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。     

铜坑矿火区下不规则矿柱群集束孔大参数整体崩落

由于历史的原因,铜坑矿细脉带采区560m水平以上形成了一个由大量不规则矿柱群支撑的大面积火区不稳定工程结构系统,存在诸多安全隐患。历次垮塌和岩层活动,不仅造成资源的损失,增加了火区的蔓延和地压灾害控制的难度,也是长期制约和困扰铜坑矿生产发展的实在因素,虽经治理,触发安全事故的要素仍然存在,1997年被广西自治区定为特大事故隐患区,彻底根治和消除安全事故隐患已势在必行。经论证分析,自2003年开始实施“局部充填、分区大爆破、块体隔离、斜面放矿,最后进行封闭覆盖”的总体治理方案,2004年3月采用集束孔阶段深孔辅以局部中深孔和小硐室的方案进行第一爆区的大爆破,总装药量150t,落矿77万t,崩落面积6500m2。在爆区范围至地表形成了连续崩落体,基本消除了地压活动敏感区的地压安全隐患,资源得以回收,并为最后消除火区创造了条件。     

基于连续采矿的顶板诱导崩落时变力学特性分析

时变力学是以随时间变化的力学行为体为研究对象,分析在时变过程行为中的力学特性的一个力学分支.在连续采矿过程中,由于回采的不断推进,采场的几何边界在不断的变化,矿岩力学性质也随着变化（弹塑性材料）,使得采矿活动是一种典型的非线性时变力学.从时变力学的理论出发,推导了采矿过程中边界条件变化的数值分析的基本方程.根据某矿基于连续采矿顶板诱导崩落设计方案,建立了弹塑性的非线性时变力学数值计算模型,对无人工诱导崩落条件下的连续采矿进行了数值模拟,其应力结果分析表明,在第3采矿步距下,顶板出现亚平衡临界状态,可以实施人工诱导崩落强扰行为,同时针对诱导行为对诱导崩落预裂与崩顶硐室的位移与安全系数进行分析,表明适时的顶板人工诱导崩落可以安全高效的解决矿山空区处理,确保矿山的安全生产.     

铜坑矿主矿体多层开采宏观地压监控技术研究

对铜坑矿3个主要矿体的开采地压控制与监测研究情况进行了概括总结.通过分析多层厚大矿体开采地压特征,采取优化开采的地压控制和空区处理方案,建立了井下与地面联网监测的多通道微震监测和综合性监控系统,有效实现了地压监控和安全生产的目标.     

矿岩自燃发火巷道烟气流动的数值模拟及评价

利用矿岩自燃发火巷道烟气流动所遵循的控制方程，对烟气流动特性进行数值了模拟。通过模拟计算得出了发火巷道内烟气流动的速度场、温度场详细分布情况。并采用预计热舒适指标（PMV）、预计不满意百分比（PPD）对巷道中的空气质量进行了评价。利用模拟计算结果，可以为铜坑矿地下火和毒气蔓延的控制以及火区特大事故应急救援预案的制定提供技术依据。     

Similar material simulation of time series system for induced caving of roof in continuous mining under backfill

With the help of similar material simulation test,time series system for induced caving of roof in continuous mining under complex backfill in ore body No.92 of Tongkeng Tin Mine was studied. According to the similarity theory,a two-dimensional similar simulation test-bed was constructed. The stress and displacement that change along with the advance of mining were acquired and analyzed automatically by data system. The processes of continuous mining of ore-block in 5 intervals and artificial induced caving of roof were simulated. The results of the test show that ore body remained as safety roof in thickness of 15 m guarantees the safe advance of stoping work face. Caving of safety roof puts in practice at the first two mining intervals when the third interval of continuous mining is finished,and one interval as the safety distance should be kept all the time between stopping and caving. While mining in the last interval,pre-slotting should be implemented first of all,and the roof of the last two mining intervals is caved simultaneously. Only this kind of time series system can be an efficient and safe way for induced caving of roof in continuous mining.     

诱导顶板崩落时变力学模型的建立与应用

运用时变力学理论，针对大厂铜坑矿顶板诱导崩落试验采场的地质特征，建立有限元基本方程和时变力学模型，采用多步骤开挖的准时变力学有限元方法，模拟不同顶板诱导失稳崩落模式下的塑性区发展、东西预裂硐室与崩顶硐室的安全系数，对比研究确定顶板诱导可控失稳崩落的诱导模式，即先预裂爆破后切顶诱导崩落，其塑性区主要控制在东西两条预裂缝之间，垂直向达到顶板上方58m处，最小安全系数为1．1。采用数字式全景钻孔摄像技术，对铜坑矿顶板诱导崩落实验采场的顶板围岩诱导效果进行可视化监测。发现生成20-40mm宽的预裂缝，在顶板围岩中出现大量“X”型次生裂隙。实践结果表明，该模式可以有效地实施顶板的诱导可控失稳崩落。     

无底柱分段分条连续采矿法回采碎裂矿体的实践

针对广西高峰矿105号矿体高价值碎裂资源的开采技术条件,开发出一种新采矿方法,即无底柱分段分条连续采矿法,该方法根据矿体厚度的不同,采用多种矿块结构形式。在工艺上,先用分段空场法回采间柱,胶结充填后形成人工矿柱;矿房回采后,先在矿房底部进行高配比的胶结充填,其余空间采用低配比水泥砂浆充填或块石充填。生产实践表明该方法作业安全性好,生产能力高,贫化损失率低,适合于高价值破碎矿体的回采。     

矿山企业网络管理信息系统的开发

以广西高峰矿业有限责任公司为例介绍矿山企业网络管理信息系统（ＭＩＳ）的网络结构,开发平对与开发方法,以及取得的效果。     

基于RFPA2D的顶板诱导崩落时变效应数值模拟

以铜坑矿92^#矿体T112-T115顶板诱导崩落试验矿段为研究对象,通过RFPA计算分析了顶板诱导崩落过程的时变效应,发现在顶板可稳最大的暴露空区面积为4500m^2;在第四矿段回采后,顶板围岩极大的弱化和冒落,影响顶板高度达到48m。为了保证生产安全条件,人工诱导崩落顶板必须在回采第四步矿段后进行,其人工诱导顶板的安全高度为50m。结果表明,在一定的连续回采采空区的空间条件下,运用局部人工干扰诱导顶板围岩致裂,可以有效形成顶板诱导失稳崩落。