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。     

某金属矿山充填法开采下覆岩塌陷失稳机理研究

矿山充填法开采过程中,采空区充填体与围岩、地表之间存在复杂的力学关系,在某些条件下,充填体无法承载上覆岩体,仍存在塌陷失稳的可能.以某金属矿山充填法开采下的覆岩塌陷失稳事故为研究背景,首先利用地表GPS岩移监测数据定量分析了事故发生前后的地表变形情况,总结充填体上覆岩体塌陷失稳特征及成因.然后引用断层活化及悬臂梁理论,分析充填法开采下的覆岩塌陷失稳机理.最后,利用数值模拟软件构建模型模拟分析,得到充填采矿法下覆岩位移场及应力场变化规律,验证了该金属矿山充填法开采覆岩塌陷失稳机理的合理性.     

采场围岩流固耦合数值模拟与充填采矿参数优化

司家营铁矿属于水文地质条件复杂类型,为确保采矿安全和矿区水文环境,采用充填采矿法采矿,建设规模为年产铁矿石2 000万t。矿山南区地表赋存丰富第四系含水层,采用渗流-应力耦合数值正交试验,建立了南区开采的优化设计模型。通过数值模拟和优化分析,揭示地下开采对地表岩移和渗流场的影响规律。对于南区充填法采矿,采用所获得的采场结构参数和充填体强度,可以控制地面变形在允许的范围内,潜在大量涌水主要发生在-450 m段和-350 m段,必须采取安全防范措施,避免采场突水灾害。     

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。     

高速公路下开采的地表沉降控制与预测

某铜锌矿位于高速公路之下,为保证高速公路的安全运行,在分析地质条件的基础上,提出预留100 m保安矿柱和采用嗣后充填采矿法两大保护措施,以控制地表岩移对高速公路产生的影响;借助FLAC3D数值模拟软件,模拟回采充填过程,分析地表岩移规律。模拟结果显示,在两种保护措施的共同影响下,高速公路沿线的水平变形最大值为1.3×10~(-3)mm/m、倾斜变形的最大值为-1.56×10~(-3)mm/m、曲率的最大值为0.032×10~(-3)/m,均符合安全规定,表明在此方案下,地下开采不会对高速公路的安全运行产生影响。     

采空区膏状充填体在线监测系统研制

作为实现“绿色开采”的主要技术手段和当前解决“三下一上”压煤问题,控制地表沉陷效果最好的矸石膏体充填开采技术,其充填效果评价过去一直采用的是地表岩移观测的方式,但是采用地表岩移观测的方式周期往往较长、费用较高、劳动量大。为此,基于KJ216顶板压力在线监测系统,研制了采空区膏状充填体在线监测系统。对采空区膏状充填体长期受力、变形和水化程度进行长期监测,综合评价充填效果。实践证明该系统现场应用效果良好。     

条采影响下的遗留煤柱充填开采岩移参数计算

文中采用不同于以往不受周围采动影响的单工作面岩移规律的研究思路,以及考虑到非主断面地表岩移观测站的设站特点,对岩移参数的求取提出了新的解决方案,为两侧采空区活化影响下的遗留煤柱充填开采的研究提供了参考依据。同时建立了符合该解决方案的基于概率积分法的最小二乘曲面拟合求参模型,获得了相应的岩移参数,为获取相似煤矿开采条件下的岩移参数提供了一种新的途径。在模型解算时,采用奇异值分解法解决了方程组求解的病态性问题。研究结果表明,求取的岩移参数符合开采沉陷的精度要求。     

尾砂胶结充填系统设计中的几个问题

一、前言目前世界各国的金属矿山,采用各种分层充填采矿方法有了很大的发展,除了该采矿法本身有贫化、损失小,对于复杂矿体开采的适用能力强,能减少同岩和地表沉降等优点外,主要是由于充填系统不断的改进和采用了高效     

