基于空孔监测技术的自然崩落法顶板实时崩落规律研究

自然崩落法采矿过程中,实时掌握顶板崩落规律尤为关键。本文利用空孔监测技术,对普朗铜矿顶板崩落的动态变化情况进行监测。根据监测数据,实时获得崩落面和存窿面之间高度变化,计算出顶板平均日崩落速度,并依据设计参数动态调整底部结构的放矿计划。空孔监测技术在该矿实时监测顶板崩落规律中得到了很好的应用,具有较好的推广应用价值。     

普朗铜矿自然崩落法开采过程综合在线监测技术研究

自然崩落法采矿过程中,顶板冒落规律掌握、底部结构稳定性情况、地表沉降趋势监测及控制等,不仅关系开采过程人员和财产安全问题,更是决定自然崩落法能否成功用于普朗铜矿的关键。采用微震、三维激光扫描、TDR、钻孔电视、应力位移等技术,综合对普朗铜矿顶板冒落规律、底部结构变化情况、地表沉降实时显现进行在线监测,并通过统一平台对数据进行综合联动展示和分析。该综合在线监测技术应用,控制了崩落面和松散矿堆之间的高度,避免上覆矿岩大范围崩落产生空气冲击气浪;优化了拉底推进与底部结构开口之间的空间位置关系;解决了底部结构矿柱二次加强支护时机及措施选取问题;实现了地表稳定均匀沉降。综合在线监测技术在普朗铜矿得到很好应用。     

微震监测自然崩落法开采过程中顶板冒落规律应用研究

微震监测技术是上覆岩层冒落规律监测的重要手段。采用微震监测系统,对普朗铜矿自然崩落法开采过程中顶板冒落规律进行实时监测和预报。在充分结合普朗铜矿开采条件下,进行微震监测系统台网布置优化,确定该矿首采区微震监测要求的最佳监测系统配置方案;总结分析微震活动的时空演化特征,并对复杂地质构造影响下岩体破裂范围进行圈定,进而识别发生顶板大范围冒落的前兆信息及潜在危险区。     

崩落法回采时顶板岩层崩落过程监测与分析

用崩落法回采倾斜矿体时顶板围岩的崩落过程是目前没有很好解决的问题。通过地质钻孔，采用电路连通判断法，对程潮铁矿采场顶板的崩落过程进行了监测。监测结果表明，顶板的崩落过程是非常复杂的，受到岩体质量、岩体中的弱面、初始地应力场、空区形状及松散充填体等的影响，而且具有明显的跳跃特征。在组成矿体顶板的各种岩层中，质量高的岩层是控制崩落过程的关键层。关键层较难崩落，但在崩落时具有突发性，会产生较大厚度岩层的突然垮塌。受主关键层的影响，在地表塌陷之前，有相当长一段时间不出现崩落或者崩落速度很慢。而当主关键层崩落后，表地会在较短的时间之内突然塌陷。研究结果表明，复杂岩层顶板的崩落过程及崩落时间的预测必须考虑岩层性质及其空间分布特点，其中，关键层的识别是非常重要的。     

金属矿山崩落法开采顶板围岩崩落机理与塌陷规律

以湖北程潮铁矿西区开采为工程背景,首先结合2个钻孔实时监测的顶板围岩崩落曲线、矿体赋存条件、地层结构和钻孔岩芯资料,揭示顶板围岩崩落过程的基本特点和机理。其次建立了103个沉降点和55个水平位移点的地表塌陷监测系统,通过对15个月观测资料,特别是对沉降量、沉降速率和水平位移量与时间曲线的关系,以及沉降漏斗发展过程剖面图分析,总结出西区地表变形的量值特征和一般规律。初步揭示了金属矿山无底柱分段崩落法开采过程中,顶板围岩崩落机理和地表沉陷的基本规律。     

崩落法开采时复杂顶板的崩落过程分析

在分析崩落法开采中顶板围岩崩落的基本条件后,从岩体工程质量、初始地应环境、空区的形态与充填状态等方面分析了顶板崩落的影响因素.结合程潮铁矿顶板崩落过程的监测结果,分析了顶板岩体的崩落过程,得出了完整的顶板空区发展过程图.研究结果表明,软硬岩体交错分布,软弱不连续面的存在是引起顶板崩落呈间歇性、突发性地发展的原因.与层状顶板崩落过程类似,在组成复杂顶板的岩体中,存在稳定性好的关键结构体,顶板的崩落过程受关键结构体控制.     

