块石胶结矿柱房柱法试验研究

金山金矿矿体属于缓倾斜薄至中厚矿体,形态复杂,开采难度大,原采用全面法开采,采矿损失大、工效低、采场生产能力小.为此,试验了块石胶结矿柱房柱法.试验中取得了一些好的经验和显著的经济效益.     

空场人工点柱替换原生矿柱回采技术及工艺

针对采用空场法开采的矿山采空区内原生矿柱回采技术难题,采用人工矿柱替换原生矿柱的残矿资源回收方案。其实现方法是:通过对原生矿柱开采前的空区稳定性数值模拟分析,反演空区允许的极限暴露面积,据此作为人工点柱布置和参数计算依据。为保证人工矿柱的稳定性,对倾斜底板进行台阶削平处理,并以三角形结构布置底座钢筋。采用井下废石砌筑人工点柱外墙,利用矿山已有的全尾砂胶结充填系统充填点柱内芯,待充填体沉缩凝固形成一定强度后,再以预制楔形体结合混凝土泵送充填联合接顶的工艺充填接顶,确保人工点柱的强度及有效接顶。     

我国有色金属矿山矿柱回采现状及对策

有色金属矿山的矿柱回采具有十分重要的意义.目前主要方法有抽柱、削柱和替柱法、分段或阶段崩落法、充填法和VCR法等,各矿山根据其具体情况分别采用上述方法进行矿柱回采取得了一定成绩,但仍有较多矿山重视不够,存在一些问题.要搞好矿柱回采,必须在政策、管理和技术三方面同时努力。     

分层矿柱回采及天井采矿的爆破工程实践

简要介绍了柿竹园多金属矿490中段315 m×313 m范围内514~610分层P2、C4、C5矿柱及13#、14#天井采矿爆破工程的实践活动,爆破总崩矿量74.75万t,实际药耗250 t,为国内外同类型矿山资源的安全、合理开发利用提供了借鉴和参考范例。     

不良胶结充填体条件下矿柱回采方案选择

鸡冠咀金矿采用分段空场嗣后充填法开采,矿房采完用分级尾砂高水胶结充填,但矿房充填体质量较差、强度低,不能自立,给间柱和顶底柱回采带来很大难度。根据现场实际情况,提出间柱采用超前上向进路扩帮回采分区充填方案,顶底柱采用两步骤进路充填间隔回采方案,成功解决了不良胶结充填体条件下的矿柱回采难题。     

倾斜薄矿脉房柱法开采人工矿柱参数优化和安全回采的数值模拟研究

分析了倾斜薄矿脉矿山房柱法开采时的人工矿柱承载机理,并推导了人工矿柱相关参数的计算公式。以南方某铀矿采场为例,对其人工矿柱的规格、数量、混凝土消耗量等参数进行了计算、分析,优化选取了人工矿柱参数。并以此对采场回采工作进行了数值模拟研究,验证其开采的安全性,并提出矿柱参数进一步优化的方向。     

深井矿山复杂边界矿柱回采研究

采用充填法两步骤回采的深井矿山,由于采场爆破设计、现场施工偏差或采空区的部分垮塌等原因,矿柱边界会极不规则,回采时往往存在充填体部分垮塌、矿柱贫损严重等问题。结合冬瓜山铜矿实际,在采用RFPA2D软件对矿柱进行稳定性模拟分析的基础上,利用CMS实测得到的空区数据,借助Surpac软件建立-730水平2个相邻采空区的三维模型;通过将空区模型与矿柱设计模型复合,得到了实际可供开采的矿柱设计模型;分析预测了矿柱回采时爆破动载对充填体的影响,阐述了边界炮孔到充填体距离、边界孔装药的选择与矿柱回采的密切关系;利用Surpac软件剖切得到的矿柱剖面作为爆破设计的依据,获得了爆破设计的合理范围,实现了矿柱的优化回采。     

深部回采人工矿柱合理宽度计算及关键影响因素分析

稀有贵重金属矿石深部回采时,为设计人工矿柱的几何参数,提出了深部回采人工矿柱合理宽度计算公式.针对高应力及大扰动,根据普氏地压学说理论,阐明了深部开采人工矿柱承载机理,从推导的公式中分析得到影响人工矿柱合理宽度的关键因素是回采跨度与回采深度,并进行了二者影响度的计算分析.结果表明:矿体回采跨度对人工矿柱宽度的影响度要远大于矿体的回采深度.结合某金矿工程实例,计算了深部回采人工矿柱的合理宽度,通过现场试验验证了公式计算的合理性及关键因素的影响度.     

