基于数值模拟正交试验的采空区稳定性因素的敏感性分析

采空区稳定性受多种因素的制约,确定各影响因素的敏感性,对确定复杂采空区失稳主控因素,为采空区稳定性综合评判体系构建过程中权重确定具有十分重要意义。通过综合分析将单轴抗压强度、RQD、节理面间距、地下水、泊松比、采空区高度、采空区面积、采空区埋深、采空区的长宽比作为分析因素。基于正交设计和数值模拟方法确定9因素4水实验方案,利用霍克布朗准则将空区影响因素转化为岩石力学参数,以塑性区总体积,顶板塑性区体积,边壁塑性区体积为考核指标,对实验结果进行了极差分析,综合确定采空区埋深,采空区面积,单轴抗压强度,长宽比4个因素是对空区稳定性影响最为敏感,对采空区稳定性评估时影响因素权重确定以及生产中设计矿房尺寸,具有理论指导意义。     

复杂条件下不规则空区围岩冒落时空演化特征研究

复杂条件下不规则空区围岩冒落一直是裂隙岩体冒落研究领域的难点之一,岩性、断层、节理、空区形态及周边空区等条件越复杂,空区围岩冒落特性越难表征。石人沟铁矿开采M2矿体期间因下部民采空区突然冒透-210 m水平,形成埋深大、规模大、不规则且位于主要生产区域的M2主空区,同时该空区北侧还分布4个非法盗采诱发的隐伏空区,严重威胁了矿山安全生产。为此,提出了集三维探测、三维建模与三维数值模拟于一体的不规则空区围岩冒落范围预测方法。利用三维激光扫描技术探测空区形态与位置分布,在Rhino软件中利用复杂地层条件和空区最大不规则断面建立三维数值模型,基于3DEC研究周边空区开挖形成的采动应力影响下的M2主空区围岩时空演化特征,得到空区围岩最大冒落范围,并以空区水平截面半径和横向最大冒落范围之和确定安全隔离区半径,用以保障空区安全治理与周边矿体安全生产。研究表明：M2主空区围岩冒落活动在向上扩展的同时,也在沿矿体走向方向发展,且北侧围岩冒落范围远大于南侧。此外,通过开采安全隔离区外部南侧矿体,可有效利用已有采准巷道和中深孔穿孔工程,使该矿产能得到有效衔接。     

超细全尾砂最优絮凝剂配比优化试验研究

针对某铜矿超细全尾砂在絮凝沉降过程中存在底流浓度偏低和沉降速度较缓等问题，选择了适当的絮凝剂并进行参数优化，以提高絮凝沉降效果。首先，对涉及矿浆尾砂等关键试验材料进行详尽的物化分析；然后，对多个候选絮凝剂进行了比较与筛选，通过参数优化，最终确定了最为合适的絮凝剂型号。这一研究成果为突破矿浆絮凝沉降过程中的性能瓶颈提供了有力的理论和实践支持，并显著提高了絮凝沉降效能。此外，深入探究了全尾砂矿浆浓度、絮凝剂投加量以及絮凝剂溶液浓度等因素对超细尾砂絮凝沉降过程的影响。研究结果显示，超细尾砂絮凝沉降受到多个因素的交互作用影响，通过执行回归分析，得出了最佳参数配比，即全尾砂矿浆浓度为10%，絮凝剂单耗为20 g/t，絮凝剂溶液浓度为0.05%。本研究为矿山生产实践提供了有价值的指导，并为下一步的参数优化工作提供了参考。通过优化絮凝剂的选择和参数调整，可以进一步改善超细全尾砂絮凝沉降过程，提高底流浓度和沉降速度，从而提升矿生产效率。