某铁矿井下开采岩移对地表铁路的影响分析

铁路紧邻某铁矿地表矿区东侧穿过,距离矿区采矿权边界约161 m。为论证地下开采岩移对地表铁路的影响,建立了矿山开采三维数值分析力学模型和地表变形数值模型,根据浅孔留矿全面法和浅孔房柱采矿法的特点及矿山下行式和后退式的回采顺序,采用有限差分程序,以自重应力场为主,计算分析了矿山开采扰动下的采场与围岩地压活动规律、地表变形规律及对地表铁路的影响。由地表铁路所在处的倾斜值、曲率值和水平变形值,验证了井下开采岩移对地表铁路的影响符合设计规范要求,为矿山安全开采提供了依据。     

金川矿区的地下采矿方法

金川镍矿井下开采的20年生产实践表明,不宜采用崩落采矿法和干式充填采矿法,而采用胶结充填采矿法则收到了较好的效果。在胶结充填采矿法中又以上向水平分层胶结充填法和下向倾斜分层胶结充填法效果最佳。上向水平分层胶结法劳动生产率高、结构安全、矿石的贫化率及损失率较低,但要求矿岩稳固;与上向水平分层胶结充填法相比,下向倾斜分层胶结充填法虽然劳动生产率稍低、矿石贫化率及损失率大和木材消耗量高,但适应条件好,可在矿岩破碎及产状较复杂的矿体中采用。 本文还介绍了金川镍矿的机械化充填系统。一矿区的充填系统是由地表水泥搅拌站、砂石仓和井下混凝土搅拌站、电耙耙运系统组成。二矿区由于采场深度在500米以下,水平距离为200～1300米,不适于电耙输送,而采用高浓度(78～80％)细砂料浆管道新工艺,比较好地解决了问题。 文章对金川镍矿今后的发展还提出了改进意见。     

厚冲积层大采深条件下的地表岩层移动规律探讨

针对某矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动规律展开研究,通过建立地表移动变形观测站,获取了现场实测数据,采用理论分析和数值模拟等相结合的方式,求取了该矿厚冲积层大采深条件下的地表和岩层移动变形规律。利用1stOpt数据处理软件分析了地表移动变形特征,得到了实测岩移角量参数,采用1stOpt软件回归分析得到了地质采矿要素与岩移参数间的关系式;并通过数值模拟,分析了厚冲积层大采深条件下采动岩体的应变特征和地表移动变形分布特征。     

铀矿床“三下”开采试验采场地压和岩层移动观测研究

本文介绍铀矿床“三下”开采试验采场地压和岩层移动观测研究的情况。 采场地压、覆岩破坏、水文变化、地表和建筑物移动变形等情况是检验“三下”开采效果的一些重要参数。为了掌握这些参数,利用支柱测力计、顶板动态仪、测缝计、光应力计、大应变计、单点位移计、水准仪、应力计等仪器,分别在井下有关地段和地表、民房等地进行了移动变形等观测,获得了大量数据。两年多的观测结果表明,采场土覆岩层没有产生垂直方向和水平方向的位移或错动,顶板压力不大,地表及建筑物没有发生任何变化。证明采用下向胶结充填采矿法在莲花矿段进行“三下”开采的试验是成功的。文章介绍的观测方法有参考价值。     

充填法开采诱发矿山地表沉降数值分析研究北大核心

地下开采对地表河流、公路、构筑物等扰动影响是矿山首要关注的问题,传统的岩体移动带圈定难以直接确定地表河流、道路的稳定性。为探究地下开采对地表沉降的影响,采用FLAC 3D软件对小栗子一、二铁矿区充填开采过程中地表的岩移数值模拟计算的方法,分析地下开采过程对地表沉降变形、地表河流及邻矿运输道路稳定性等的影响。结果表明:地表的绝对位移较小,倾斜率、曲率、水平变形值等指标均远小于规范允许值,稳定性较好,整个地表均较为稳定,同时进一步说明了要保持地表河流、运输道路的稳定,采空区回填非常必要。计算结果可为矿山的安全开采提供一定的理论支撑。     

