露天转地下开采充填体合理强度研究#br#

为保障矿山在露天转地下开采时既安全又经济,合理的充填体强度是关键因素之一。以姑山铁矿露转井工程为实例,采用数值模拟的方法,揭示了井下开采中采用不同强度充填体充填空区后围岩的塑性区分布、位移和应力的响应特征,以及对露天边坡稳定性的影响情况。通过分析可以确定姑山露天转地下开采充填体合理强度为1.6 MPa左右。     

某矿山露天转地下开采对露天边坡的稳定性研究

以某露天转地下开采矿山为背景,利用FLAC~(3D)软件建立露天采坑及矿体模型,并对地下开采和充填过程进行模拟,得出露天边坡和坑底的位移及应力变化情况。模拟结果显示,在露天坑底预留保安矿柱的前提下,采用充填法开采能有效控制露天边坡及坑底的沉降、变形,从而减小地下开采对露天边坡稳定性的影响;但随着开采区域向上推进,应加强对露天边坡及坑底保安矿柱等应力集中区的监测,以确保矿山生产安全。     

露天转地下开采对边坡稳定性的影响

露天转地下开采过程中诱发的边坡失稳将严重影响安全生产,主要原因是地下开采导致采空区覆岩应力重分布,并引起岩体的移动和变形,岩体强度降低,影响边坡稳定。为了研究露天转地下开采对边坡稳定性的影响,以某矿实际开采工程为例,运用MIDAS,FLAC~(3D)等数值模拟方法分别模拟了地下采区位于边坡的坡脚、坡中和坡外区3种条件下地下开采对边坡稳定性的影响机制,得出地下采区位于坡脚处开采会导致坡覆岩边坡滑移区范围最大,边坡失稳概率大;位于坡外区开采因上覆岩层沉陷使整体坡角减小,有利于边坡稳定;而位于坡中区开采时,边坡稳定状态介于两者之间。通过对该工程实例分析得到地下采区位于坡脚、坡中区时边坡安全系数不足,在坡外开采时边坡处于稳定状态。     

露天转地下开采诱发高边坡滑移机制研究

露天转地下开采过程中边坡稳定问题是矿山安全生产的关键技术和核心难题之一。以工程实例为基础,应用离散元数值模拟,选取合适的力学参数,运用3DEC、Matlab等软件系统,分析了地下开采对高大边坡稳定性的影响机制、滑移特点和后续变形发展趋势。研究结果表明：受露天与地下开采两者的复合采动作用的影响,滑移变形产生了叠加作用,地表的下沉曲线形成多个大小不同的下沉盆地,导致不同区域边坡岩体变形破坏程度也不同。根据数值模拟结果可知：地下采区的不同开采阶段诱发的移动角大小不同,开采厚度不同,上覆岩体的破坏程度也不同。所以,露天转地下开采中,边坡稳定性主要受到采空区处理方式和开采厚度等多重因素的影响;在边坡稳定性评价时,需要结合具体开采情况进行分析和评价。     

深凹露天转地下开采对高陡边坡稳定性影响数值分析

针对厂坝铅锌矿露天矿转地下开采的北帮高陡边坡稳定性问题,进行了不同开采深度的数值模拟研究和地下开采过程的仿真分析,由此获得了每次开采北帮边坡以及地下采场围岩的应力分布和塑性区范围,并给出了边坡稳定安全系数,结合围岩位移、塑性区范围以及边坡稳定安全系数随开采过程的变化规律,进行了北帮高陡边坡稳定性综合分析,揭示了北帮边坡稳定性随地下开采工程的变化规律,建立了边坡稳定性与开采深度的函数关系,并对该矿在露天转地下开采过程中的安全生产提出了几点意见和建议。     

断层影响下境界矿柱稳定性数值分析

露天转地下开采的矿山,其露天坑底境界矿柱厚度的确定,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。针对石人沟铁矿露天转地下设计资料和地质资料,运用RFPA进行建模,研究了地下开采对露天境界顶柱受力和变形情况,分析了境界顶柱的稳定性,为矿山设计提出的境界顶柱厚度进行了验证和补充,同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

晋宁磷矿地下开采相似模拟试验研究

以晋宁磷矿6号坑为研究对象,采用相似模拟试验方法,对缓倾斜薄至中厚磷矿体采用露天转地下充填法开采后的采场变形规律、破坏方式和边坡稳定性进行了分析研究,结果表明:在地下开采过程中,采空区上方边坡的稳定性会随着开采的推进而逐渐降低,当开采至边坡坡脚附近时,边坡的位移和应力变化比较剧烈,边坡的稳定性下降也相对较大。因此,在地下开采过程中,加强采空区上方边坡的监测对于边坡的稳定和地下采场的安全具有重要意义。     

