司家营铁矿南区充填采矿参数优化设计

针对司家营铁矿南区采用的阶段嗣后充填法采矿开展可行性论证以及采场参数优化设计研究。首先,在矿区工程地质条件研究的基础上,借助于工程类比和采矿初步设计,确定了可采用的回采方案和参数的变化范围;其次,根据参数的选取范围,建立正交数值模型,进行16组正交数值分析;第三,根据数值模拟获得不同组合参数采场稳定性与岩移参数,采用回归分析,建立采场安全度和岩移参数与采场设计参数之间的函数关系;第四,以盘区采矿经济效益为优化目标,以采场稳定性和岩移控制为约束条件建立优化模型,实现对南区采场结构参数优化决策。最后,对优化设计参数进行数值分析,研究和评价南区充填法开采的地表沉降、采场稳定性以及采矿经济效益。     

孟家堡子铁矿岩移控制方法研究

孟家堡子铁矿露天开采完成后,位于+70 m水平以下的矿体采用无底柱分段崩落法开采,随着井下采矿的进行,覆岩已经冒透至露天坑底,形成了大规模的地表塌陷坑,岩移活动对地表办公区及竖井构成了严重威胁。目前矿山存留的废石无法满足地表塌陷坑充填需求,致使塌陷坑边壁岩移发展无法得到有效控制。根据临界散体柱支撑原理,试验研究了尾砂替代废石充填地表塌陷坑的岩移控制新方法,分析了不同尾砂浓度及散体粒径分布下的尾砂渗透特征,得到了受散体下落高度影响的尾砂混入高度预测表达式。研究表明：70%~80%浓度下的尾砂混入高度范围为130.76~42.36 m,该浓度范围内的尾砂混入高度小于塌陷坑内散体覆盖层的最小厚度,即采用该浓度范围内的尾砂充填地表塌陷坑是安全可行的,最终确定的现场合理尾砂充填浓度为75%~80%。为确保充填作业安全顺利进行,将塌陷坑划分为斜面充填区与饱满充填区,提出了沿塌陷坑轴向与径向三向协同充填方法,为矿山安全、绿色、高效开采提供了有力保障。     

典型岩金矿山的充填采矿技术

中国黄金矿山充填采矿法的应用比重在21世纪初期已提高到40%以上,其中山东黄金矿业股份有限公司新城金矿、湖北三鑫金铜股份有限公司、广东高要河台金矿以及内蒙古金陶股份有限公司等代表着中国岩金矿山不同的先进典型,其共同特点是矿山生产能力较大,技术水平较高,经营效益较好.在介绍这些典型矿山充填采矿技术特点的同时,也指出了岩金矿山需要研究或解决的许多问题.     

中国铁矿床充填采矿实践

近年来,许多开采技术条件复杂、品位低的铁矿床正采用充填采矿法大规模开发,需要大规模、低成本、少排废等充填技术配套。铁矿床的充填技术从废石充填、分级尾砂充填发展到全尾砂充填,目前应用广泛的全尾砂结构流胶结充填工艺相比原来的全尾砂胶结充填,工艺简单、效率高、成本较低且投资较省,推动了铁矿床开采的技术进步,为复杂难采矿床大规模充填开采提供技术支撑。指出了未来铁矿床充填开采的主要发展方向。     

黄狮涝金矿采矿岩移和变形问题的探讨

黄狮涝金矿矿岩体稳固性差，易产生岩移和变形。分析了采场及巷道的岩移和变形规律，对控制变形和采矿安全生产具有指导意义。     

充填散体作用下采动岩移的预测及其应用

弓长岭铁矿东南采区上含铁带应用露天开采,下含铁带应用无底柱分段崩落法开采,因开采规划不合理导致上含铁带、下含铁带平行矿体高差约300 m,严重影响矿山安全生产.为保障该矿露天地下协同安全生产,提出利用上含铁带剥离的废石充填下含铁带塌陷坑.利用FLAC3D软件模拟下含铁带开采过程,并对比分析了有充填散体、无充填散体作用下...     