露天地下协同采矿充填方法

针对弓长岭铁矿东南区低品位铁矿床平行矿带条件、高落差开采引起的地表塌陷区控制需求,分析了用常规充填法控制地表岩移所面临的产能低与经济效益差等问题,研究了塌陷坑内散体对实体边壁的控制作用,提出了利用临界散体柱原理控制地表塌陷范围的新型充填方式;试验研究了移动散体的结拱条件,揭示了塌陷坑内散体流动的连续性,得出向塌陷坑充填废石不会发生结拱陷落危害的结论;观测分析了塌陷坑壁面的构成,揭示了两帮围岩主要沿结构弱面向塌陷坑片落或滑落的特性,据此提出了沿塌陷坑轴向、径向协同排放废石以防治边壁滑落危害的安全充填技术;此外,地下采用大结构参数无底柱分段崩落法开采,在增大开采强度的同时均衡塌陷坑散体的下降速度,形成了露天地下协同采充方法。理论分析与工业试验表明,该方法可大幅度提高采充生产效率和改善采充作业环境,为急倾斜平行矿带低品位铁矿床环保型高效开采开辟了新途径。     

王家塔煤矿首采工作面地表变形规律

为研究王家塔煤矿地表变形规律,在该矿首采3101工作面上方建立了地表移动观测站。通过观测与研究,揭示了在煤层埋藏浅、开采厚度大、推进速度快的开采条件下的地表下沉盆地的分布形态,并求取了相关的岩移参数,为合理留设煤柱及指导地表搬迁提供了可靠依据。     

采动影响下陡倾断层面对岩移的屏障效应及其发生机制

为研究采动影响下陡倾断层面对岩体移动的屏障效应及其发生机制,基于数值模拟方法,分析了采空区分别位于断层面上盘和下盘时,断层面对围岩位移场和应力场的影响。结果表明:假定条件下,采动影响范围内的断层面破坏了岩体移动和变形的连续性和协调性,影响了围岩应力的传播,具有一定的屏障效应;断层面上盘开采比在下盘开采引起的断层面两侧围岩位移差和应力差更大,采动产生的卸围压效应更强,并揭示了陡倾断层面对岩移屏障效应的发生机制。研究成果对于断层影响下岩体移动范围的确定具有重要的意义。     

徐楼铁矿地面沉降成因及预测

为深入分析徐楼铁矿地表沉降成因,预测矿区地面沉降规律,首先分析了该矿一期采矿工程地面沉降的发育现状,然后从围岩应力场、矿体赋存条件、矿区地下水疏排、区域地质构造、采空区充填等方面对矿区地面沉降成因进行了讨论,最后基于矿区现有的工程地质资料及地面沉降监测资料,采用概率积分法和曲线拟合法预测了矿区地面沉降范围及沉降量,并对预测结果进行了分析。结果表明：①该矿区地面沉降是围岩应力场、矿体赋存条件、矿区地下水疏排、区域地质构造、采空区充填等因素共同作用的结果;②概率积分法预测的采空沉陷区面积约0.22 km2,矿区主井、副井、风井及采矿工业场地大部分位于预测采空塌陷区内,可能引发的采空区塌陷灾害危险性较大;③曲线拟合结果与实测数据较吻合,可较好地反映矿区沉降的实际情况,精度较高。上述结果进一步表明：近年来,矿区地面沉降量和沉降范围呈剧烈加速的趋势,实测沉降影响范围及沉降量远小于预测结果,可见地表仍有一部分建（构）筑物及设施位于预测沉降范围内,此外,随着二期采矿工程的全面展开,矿区地面沉降量及沉降范围在短期内仍会继续增大。     

Research on the relation between rock burst and movement of strata and surface

Large-scale bed separation in bending strip upside cranny strip was brought by un-consistency of overlying strata subsidence movement due to under surface mining. Different characteristic of movement and deformation of overlying strata and surface include periodic caving of bed separation interspaced along with work face mining. Conglomerate rock layer movement is the main power fountain of rock burst on the basis of locale observation. And rock burst moves periodically adapted to movement of deep conglomerate rock layer which had similar characteristic with main roof. Practice indicates this method that forecasting and prediction using correlation information of movement of strata and surface is feasible and has reference meaning for similar stope.     

基于时间函数的地表移动动态过程计算方法

本文以时间函数为基础 ,建立了地下开采引起的地表移动时间过程的计算方法 ,探讨了时间影响系数的确定方法 ,计算结果表明 ,该方法能反映地表移动的动态特征 ,解释某些采动现象 ,对指导开采设计和选择地面建筑物保护措施具有较大的实用价值