缓倾斜薄钨矿脉矿柱回采方案探讨

缓倾斜薄矿脉赋存在我国金属和非金属矿山较为常见。针对南温河钨矿全面法采矿残留矿柱的留存条件和回采难点进行分析和研究,提出使用人工假柱置换矿柱的矿柱回采方案。研究表明:混凝土人工假柱尺寸6.0m,间距10~12m能够满足矿柱的安全回采;同时回收矿柱约为14.8万t,产出钨精矿约776.3t,净收入约7 700万元。在保证安全的前提下,为企业带来良好的经济效益。     

基于CMS的区域智能化矿柱回采研究

针对复杂多空区条件下的矿柱资源回收问题, 提出了基于CMS的区域智能化矿柱回采的解决方案。研究结果表明, 该方法可准确确定矿柱边界, 并通过精确的爆破设计实现矿柱资源的安全、高效、低贫损回采, 回采矿石损失率控制在5%～6%, 贫化率4%～5%。     

房柱式开采的通风系统

根据房柱式开采的盘区巷道布置的特点,提出了房柱式开采的5种通风方式,即局部通风机通风系统、独立回风巷道通风系统、2进1回通风系统、2进2回通风系统及联合式通风系统,并对通风方式进行了分析。利用加权相对偏离值最小法确定了房柱式开采的通风系统－联合式通风系统。     

半解析方法用于房柱式开采沉陷的三维计算

半解析数值方法具有降低维数、节省内存、建模工作量小等特点，用于三维开采沉陷计算和应力分析具有明显的优越性。基于半解析方法中的层单元和棱柱单元推导计算方法，在Visual Fortran 6.5环境下编写了可用于全采、条采和房柱式开采的三维沉陷计算和应力分析程序。以兖州矿业集团南屯煤矿房柱式开采的地质采矿条件为基础，应用三维半解析数值方法，分别对房柱式和条带式开采条件下的地表沉陷进行了三维对比模拟计算，获得了房柱式和条带式开采的控制地表沉陷的对比结果。     

连续采煤机房柱式机械化开采工艺系统的研究

为提高开采速度、提升回收率以及确保作业安全性,有必要对短壁式机械化采煤方式进行深入研究。文章对于连续采煤机房柱式的采煤工艺进行介绍,然后在此基础上对于该工艺进行了分析,并且给予了一定的技术参数,最后根据目前的技术指标对于开采的技术和开采的工艺进行了对比的分析,在此基础上提出了展望。     

Key technology study on pillar mining under the system of room and pillar mining

Taken taifeng coal mine in Mongolia for example, discussed the stability and controllability about advance pillars which locate at the front of working face and makes simulation on pillar with the software UDEC3.1. The failure styles of advance pillars are shear failure and compression failure through analyzing the stability of advance pillars. The paper concludes that can protect advance pillars from shear failure by controlling coefficient of volumetric expansion of mining field rock and supports＇ working resistance and can also protect it from compression failure by advance supporting, increasing setting pressure and working resistance. Two advance pillars are influenced and the main failure form is compression failure through the numerical simulation.     

