顶板硐室爆破方法处理大跨度采空区的应用实践

对某大型低品位钼矿山Ⅳ^#采空区顶板岩体稳定性进行了分析, 结果表明其稳定性较好, 可采用空区顶板硐室爆破崩落的方式处理该空区, 顶板硐室爆破工程实施的关键在于确定最佳安全施工厚度。根据矿山实际, 首先采用经验公式法确定了空区最小垫层厚度和爆破振动安全允许距离, 在此基础上确定了最小安全施工厚度, 最后布置了炸药硐室、计算了炸药量并提出了施工过程中的安全注意事项。实践表明, 顶板硐室大爆破是一种安全可靠、投资省、高效的地下采空区处理方法, 大爆破达到了预期处理效果, 恢复了采空区下方的地采作业。     

台阶爆破处理采空区方法在露天熔岩铁矿的应用

玉溪大红山矿业有限公司露天熔岩铁矿经民采、群采及多次盗采,形成很多采空区,影响安全生产。为保障采矿安全,对采剥生产降段遇到的首个945~955 m采空区进行处理,通过探清采空区空间位置及形状,计算采空区顶板安全厚度,确定采空区施工处理位置,并参考国内相似矿山处理采空区实例,比较了VCR采矿方法和露天台阶开采方法处理的优缺点,最终选用台阶开采法爆破处理采空区。经工程实践,有效解决了民采老空区的安全隐患,保障了露天安全生产,为今后露天熔岩铁矿的采空区处理提供参考。     

切割诱导爆破处理群布采空区的实践

针对如何一次性安全有效地消除复杂、多层群布采空区对矿山生产的制约,根据空25群的地质赋存及特点,确定了安全顶板厚度,采用切割孔爆破,诱导上下层采空区间的隔板塌落,运用Shotplus软件进行爆破设计及处理效果模拟。通过实践,取得了预期的效果,对群布采空区的处理具有一定的参考价值。     

基于三维扫描技术的采空区群精准放顶爆破技术研究

为了消除地下采空区对露天开采的影响,对49-630采空区群进行放顶爆破处理。采用三维激光扫描技术对采空区群进行扫描,精确获取采空区形状参数,根据采空区顶板安全厚度,在661 m水平进行穿孔爆破,结合采空区模型确定放顶爆破合理参数,爆破后对爆破效果进行了定量和定性分析,采空区顶板完全塌落充填采空区,下陷体积与采空区体积相差6%,爆破效果较好,49-630采空区群处理方法可以应用在矿山其他区域,对其他矿山同样具有借鉴意义。     

大型群布采空区探测及处理技术

针对袁家村铁矿采空区分布范围广、数量多、空腔形态复杂的特点,通过物探与钻探方式的研究,优化出最佳的钻探网度;采用三维空腔扫描的手段,准确掌握空腔形态;采用综合技术,研究出了顶板最小安全厚度;通过优化爆破参数和起爆网络,采用崩落法有效处理了大型采空区,为采矿安全生产创造了条件。     

露井联采矿山采空区顶板安全厚度控制技术

采用有限差分法模拟分析采空区顶板不同厚度时的位移及塑性区变化特征,结合莫尔-库仑屈服理论,确定紫金山金铜矿露井联合开采过程中顶板的最小安全厚度。当顶板厚度为72,60,48,36 m时,采空区顶板存在局部压剪、拉伸破坏,但破坏面并没有连续贯通,可以保证露天、井下采矿作业面的安全;当顶板厚度为24 m时,矿柱会产生贯通性破坏,容易导致矿区顶板发生坍塌事故;当顶板厚度为12 m时,采空区顶板也没有发生贯通性剪切、拉伸破坏,但是顶板厚度在降低至12 m之前,已然发生破坏。根据数值模拟结果,结合矿山露采技术要求,确定采空区顶部最小安全厚度为36 m,为矿山露井联合安全开采提供了理论指导依据。     

卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度研究

地下采空区给露天生产带来了极大的危害,采空区顶板安全厚度的确定是露天生产的重要安全保障。为了研究卢安夏铜矿露天开采下采空区顶板安全厚度,通过对矿山原有采矿技术条件和地质资料的分析及现场实地测量和调查并结合钻孔探测等手段,确定了露天矿下采空区的分布情况。以此分析地下采空区与露天境界空间关系并对露天边坡危险区进行区划,利用理论计算和数值模拟手段对最危险区域的采空区顶板安全厚度进行研究。结果表明:在最危险区域范围内,对不同采空区范围,不同位置的采空区进行模拟结果分析,露天开采的采空区隔离层安全厚度为16m(2个台阶高度),采空区对露天开采的影响较小。     