基于三维激光扫描技术的地表沉降实时监测与预警

普朗铜矿自然崩落法开采会引发顶板崩落及地表沉降,地表均匀稳定的沉降尤为关键,因此实时掌握地表沉降规律是非常重要的。本文利用三维激光扫描技术,对普朗铜矿地表沉降的动态变化情况进行实时监测。通过实时监测,得出了重点监测区域的平均沉降速度,为底部结构放矿参数的优化提供了依据。三维激光扫描技术在该矿实时监测地表沉降规律中得到了很好的应用,具有较好的推广应用价值。     

顶板诱导崩落及应用的数值分析

诱导崩落处理空区顶板，其关键技术是运用采矿过程产生的应力释放，合理确定顶板诱导崩落的时空位置。运用突变失稳原理分析了基于矿山连续开采空区顶板处理的诱导崩落各种扰动因素，如采场顶板围岩的力学性质、采空区的面积、拉应力作用区范围和大小等对采场顶板失稳时的影响，研究确定了顶板诱导崩落技术的关键，即确定合理的空区面积。针对铜坑矿非重叠区域下矿块的地质和采矿活动，建立了三维数值有限元计算模型，研究了顶板失稳的影响因素对顶板诱导崩落的时空影响，合理设计回采步序与空区顶板处理时间。     

顶板诱导崩落及应用的数值分析

诱导崩落处理空区顶板,其关键技术是运用采矿过程产生的应力释放,合理确定顶板诱导崩落的时空位置。运用突变失稳原理分析了基于矿山连续开采空区顶板处理的诱导崩落各种扰动因素,如采场顶板围岩的力学性质、采空区的面积、拉应力作用区范围和大小等对采场顶板失稳时的影响,研究确定了顶板诱导崩落技术的关键,即确定合理的空区面积。针对铜坑矿非重叠区域下矿块的地质和采矿活动,建立了三维数值有限元计算模型,研究了顶板失稳的影响因素对顶板诱导崩落的时空影响,合理设计回采步序与空区顶板处理时间。     

多层采空区稳定性分析及处理措施

在现场地质调查、岩石力学性能实验的基础上,应用FLAC3D数值模拟技术对威克矿多层多区块叠跨复杂采空区体系进行了分析研究,计算结果表明该空区体系处于稳定状态。对矿山提出的空区处理方案进行了数值模拟研究,分析结果显示：照此处理后采空区体系虽部分贯通但整体仍然稳定,达不到崩落塌通地表的预期效果。在空区体系稳定性分析的基础上,提出了空区体系处理的改进方案。先考虑多种因素条件综合确定空区顶板的安全厚度层,松动爆破剥离安全层上部的岩石;再用露天深孔挤压爆破崩落法处理空区上部预留顶板安全层,爆破崩落的岩石充填空区形成下部无底柱分段崩落法的覆岩保护层;最后对空区间残留的岩柱进行崩落,以达到处理采空区体系的目的。     

地下矿体连采顶板控制技术研究

低品位贫矿体地下连续开采技术是实现矿山高效生产的采矿方法，其中顶板控制是该采矿方法的关键技术之一。利用相似材料模拟试验和FLAC-3D研究方法，对某有色金属矿山厚大、低品位的3#矿体的地下连续开采进行了系统研究，包括矿体顶板自然崩落性、顶板人工诱导崩落时序系统以及开采过程中顶板应力变化规律的研究。研究结果表明，3#矿体顶板初次垮落步距为96 m，顶板自然崩落性较差。采用顶板人工诱导崩落技术，在顶板切割诱导槽进行诱导放顶，合理地布置矿体开采和顶板崩落之间的时间和空间顺序，使采空区顶板随矿体开采逐步垮落，能够保证矿体的安全回采。顶板应力随开采过程呈现逐渐升高的趋势，顶板垮落前应力值降低，但应力变化幅度不大。研究证实，采用顶板人工诱导崩落技术对连续开采的地下矿体顶板可以进行有效控制。     

预裂爆破技术在综采放顶煤工作面末采期的应用

为避免综放面末采期间顶板大面积集中来压,在总结前期矿压规律的基础上,预测末采期顶板运动规律,然后提出在工作面应用顶板预裂爆破技术,现场实测采取预裂爆破的方法对顶板控制的效果。结果表明,实施顶板预裂爆破技术后,全工作面发生3批次5块段的分区域来压,达到了快速安全末采和回撤通道快速贯通的目标。     