地表岩移观测成果分析与研究

梁家煤矿地面建筑物和地表村庄密集,研究开采后岩层的移动规律对指导生产和降低吨煤成本有着重要的意义。为此,在2610工作面地表建立了岩移观测站,将其观测成果与已有的观测站资料进行了分析、研究,得出了比较可靠的岩移参数。     

龙口矿区二次开采地表岩移规律研究

龙矿集团洼里煤矿在已开采区地表设立岩移观测站 ,对井下二次开采引起的地表移动和变形进行观测 ,获得了相应的岩移参数 ,为今后二次开采建筑物保护煤柱留设提供了技术依据。     

司家营铁矿阶段充填法开采流固耦合数值模拟

为了开展司家营铁矿南区充填法采矿的可行性论证以及开采设计参数优化,通过渗流-应力耦合数值正交试验,建立了南区开采的优化模型,揭示地下开采对地表岩移和渗流场的影响。计算结果表明:采用充填法采矿,不会产生地面塌陷;开采过程中围岩中的水会向采空区涌出,主要集中在第一阶段和第二阶段的采场当中,可能产生危险,应提早防范。     

书记沟铁矿地下开采岩层移动界线的圈定

书记沟铁矿地下开采导致地表沉陷垮塌,沉陷坑影响范围可能波及周边村庄,设计采用工程类比法确定岩层移动角,通过现场实地调查运用数值模拟软件对该矿地下开采过程进行模拟分析研究,最终确定出岩层移动角为：斜长角闪岩上盘62.5°,下盘62°,走向65°,第三系、第四系移动角取45°。     

充填法采矿矿块结构参数优化设计

司家营常峪铁矿为控制采矿引起的地表岩移,采用地下开采充填采矿法采矿。在确保安全的基础上,选取合理的矿块结构参数,对矿山设计和建设尤为重要。通过应用FLAC3D软件对不同尺寸的矿块结构进行了数值模拟,得出了矿山充填法采矿矿块结构最优参数,为矿山设计及开发建设提供了依据。     

充填体压实率对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制作用分析

以地面矸石、粉煤灰、黄土等固体废弃物为充填材料的综合机械化固体充填采煤技术为“三下”压煤的安全高效回收创造了条件.结合现场地质条件并根据等价采高的概念,分析了不同矸石与粉煤灰充填体压实率对等价采高的影响规律;并通过数值模拟分析了矸石与粉煤灰充填体不同压实率条件下对综合机械化固体充填采煤岩层移动控制与地表沉陷的控制作用,提出了保持地表沉陷在允许范围之内的充填体压实率为15％;最后通过工程实践得出综合机械化固体充填采煤技术工作面的岩层移动及地表沉陷控制效果良好,基本没有影响到地表的建筑和设施的正常使用,研究成果可为综合机械化固体充填采煤技术的有效实施提供技术参考.     

MAPGIS在金属矿山地表岩层移动监测分析中的应用

介绍了地表塌陷坑的形成机理以及MAPGIS系统在铜坑矿地表陷落区岩层移动监测中的应用.依照塌陷区现状建立了塌陷区及周边区域数字模型,在塌陷区周边设计布置了岩层移动观测网,并将岩层移动监测数据和处理结果反馈到模型上,用MAPGIS三维数字模型将分析结果直观的显示出来,尤其是可以将塌陷区的扩展变化趋势显示出来,为矿山制定和...     

河流下开采岩层移动及地表变形预测研究

山东某铁矿Ⅲ1矿体位于河流下方,为确保地表水体及生产安全,采用地质理论及有限元数值模拟计算结合的方式,开展了上覆岩层的移动特征及地表变形影响分析。研究结果表明,理论计算与数值模拟计算的结果基本吻合,地表水体与地下开采不会相互影响。     