浅埋房式采空区煤柱群稳定性评价

基于“品”字形煤柱分布及尺寸、采空区上方塑性区域边界拱角大小计算得出房式煤柱上覆平均载荷σaps,结合煤柱完全塑性失稳后其邻近煤柱上覆平均载荷变化规律定义了煤柱单元失稳概率P0。采用重整化群方法将煤柱群划分并建立为一维、二维元胞模型,将煤柱失稳概率密度函数(PDF)表示为威布尔函数分布形式并给出不动点方程,进一步求解煤柱失稳临界概率。以石圪台煤矿为实例,计算3-1-1号煤层房式采空区中煤柱稳定性,结合房式采空区煤柱群数值模拟结果,评价了石圪台煤矿房式采空区煤柱群稳定性,最后选取两个房式采空区工作面进行表土层剥离揭露实验,验证煤柱群稳定性理论计算可靠性,为相邻采区及井田内房式采空区下开采提供理论及工程参照。     

关于房柱式开采巷道漏风规律的探讨

通过对黄陵一号煤矿房柱式开采巷道漏风的测定，结合现场实际经验，总结出房柱式开采巷道的漏风规律，为现场管理提供依据。     

缓倾斜互层矿体房柱法采场结构参数及稳定性研究

房柱法开采缓倾斜互层矿体时形成复杂的岩体工程,其采场结构参数严重影响着采矿作业的安全性和经济性。本文针对缓倾斜互层矿体提出了矿房合理布置形式,并通过多种理论计算与分析确定了采场结构参数,为应用房柱法开采类似技术条件的矿体提供了完整的研究路线和快速的解决方案。     

盐矿地下开采矿柱设计的极限平衡法（增刊）

针对盐矿地下开采设计中矿柱宽度的选取问题开展研究。通过理论分析,推导得到了基于极限平衡法的矿柱极限宽度理论公式;通过引入安全系数,提供了一种能够服务于矿柱设计的矿柱宽度选取方程;结合具体工程,给出了一个合理的工程算例,明确了该设计方法的具体应用。研究结果表明,给出的开采矿柱设计的极限平衡法能够满足地下盐矿开采的设计需要,为类似工程设计提供有益参考。     

浅埋房式采空区灾害治理方法研究

针对鄂尔多斯市大量小煤矿房式采空区遗留煤炭资源造成的各种井田灾害,在分析采空区灾害治理难点的基础上,提出了以露天剥离方式回收房式采空区遗留煤柱,同时整治土地、再造良田,从根本上改善采空区周边生态环境,并根据伊泰集团纳林庙矿区采空区灾害现状,制定了详细的治理方案,可以为类似条件房式采空区治理提供参考。     

浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制

针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象，采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿井本煤层房式开采后，只有当房采煤柱的弹性核区比例大于31%时，房采煤柱才能处于长期稳定。下煤层采后的模拟结果表明:上覆房采煤柱的破坏形式及其失稳次序同其与下煤层工作面相对位置密切相关，房采煤柱依次从工作面开切眼位置、工作面位置、采空区中部位置发生破坏及失稳，且工作面开切眼和工作面位置处煤柱多发生顺向采空区的斜切破坏，而采空区中部煤柱则发生垂向压裂破坏。根据石圪台煤矿数值模拟结果显示，上部2-2煤层房采后煤柱支承应力峰值由原岩应力2.8 MPa增大至12 MPa，应力集中系数为4.28;当下部3-1煤层工作面采后，上覆2-2煤层房采煤柱的支承应力峰值增大至30 MPa，应力集中系数达10.71;下煤层工作面开切眼侧与工作面正上方的房采煤柱呈现垂向不均匀承载特征以及受水平拉伸变形影响，是导致边界处房采煤柱易出现对角斜切破坏模式的主因。两侧边界煤柱失稳后，其顶板岩层瞬间发生整体拉剪破断从而引发矿震，顶板多层岩层以“整体运动”的形式急剧快速下沉并撞击底板，将采空区中部上方的房采煤柱压垮压塌，同时巨大的冲击力进而导致上下煤层间的岩层发生全厚切落，造成下煤层工作面发生切顶压架。实验发现从上覆房采煤柱群首个煤柱发生破坏至整体失稳运动并达到稳定，历时仅约为0.45 s，其中，上下煤层之间的岩层发生全厚切落历时仅约为0.05 s。