基于灰色多层次的露天转地下开采边坡稳定性评价模型

矿山露天开采中后期会转入地下开采,而露天转地下开采过程对露天边坡稳定性的影响将直接决定着矿山的安全生产。因此,研究露天转地下开采边坡的稳定性,并对其进行评价具有非常重要的实用意义。结合现场调研情况和实际工程,基于灰色多层次分析评价理论构建出露天转地下开采边坡的灰色多层次分析评价模型。研究表明,海南某铁矿露天转地下开采边坡基本稳定,需要采取一定的防治措施,结果与实际情况吻合,因而灰色多层次分析评价模型能较好地对露天转地下开采边坡进行稳定性评价,具有一定的实用性和可行性。     

露天转地下开采边坡岩体滑移规律研究

采用数值模拟方法,研究了地下采动对边坡岩体变形的影响特点与规律,并结合海南铁矿石碌矿区露天转地下开采具体的采矿方法进行分析,从中探索在先期露天开采并形成一定边坡规模条件下,在其下部继续进行地下开采后,边坡岩体的应力应变、变形破坏机制,以便为该矿山或者类似矿山的后续采矿设计以及安全生产提供一定的理论依据.     

高陡边坡下挂帮矿开采方法与稳定性分析

我国许多大中型露天矿山经多年开采形成高陡边坡,并积压大量挂帮矿,这部分矿体开采条件差,特别是露天转地下矿山,挂帮矿的安全高效开采对整个矿山的经济效益和生产安全具有重要影响。以庙沟铁矿露天转地下开采为背景,基于露天转地下开采的时空特征,提出一种低分段平底结构的分段矿房法。研究表明,这种方法可有效回采挂帮矿,且有利于采后边坡处理与覆盖层形成。采用有限元软件进行挂帮矿开采过程中边坡与采场稳定性数值分析,结果证实,低分段平底结构分段矿房法可安全、高效地回采高陡边坡下的挂帮矿。     

充填体矿柱刚度对采动地压分布影响分析

为研究充填体变形特性对采动压力分布的影响规律,采用弹性地基梁理论和结构力学理论,构建了充填体矿柱采动地压分布力学模型,给出了充填体变形参数影响下的矿柱压力理论解析解,分析了不同刚度比对采动地压分布影响规律,并提出了基于充填体与围岩变形参数匹配的充填体力学设计方法。研究结果表明：充填体与围岩变形参数对充填采场采动压力分布影响显著;岩体与充填体弹模比小于1000时,围岩及充填体采动压力对弹模比的参数敏感度较高;在充填体参数设计时,应将岩体与充填体弹模比控制在1500以内,为类似充填开采矿山的充填体力学设计提供了有益参考。     

归来庄矿露天转地下安全高效开采动态调控技术研究

针对归来庄金矿露天转地下开采过程中面临的诸多难题,以动态调控的思想,提出了结合工程实际,在露天转地下过程中对露天转地下的各个工艺、工种、工序在数量和程度上进行合理安排与控制,如采取联合开拓运输系统、开展双向对掘施工方案和布置措施工程,大大提升井下工程施工进展;开展高陡边坡稳定性分级和锚索锚网分区加固工作,维护露天边坡安全;进行不扩帮延伸回采及同步境界矿柱铺设工作,隔离露天与地下生产;推进多作业地点、多种采矿方法并行作业,确保露天产转地高效生产;实施多种防措施及排水工程,力保大水矿山露天转地下安全生产。露天转地下安全高效动态调控技术的研究与合理、有序的施工组织,为归来庄露天矿实现不减产平稳过渡成功,安全、高效回采提供了保证。     

采动作用下黑岱沟露天矿区岩土边坡稳定性研究

为确保露天矿区施工安全,以提升岩土边坡稳定性为目的,提出采动作用下露天矿区岩土边坡稳定性研究。以某矿区现场岩土边坡为研究对象,基于有限元强度折减理论折减露天矿区岩土边坡的抗剪参数,得到抵达边坡极限平衡的折减数为稳定性系数,实现露天矿区岩土边坡稳定性分析。试验结果表明,该技术可有效分析露天矿区岩土边坡的稳定性,岩土边坡单元在6 s之后的剪切应变量显著提升,坡脚砂岩的剪切应变量增速最高、在6～10 s的强采动阶段位移变化增速较快,边坡在滑面上与起点的水平距离为96 m之后的正、剪应力在滑面上急剧增大,安全系数也随之提升,坡脚倾斜度、降雨以及降雨强度均会影响露天矿区岩土边坡的稳定性。     

备战铁矿露天矿及与挂帮矿同时开采稳定性研究

备战铁矿是正在由露天转井下生产的大型铁矿,挂帮矿采用分段空场法回采,地下矿体拟采用无底柱分段崩落法回采。挂帮矿必须与露天矿同时开采,才能在地下开拓工程建成前完成回采任务并形成覆盖层。挂帮矿采用分段空场法回采,地表不可避免会产生连续移动和变形,进而影响露天边坡的稳定性。挂帮矿和露天矿同时生产的安全成为备战铁矿亟需解决的迫切问题。利用FLAC三维建模软件建立过渡期备战铁矿露天边坡与挂帮矿同时开采的的分析模拟平台模型,选择合理的采场尺寸并模拟挂帮矿开采对露天边坡安全稳定性的影响。经模拟结果表明分析,得出挂帮矿开采对露天边坡不会造成严重的露天边坡大面积拉伸破坏,在进行挂帮矿开采时露天边坡基本稳定。     