岩层移动角预测的粗糙集-BP神经网络模型

岩层移动角是金属矿山开采表征地表移动规律的重要参数之一。为克服理论计算法和数值分析法在力学模型匹配、参数选择、边界条件设置等方面存在的问题并改进岩层移动角预测方法,首先在分析BP神经网络、粗糙集基本原理的基础上,将两者进行有机结合,构建了粗糙集-BP神经网络模型,该模型将粗糙集作为前端处理器对具有模糊性、不确定性和不完整性的信息进行预处理,将BP神经网络作为核心建立输入、输出间的映射关系;然后通过对34组实测岩层移动样本数据进行学习训练和测试,构建了包含下盘岩性、上盘岩石普氏系数、矿体倾角、矿体厚度、开采深度、采矿方法等6个因素的粗糙集-BP神经网络岩层移动角预测模型,并对永平铜矿露天转地下开采岩层移动角进行了预测。结果表明:该矿山总体岩层移动角的预测值分别为上盘62°,下盘68°,走向73°,预测结果与工程类比法、数值模拟法等传统方法接近。所提方法由于可科学选择变量、简化网络结构以及具有提高容错抗干扰和分类的能力,相对于传统预测方法而言,具有一定的优势,有助于提高矿山开采岩层移动角的预测精度。     

地下金属矿床开采岩层移动预测与控制技术

地下开采导致岩层变形与地表移动。准确地预测岩层移动范围,是矿山设计的重要依据之一。首先探讨目前用于岩层移动预测的三类方法,并指出每一类方法适用条件和存在的问题,提出了基于工程类比、数值分析与现场监测相结合的综合分析理论与预测方法。在此基础上,介绍了正在研究开发的“金属矿床开采岩层移动预测辅助系统”的结构及模块,以及应用展望。     

崩落法开采岩层移动影响因素的数值模拟

随着矿山开采深度的增加,岩体所处的力学条件变得复杂,采用崩落法开采的深部矿体岩层移动规律受多种因素影响且不同于浅部。离散元法是基于不连续性假设的数值方法,它特别适合于求解节理岩体中的非连续性问题。基于离散元理论,采用数值计算软件3DEC,分析了不同节理倾角、不同侧压力系数及不同开挖阶段对深部矿体崩落法开采过程中岩层移动规律的影响,研究结果表明：不同倾角的优势结构面对崩落发展趋势影响显著,水平节理对崩落发展有良好促进作用;侧压力系数越大,崩落高度越小;深部矿体开采过程中,由于承压拱的存在,开采高度为120 m时,并未引起大范围塌陷。研究结果可为深部矿体崩落法开采岩层移动规律及地表沉陷范围的确定提供一定的参考依据。     

白象山铁矿河床下开采地表沉降数值模拟分析

针对设计采用嗣后充填采矿法的白象山铁矿的主矿体位于青山河床下的状况,为了保障矿山安全生产,采用数值模拟方法,对矿体、围岩及断层进行建模,对断层采用岩体弱化的方法建立模型,对于重点研究的地表和对结果有影响的断层进行细化网格的划分,并依据设计的连续倾斜进路尾砂充填法对模型进行开采与充填,分析地表沉降情况。通过计算分析,确定了位于地表河流中部即横坐标为400 m处的最大沉降值0.23 m。根据模拟结果,提出了对存在安全隐患的断层注浆加固的处理方法。经过再次运算得出最大沉降值减小到0.15 m,研究结果验证了采矿方法的安全可行性与注浆加固方法的安全有效性。     

山区开采地表动态移动变形规律

我国约有1/3的煤矿位于山区,开采造成的山区地表移动变形与平原地区有较大区别。为探究山区开采地表移动变形的时空特征,揭示山区开采地表动态移动变形规律,首先通过分析山区地表移动变形特征,确定了山区开采滑移影响函数,并应用叠加原理构建了顾及山区地形与平原因素的山区地表移动变形预计模型;然后结合Knothe时间函数,推导了山区开采地表动态移动变形预计公式;最后分析了正坡、反坡2种模型的地表动态移动变形规律。采用山西某矿的现场实测数据对山区地表移动变形预计模型进行了验证,取得了较好的一致性。山区开采地表动态移动变形规律的分析,为最大限度确保矿区地表建（构）筑物免于地表动态移动变形破坏提供了技术依据。