露天开采下地下采空区顶板保安层厚度的计算分析

基于极限分析法与弹性力学小变形薄板理论分析法对大宝山矿采空区顶板保安层厚度进行计算分析,得出了不同岩性保安层厚度与采空区跨度的对应关系,根据研究结论对采空区进行了成功处理,为国内同类矿山安全开采提供了可借鉴的依据.     

内蒙古某多金属矿2号矿体采空区处理方案探讨

内蒙古某多金属矿2号矿体采空区上盘和顶板暴露面积约10万m²,而且采空区形状不规则、分布范围广、重叠交错。根据采空区的现状和矿山现有的生产设施,通过对比分析,推荐采用强制崩落上盘围岩并诱导上盘逐渐崩落围岩充填采空区,在作业区上方形成一定安全厚度的缓冲垫层的处理方法。同时对缓冲垫层安全厚度的确定进行了研究,为类似矿山大型采空区处理提供了参考依据。     

洛钼露天矿复杂采空区治理一体化技术应用

介绍了洛钼露天矿采空区探测、采空区稳定性监测和采空区处理一体化技术。洛钼露天矿采用高密度电法和地震映象法对采空区位置进行初探,再利用钻孔探测和三维激光探测方法对采空区赋存形态进行精确探测。利用微震监测技术对采空区稳定性进行全天候、实时和立体监测,在对矿山采区岩体稳定性微震量化评估、爆破震动对采空区稳定性影响和采空区治理前后稳定性监测等方面取得了很好的应用效果。采用碎石充填和控制爆破技术对不同采空区进行处理,并根据采空区的赋存特点和处理的难易程度,对采空区进行分类一次处理或分次处理。洛钼露天矿采用该一体化技术已经成功治理了大量采空区,保障了矿山的安全生产,对矿山的可持续发展有着重要的意义,对国内外相似矿山有重要的参考价值。     

基于K.B.鲁佩涅依特理论的露天坑下采空区算顶板安全厚度计算

对三道庄露天开采境界内采空区的顶板岩体进行了受力分析。采用K.B.鲁佩涅伊特理论计算方法及假设条件,建立了采空区顶板岩体力学模型。应用MATLAB数值模拟软件,建立了安全系数K=1.3时不同采空区跨度与顶板安全厚度之间的对应关系,对指导该矿露天开采的安全生产具有重要的意义。     

基于CDEM的采空区稳定性及临界顶板厚度分析

地下隐伏采空区易导致地表塌陷等问题发生,采空区的顶板稳定性关乎到露天开采的安全,确定采空区临界顶板厚度对采空区安全评价具有重要意义。采空区临界顶板厚度的影响因素复杂,与采空区的几何参数及岩体物理力学参数等多种因素相关。通过量纲分析建立无量纲表达式,得到影响临界顶板厚度的无量纲参数。在此基础上,借助CDEM数值计算方法建立数值模型并进行计算分析。建立了二维采空区数值模型,通过改变采空区的几何参数及岩体物理力学参数,计算采空区顶板的安全系数,研究以上因素对采空区稳定性的影响规律,识别影响顶板安全系数的主要影响因素。建立了采空区二维模型和三维模型的计算模型,得到了无量纲表达式中无量纲临界高度与无量纲强度间的关系,采用指数函数进行拟合得到响应的关系表达式。研究表明：弹性模量、泊松比对临界顶板厚度影响不大,采空区高度对临界顶板厚度无影响;黏聚力对采空区安全系数影响最大,采空区跨度、岩体内摩擦角、岩体密度次之;采空区无量纲高度与无量纲强度之间存在指数衰减关系。     

