中国镍矿—金川胶结充填采矿法新工艺新技术

1充填物料的代用和降低充填成本的途径胶结充填采矿法是一种经营费用较高的采矿工艺，它适用于开采经济价值高的金属矿和矿床赋存条件复杂的、处于河流湖泊下的、有特殊要求的矿床，如铀矿等。金川矿"区工程地质条件特别复杂，矿岩的稳定性极差，因而全部改用下向胶结充填采矿法，对充填体形成的人工假须有较高的严格的要求，主要要求强度必须大于SMPa，且整体稳定性要好，所以必然要增加水泥消耗量，对充填清·料要求符合设计标准，从而提高了充填成本并导致成本逐年大幅度上升。充填成本占采矿成本的1／3左右，充填成本中充填材料又占80…     

充填采矿法开采对地表河床影响的数值分析

用有限元数值模拟技术 ,分析河北某新建铁矿采用大直径深孔空场嗣后胶结充填采矿法开采河床下的矿体对河床稳定性的影响。结果表明 ,用该采矿法开采矿体时不会影响地表河床的稳定性。     

黑色矿山充填采矿法对地表影响的模拟研究

通过模型实验来模拟程潮矿区47#剖面,采用充填法和崩落法时对矿区地表变形的影响进行了分析,并且使用2D-Sigma软件进行数值模拟验证。实验分析和数值模拟都取得了较好的结果。     

充填开采控制地表沉陷试验研究与数值分析

以新阳煤矿10203工作面为工程背景,运用相似材料模拟试验,分析了跨落法开采、充填率80%和充填率90%充填开采时地表沉陷规律。运用数值分析的方法,分析了不同等效采高与地表沉陷值、地表下沉系数之间的关系。研究结果表明:充填开采地表沉陷最大值明显小于跨落法开采,充填率分别为80%和90%时,10203工作面地表沉陷最大值分别为112 mm和48 mm;地表下沉系数与等效采高之间满足指数函数关系,基于此建立了充填开采地表沉陷最大值预测模型。     

大规模下向胶结充填采矿法在金川镍矿的应用

金川镍矿处在复杂的矿岩地质条件下,全部采用胶结充填采矿法,尤其是二期工程设计全部采用机械化盘区下向水平分层胶结充填采矿法以来,矿山发展实现了从日产1 500t向日产8000t的飞跃,继而又实现了改扩建工程日产9000 t的目标.在此过程中,大规模下向胶结充填采矿法在实践中不断得到发展和完善,大面积不留矿柱连续回采技术、细砂管道自流胶结充填工艺技术,尾砂膏体充填工艺技术以及充填滤水技术等一大批科研成果在实践中发挥了巨大的效益,有力地推动了金川镍矿以及充填采矿技术的向前发展.     

煤柱-充填体联合控制地表变形规律研究

针对矿区建筑物下煤炭资源回收困难、工作面正常生产和接续困难、地表变形大等问题,以阿尔巴斯二矿采用逐巷胶结充填方法为背景,利用FLAC^3D模拟软件和采煤沉陷预计分析软件,对比研究不同煤柱宽度(6 m、12 m、18 m、24 m)留设时,以煤矸石、粉煤灰为骨料胶结料浆充实率的变化对地表变形规律及充填体内部应力分布特征的影响。研究结果表明：保护煤柱与胶结充填体联合控制可有效减少上覆岩层沉降,但以煤柱为中心的地表下沉并未呈现完全“非对称”分布,且有随煤柱宽度增大而逐渐显现盆地“平底”现象的趋势。垂直应力在充填体中部达到峰值(21.85 MPa),递减趋势向两侧扩展;联合控制最优方案为保护煤柱12 m,充实率85%,此时地面构筑物变形(ε≤1.4 mm/m,i≤2.4 mm/m)满足地表建(构)筑物保护等级Ⅰ级设防标准,与6 m保护煤柱相比,地表水平移动值由4.72 mm降低到2.78 mm,降幅达到41.10%。     

