶板垮塌影响设备作业安全、影响爆破安全作业及露天煤矿边坡稳定等。最后分析了神山露天煤矿在实际生产中采取的过采空区处理及防治措施。     

卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度研究

地下采空区给露天生产带来了极大的危害,采空区顶板安全厚度的确定是露天生产的重要安全保障。为了研究卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度,通过对矿山原有采矿技术条件和地质资料的分析及现场实地测量和调查并结合钻孔探测等手段,确定了露天矿下采空区的分布情况。以此分析地下采空区与露天境界空间关系并对露天边坡危险区进行区划,利用理论计算和数值模拟手段对最危险区域的采空区顶板安全厚度进行研究。结果表明:在最危险区域范围内,对不同采空区范围,不同位置的采空区进行模拟结果分析,露天开采的采空区隔离层安全厚度为16m(2个台阶高度),采空区对露天开采的影响较小。     

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。     

元金煤矿井工开采转露天开采可行性研究

文章分析了元金矿采取露天开采和井工开采时的回采率、服务年限及开采条件,提出元金矿由井工开采转为露天开采方案,并结合元金矿实际的地质条件与生产条件,从技术和经济两方面对露天开采的可行性进行了论证,分析表明元金矿采用露天开采具有明显的优势,该研究对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.     

地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡稳定性分析

某露天矿为地下转露天开采,在复杂工程地质条件和原地下采空区的综合影响下,露天边坡极易发生塌陷、台阶失稳等灾害,严重威胁露天矿安全生产。为研究地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡的岩体变形破坏规律,结合实际地质条件,利用Dimine-Midas/GTS NX耦合建立大型露天矿三维工程地质模型,并进行稳定性计算分析。分析结果表明:地下采空区顶板变形量较小,对露天矿边坡影响不大;南部强风化岩区域边坡位移量较大,边坡有向外"滑动"的趋势;开挖至-180m平台时,边坡安全系数降至临界值,并出现塑性区开始贯通坡脚现象;综合分析得出该矿山开采的临界水平为-180m平台。通过对该实例工程边坡的破坏机制分析,揭示了边坡变形破坏的主要因素,并为后续边坡治理提供理论指导。     

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。     

木里煤田江仓四号井露天采坑回填及地表生态恢复研究

为了保障木里矿区煤矿由露天开采转入井工开采模式后的安全生产,分析了江仓四号井露天开采采坑和地面排土场的现状及边坡的稳定性,提出了采坑的回填方案和回填后的矿坑地表生态恢复方案,并研究了矿坑防排水方法。结果表明,通过对江仓四号井露天开采后的采坑及排土场的综合整治,达到恢复地表生态环境目标,消除了露天采坑对井工开采产生的不安全因素,减少了对井工生产的威胁和危害。     

流变作用下露采岩质边坡和采空区的稳定性分析

针对井下开采转露天开采现状,分析了岩体材料蠕变力学特性对采空区和边坡稳定性的响应。采用改进的西原蠕变模型,对边坡安全系数的求解进行了推导,然后通过工程算例进行了数值计算,研究了采空区安全顶板的厚度和采空区边坡稳定性的影响。计算结果表明:蠕变效应下,采空区安全顶板的厚高比要比工程经验规定的值偏大,且采空区边坡垂直位移的变化对其稳定性有显著的影响,拉剪塑性区主要分布在边坡的中上部和深部采空区,并不是在矿体中,算例验证了该模型的计算是可靠的,为采空区边坡的稳定性分析提供了参考。     

井工露天同期采动下边坡岩体变形机制的模拟试验研究

在井工露天同期开采条件下，且露天边坡位于井工采动影响范围内，边坡岩体的变形与破坏，受两种开采的共同影响，因而岩体的变形与破坏机制不同于单一露天开采条件下的边坡变形。笔者就此问题进行了底面模型摩擦试验研究，为矿山边坡变形分析和采矿设计提供理论基础和科学依据。     

柿竹园多金属矿露天-地下协同开采安全稳定性分析

为研究柿竹园多金属矿露天-地下同时开采的相互影响，根据矿山的实际生产情况，构建了矿山的地表模型、露天坑最终境界模型、矿体模型、塌陷区及采空区模型。为尽可能真实地反映矿山开采及覆岩的变形特征，按不同的回采高度和回采区域将矿山整体开采顺序从上到下划分为6个阶段。其中，第1至第5阶段为露天-地下联合开采，露天开采东、北部684 m以上以及西、南部612 m以上的矿体，与此同时，地下采用分段凿岩阶段空场法开采东部407～610 m、北部470～536 m的矿体，以无底柱分段崩落法回采西部530～610 m的矿体以及中部490 m以上的矿体；第6阶段为地下开采结束全部转为露天开采。通过数值模型得出了露天-地下协同开采期间，各开采阶段地表和采场产生的最大位移量、采场顶板产生的最大拉应力值以及最大压应力的位置和大小；并对露天开采时，井下采场、采空区顶板、边坡的位移和应力进行了监测和分析。结果表明，露天-地下协同开采期间，露天开采区形成的露天边坡和平台未出现明显的应力集中现象，露天边坡产生的位移、拉应力和剪应力值均较小，矿山露天及地下开采对最终边坡稳定性造成的影响较小，开采造成的位移和应力集中程度不会...