地下采深变化的露天矿残余边坡稳定性分析

为防止露天转地下开采中，露天矿残余边坡突然垮落可能引发安全事故，以孟家铁矿露天转地下开采工程为研究背景，采用FLAC3D数值模拟方法，研究了随着地下开采深度不断增加，露天矿残余边坡围岩的应力场、位移场及塑性区的变化规律，以及覆盖岩层对边坡稳定性的影响。结果表明：①覆盖层散体能够吸收和转移露天矿残余边坡的应力，对能量释放起到缓冲作用，进而起到支撑边坡及围岩的作用；②随着地下开采深度不断增加，始终保持覆盖岩层上平面处于一个稳定的标高，能够有效改善露天矿边坡应力场和塑性区的分布状态，对边坡围岩变形起到一定的抑制和约束作用。     

深凹露天矿转地下过渡期挂帮矿安全高效开采方法研究

露天矿在回采末期由露天转向地下开采过程中通常会面临减产过渡的问题,矿山一般会在此期间回采挂帮矿以补充产能,传统的挂帮矿回采方法存在安全性差、效率低及产能低等一系列问题,难以从根本上扭转减产过渡的困境。以某深凹露天矿转地下开采为工程背景,在综合分析挂帮矿分布位置、开采条件及矿岩特性的基础上,提出在过渡期利用诱导冒落法率先回采该矿南帮挂帮矿的技术方案,通过控制回采顺序诱导失稳边坡滑向采空区而不冲至露天坑底,以确保坑底露天采矿的安全性,从而在过渡期实现露天与地下安全高效协同开采,达到稳产甚至增产的建设目标。最后,利用数值模拟方法对南帮挂帮矿的诱导冒落回采方案进行了数值模拟研究,研究结果表明,在深凹露天矿条件下利用诱导冒落法回采挂帮矿是安全可行的。     

大型铁矿山露天转地下开采过渡方案优化

合理确定大型铁矿山露天转地下开采过渡方案是露天转地下开采矿山关键技术问题之一。以庙沟铁矿为研究对象,首先在系统分析露天开采终了阶段,境界外矿体空间赋存状态的基础上,对不同区域的矿体开采进行方案设计,确定其基建时间节点与逐年产能;然后依据矿山开采现状与计划,结合挂帮矿体开采及覆盖层形成方案,分析矿山露天转地下开采过渡期阶段的时空相关性,提出了4种可行过渡方案;最后以露天转地下平稳过渡为目标,结合现有规范、标准,提出方案优化的评价指标为投资、资源利用可靠系数、产能平稳系数和开采安全系数。采用模糊综合评价理论对可行方案进行优化,确定了庙沟铁矿露天转地下开采过渡方案为:北端帮挂帮矿体采用崩落法、西边帮挂帮矿体采用平硐溜井联合开拓和回填形成覆盖层的过渡方案。     

基于AHP和灰色关联TOPSIS的残矿回采方案优选

为了对残矿回采方案进行科学评判, 以新疆某铁矿为工程背景, 首次结合层次分析法和灰色关联逼近理想解法构建残矿回采方案优选模型。从安全、经济、技术3大因素综合考虑影响残矿回采的诸多不确定因素, 通过层次分析法和MATLAB辅助计算确定合理的指标权重向量, 然后利用灰色关联TOPSIS确定3种待评方案(中深孔无底柱分段崩落采矿法, 露天地下联合开采法, 中深孔崩矿嗣后充填法)与灰色关联理想解的相对贴近度为0.3025, 0.7975和0.4438, 故露天地下联合开采法回收残矿是最优方案。     

露天矿最终帮坡角及采深协同优化研究

最终帮坡角和采深是露天矿境界设计中2个相互影响的关键参数,其取值与露天矿的安全经济性密切相关。为探讨上述2个参数的合理取值,以西藏某露天铜矿12#典型勘探线剖面为研究对象,按经验类比法初步确定该剖面西、东边帮的最终帮坡角取值范围为38°~44°,选取不同的两帮坡角度值组合,根据境界剥采比小于经济合理剥采比的原则,计算得到底部标高取值范围为+ 4 135~ + 4 108 m。构建了该剖面的露天境界最终边帮有限元数值模型,采用强度折减法计算得到西、东帮的稳定安全系数,根据实际工程设计需要的边帮安全系数以及开采的经济性,得到该剖面合理的最终帮坡角与采深。研究表明：露天边帮稳定性随着最终帮坡角和采深的增加逐渐降低,且最终帮坡角的变化对本侧边帮稳定性的影响远大于对侧边帮,两参数之间互相影响,共同决定露天矿的安全经济性;计算得到该剖面合理的西、东帮最终帮坡角分别为42°、43°,底部标高为+ 4 117 m,总采深为920 m。所采用的露天矿最终帮坡角及采深的协同优化思路可为露天矿山科学确定相关参数提供参考。