煤矸石充填开采地表沉陷变形规律研究与分析

煤矸石充填开采是一项顺应煤炭绿色可持续发展、响应国家环保政策的矸石绿色处置新技术。矸石充填开采可以降低采空区顶板垮落的可能性,并对地表沉陷变形起到关键控制作用。为了准确预测煤矸石充填后对地面的减沉效果,以某煤矿为工程背景,首先概述了煤矸石充填系统总体布置,之后通过模拟,对地表沉陷变形规律进行了预测,以期为煤矸石充填开采控制地表沉陷提供参考。结果表明：通过数值模拟计算,某煤矿3211、3212、3213三个工作面充填开采后,预测最大水平变形绝对值为0.41 mm/m,最大倾斜变形绝对值为0.40 mm/m,最大曲率变形绝对值为0.002 6 mm/m²;实测最大水平变形绝对值为0.61 mm/m,最大倾斜变形绝对值为0.49 mm/m,最大曲率变形绝对值为0.013 6 mm/m²,实测数据较预测数据偏大,但偏差不大,且均低于国家Ⅰ级变形指标。研究结果表明：利用数值模拟预测煤矸石充填开采后地表沉降变形是可行的,煤矸石充填开采可以大大减缓地面沉降。     

某矿下向充填采矿法采场地压数值模拟研究

运用三维有限元模拟计算方法对某集团铜镍矿一个分层采场地压进行了数值模拟计算分析，并与现场观测结果相互验证，得出随着工程的进展，动态地压变化结果。为优化采场参数和回采工艺，实现高效安全生产提供了依据。     

固体充填开采地表沉陷规律数值模拟

固体充填开采是近年来发展的一种较好的绿色开采技术,在国内获得初步应用,但实测资料较少。结合一个试采工作面,采用FLAC3D数值模拟手段,对固体充填开采不同充填率及充填体不同弹性模量条件下地表下沉规律进行研究。研究表明,随着充填率从100%减小到50%,地表下沉最大值从312 mm增加到907 mm,充填率对地表下沉的影响很大,在选择充填开采的时候,保证充填接顶对防止地表变形过大很有帮助。随着充填体弹性模量从0.24 GPa增大到24 GPa,地表最大下沉值迅速减小,选择合理的充填体级配很重要,只要充填体达到抗变形能力即可。     

分段分条胶结充填采矿法的试验研究

分段分条胶结充填采矿法是综合了巷道式胶结充填和无底柱分段崩落两种采矿方法的优点而产生的一种变异充填采矿方法。经白银公司小铁山矿现场工业试验表明,技术经济指标较好,损失率小于6％,贫化率小于3.5％,出矿效率较高,为在不稳固岩层条件下矿体的多步骤回采提供了一个成功的范例。本文着重介绍了试验方案,回采顺序和二步回采以及巷道和采场顶板管理等。     

充填开采地表移动变形规律数值模拟分析

为了研究充填开采地表移动变形规律,简要介绍了地下开采引起的地表移动和变形5项指标对地表建筑物影响情况,分析了5项指标之间的内在联系和对地表建筑物造成破坏的直接原因,引入了地表“下沉梯度”和“水平移动梯度”的概念,从而对充填开采提出了新的评价指标和要求,在减缓地表下沉量和水平移动量的基础上,需要重点关注对梯度的控制情况。针对新阳矿十采区10203充填开采工作面现场条件建立FLAC3D数值模型,对比分析充填法和垮落法开采的地表移动梯度变化规律。研究表明:充填开采减小了地表下沉量和水平移动量,显著降低了地表下沉梯度和水平移动梯度,地表趋近于均匀下沉和连续变形,能够有效地保证地表建筑物的安全。     

地下开采引起地表沉陷的数值模拟

地下开采引起的岩层移动和地表沉陷是一个非常严重的地下工程问题。为实现矿山的安全开采，必须对地下开采引起的上覆岩层的移动规律及其对地表移动的影响进行研究。文中以石人沟铁矿为研究对象，运用FLAC软件，采用数值模拟的方法，对石人沟铁矿地表沉陷数学模型的开采过程进行分步开挖模拟，并总结出了地下开采引起的上覆岩层和地表的移动规律，给出了不同开采阶段的地表动态移动曲线。     