综放开采端面顶煤稳定性研究及其应用

通过对顶煤损伤演化和破碎过程的分析 ,初步揭示了综放工作面端面顶煤的冒顶规律及其主要诱发因素。由此提出了控制综放工作面端面冒顶的主要技术措施 ,在现场应用后有效地控制了端面冒顶 ,实现了高产稳产 ,从而形成了综放工作面端面冒顶治理的系统关键技术。此项研究在兖州兴隆庄煤矿和宁夏白芨沟煤矿综放开采的顶板控制实践中取得了良好的效果。     

黄山铜镍矿30#矿体开采过程中地压监测系统的建立与应用

黄山铜镍矿30#矿体采用无底柱分段崩落法开采,井下围岩节理裂隙发育,围岩破碎明显,局部已出现片帮及冒顶。本文根据矿山岩体岩性、节理裂隙发育及实际开采情况,对监测方案进行了设计及优化,并建立了地压监测系统。通过对微震监测数据的处理与分析,研究基于微震事件岩体应力及变形的变化规律,为矿山的安全生产提供了技术保障。     

综放开采下厚表土层移动规律研究

为研究厚表土层在综放开采条件下的移动规律,在长治矿区高河矿W1303工作面建立了地表岩移测站。通过对实测数据的分析得出了最大下沉点位于采空区上部Z29,Z30,Z32测点,并得出了一系列上覆岩层的移动角参数。通过理论分析,得出在综放开采条件下上覆岩层的移动变形表现形式分为前期和后期两种。同时得出影响上覆岩层移动的主要因素有上覆岩层岩性、关键层的位置及作用、开采尺寸、工作面推进速度及顶板管理情况等。并结合FLAC3D数值模拟软件分别模拟了表土层厚度为140、190、240 m在回采过程中的地表移动规律,得出了表土层厚度为190 m与实际地表层厚度为189.43 m的移动规律相符。因此针对厚表土层在综放开采条件下的岩层移动规律的研究可为长治矿区矿井建设提供一定的参考价值。     

哈图金矿地压监测系统的建立及应用研究

随着开采深度的增加,哈图金矿采场片帮、冒顶等地压灾害日益突出,因此建立了微震监测系统来监测地压灾害并进行预警。主要介绍了微震台网的优化设计,并通过标定爆破完成波速校正。波速校正结果表明:微震监测系统的定位误差为10m左右,能够满足矿山地压监测的需要。另外,基于微震事件信息分析了各中段的地压活动规律,并划分出潜在的地压灾害区域进行重点监测与分析。微震监测系统在哈图金矿得到了很好的应用,为矿山安全生产和管理提供了技术支撑。     

桑树坪二号井综放工作面顶板来压规律分析

针对桑树坪二号井综放工作面在现场实际中,相同几何尺寸、回采工艺的采煤工作面出现来压步距不同现象,为提高井下人员的工作安全,指导工作面顶板支护,开展了顶板压力作用显现规律探究。结合矿压在线监测设备,选取了矿井不同采区相同切眼长度的两个工作面,跟踪收集了不同年份3个月相近时间段的连续数据,分析顶板来压规律及影响因素。结果表明,煤层上覆岩层岩性不同,导致工作面初次来压步距及周期来压步距均出现不同,顶板硬岩厚度越厚,来压步距越大,且来压显现越明显;同时,针对来压期间顶板管理工作,提出了防范措施,为矿井安全生产提供了重要保障。     

综放工作面切眼深孔爆破处理顶板及回收顶煤技术

介绍了东滩煤矿在14310综放工作面切眼实施深孔爆破处理顶板,提高煤炭资源回收率,实现切眼顶板安全垮落及提前放煤所采取的措施.     

复杂不稳定煤岩综放开采不规则来压顶板垮断机理研究

复杂不稳定煤岩开采,由于涉及因素复杂,无法建立统一模型,现场实测数据分散,来压规律不易总结,需顶板垮断机理解释和指导。以同发东周窑矿复杂不稳定煤岩综放开采实测不规则矿压规律为切入点,通过理论分析,提出了该矿复杂不稳定煤岩综放开采顶板的 8 种典型垮断机理,从理论上解释了该区特殊矿压规律,对复杂不稳定煤岩顶板垮断机理进行了探索,可为类似矿井提供借鉴。