地下开采地表变形数值模拟研究

采用2D-FLAC软件,依崩落法工艺流程建立地下开采地表变形动态分析模型。金山店铁矿余华寺矿区计算结果表明,在-150m水平以上开采时移动角和崩落角比较小,继续开采时变形趋于平缓,找到了影响地表变形的主要因素,指出矿山深部开采应该注意的问题,提出了预防地质灾害的建议。     

基于充实率的矸石充填开采地表移动数值模拟

为了研究矸石充填开采在不同充实率条件下的地表移动变形规律,采用FLAC3D数值模拟软件建立某矿区不同充填强度下的矸石充填开采数值计算模型,分析不同的充实率对地表沉陷的影响规律,并在此基础上结合等价采高理论对比分析了薄煤层垮落法开采与矸石充填开采地表移动结果,得出两者地表最大移动量的差值随充实率的变化特征,研究表明:矸石充填开采充实率越高,地表沉陷的控制效果越好,地表移动与变形极值均随充实率的增加而呈线性减小;基于等价采高的矸石充填开采预计是偏于保守和安全的,且随着充实率的增大,等效薄煤层与充填开采地表移动极值逐步接近,相对偏差逐渐减小。     

充填采煤法控制地表下沉数值模拟

以某矿12418工作面为工程背景,通过理论分析,建立"煤柱-充填体-煤壁"力学结构模型,分析了采空区充填后,充填体与围岩之间的相互作用关系。并利用UDEC建立二维离散元模型,模拟分析了工作面充填法开采与垮落法开采相比减小地表下沉的效果。结果表明:采用充填开采时,多个支撑点对上覆岩层载荷进行支撑,顶板的挠度值减小;地表最大下沉系数小,顶板未发生台阶失稳,采用充填开采可有效的控制上覆岩层运动,缓解地表下沉,保护地表建筑物。     

矿山采空区引起的地表变形仿真

由于地下大体积空区的存在,引起了地表的沉降变形。为了预测变形趋势,建立了沉降模型去模拟变形情况。该物理模型的建立根据有限元的思想,采用不同的的岩层结构,结合有限元分析软件ANSYS,用自适应网格划分算法划分网格,采用了参数评估加权算法进行物理参数的选取。仿真结果与实际情况相符合,为地表沉降研究机制提供了依据。     

地下开采引起地表变形的有限元数值模拟

为了探索山西采煤区地质灾害的成因,研究采空区对地表变形的影响,以太原西山蛇盘兔地区为例,采用有限元数值模拟软件,计算并分析采空区形成后岩体内部的应力应变特征,研究分析采空区引起地表变形的规律。     

露天开采引发地表变形的治理措施研究

以抚顺石化公司石油一厂为研究对象,通过对露天开采条件下地基变形机理分析,阐明了石油一厂厂区变形的直接原因是露天开采,主要影响因素是断裂构造和地下水。在变形分区研究的基础上,通过实践探索出适合该厂区的综合治理总体思路和预防治理措施。结合区域变形特点和建筑物结构特征,分别采取地下堵水帷幕注浆、地下空化裂隙充填注浆、地下混合桩连续墙加固和建筑物结构加固、纠偏等措施,减缓地基变形30%以上,确保了厂区安全生产。     

地下采矿引起山体滑坡发展过程数值模拟研究

为了研究地下采矿引起山体滑坡发展过程,以某金属矿山地下开采引起的山体滑坡为研究背景,模拟了井下矿体的开采过程,重现了山体变形滑坡,并由数值模拟结果预测了今后山体滑坡发展过程。结果表明: 竖直方向和水平方向位移表明山体目前处于滑坡阶段,与矿山现场实际情况相符,验证了数值模拟结果的可靠性; 随着矿体开采水平向深部发展,竖直方向位移逐渐增大,在整个地表竖直方向位移发展过程中存在3个突变点; 地表产生滑坡至地表塌陷过程有4个发展阶段,分别为岩层变形初期、地表出现滑坡、地表出现陷落孔洞和地表塌陷; 采用充填体材料对开采后的采空区进行充填后,能有效控制上覆岩层变形,预防了岩层变形,进一步控制了地表滑坡的形成与发展。研究成果可为矿山安全生产提供参考。