基于突变理论的采空区顶板安全厚度多因素预测模型

确定采空区顶板安全厚度对保证矿山作业安全具有重要意义。本文采用有限差分软件FLAC3D,基于尖点突变理论和强度折减法研究西石门铁矿采空区顶板安全系数与其厚度的函数关系,建立了顶板安全厚度判断方法。在此基础上,通过单因素试验研究了采空区纵深、跨度、高度、顶板粘聚力与抗拉强度对采空区顶板安全厚度的影响,结果表明：纵深、跨度、顶板粘聚力、抗拉强度与顶板安全厚度之间分别呈现线性、非线性正相关、非线性负相关、非线性负相关的变化关系;高度对顶板安全厚度的影响非常小。并建立了综合考虑采空区纵深、跨度、顶板粘聚力与抗拉强度4种因素的采空区顶板安全厚度预测模型,为确定采空区顶板安全厚度提供了一种新的研究方法。模型预测结果与某硫铁矿瞬变电磁勘探结果相吻合,验证了预测模型方法的科学性和有效性。     

露天矿复杂多层采空区爆破处理的研究

弓长岭铁矿因前期大量无序的开采,形成许多无规则、复杂的采空区,给日常生产留下了安全隐患。通过三维扫描探测技术,准确掌握了采空区的分布及空间形态,并提出采空区爆破处理的方案。以163第一层空区处理为实例,从爆破参数、起爆方式、起爆网路以及施工安全等方面加以考虑,对采空区进行了处理,取得了良好的效果,为以后同类型矿山采空区的处理提供一定的参考。     

大直径深孔采场采空区悬顶处理工艺技术研究

为解决柿竹园多金属矿大直径深孔采场爆破后存在的采空区悬顶、顶板处理困难等问题,结合现场实际情况,采用不同凿岩方式、爆破方式、装药结构和微差爆破时间处理悬顶,针对不同悬顶形式、悬顶厚度和高度,分别采用了深孔加密炮孔、深孔微差爆破、保安矿柱侧向凿岩硐室爆破及炮孔底部聚能爆破等技术破除悬顶,并对这4种悬顶处理方式进行了分析比较。4种悬顶处理方式在矿山应用效果良好,可为类似矿山处理悬顶问题提供参考。     

某铁矿采空区治理技术研究

某铁矿采用留矿法开采,生产中在井下形成了不同规模的采空区,并在采空区顶板遗留了部分高品位矿石,为了消除采空区对井下生产及地表环境设施造成的威胁,并适时回收顶板高品位矿石,本文采用相似模拟实验分析了充填散体结拱及流动特性,确定了地表充填井合理尺寸及布置参数。结合采空区存在状态,提出了地表钻孔监测与废石充填相结合的采空区治理方法;根据采空区顶板矿体分布情况,研究提出了地表台阶剥离+中深孔爆破的顶板矿体回收方法。该方法已被矿山成功应用,可为类似条件矿山的采空区治理提供借鉴。     

神山露天煤矿井工采空区处理及防治措施

原井工开采煤矿经过技术改造整合为露天煤矿,然而因井工开采遗留的采空区对露天开采生产作业构成重大安全隐患。为保证井工转露天开采煤矿生产作业安全,应采取各种处理及防治措施对井工采空区综合治理。文中以神山露天煤矿为例,分析了井工采空区失稳垮落的力学模型,介绍了确定采空区顶板最小厚度的鲁佩涅依特法,总结了采空区对露天煤矿生产影响的几种表现形式:煤层自燃、顶板垮塌影响设备作业安全、影响爆破安全作业及露天煤矿边坡稳定等。最后分析了神山露天煤矿在实际生产中采取的过采空区处理及防治措施。     

基于FLAC3D某铁矿采空区稳定性数值模拟研究

随着矿山日益开采,形成大量采空区,若发生失稳,将引发地质灾害,危及人民生命财产安全。为了确保生产安全,以某铁矿山复杂采空区空间形态和分布情况为基础,利用3Dmine-Midas/GTS软件耦合技术,建立三维数值模型,并采用FLAC^3D软件进行模拟计算;通过分析采空区围岩、顶板及矿柱的应力、应变、塑性区情况,研究采空区的稳定性。结果表明,南区530,500,470 m中段开采后围岩产生的沉降位移很小,基本在0.1～1.8 mm;围岩压应力值往深部逐渐增大,最大压应力值未超过岩体的抗压强度;大部分采空区围岩均产生了不同大小的拉应力,拉应力值为0～1.44 MPa,均小于岩体的抗拉强度;530 m中段S53C05采空区顶板和与S53C06间的矿柱产生了连续贯通塑性破坏区。     

多因素耦合下的采空区上覆岩层安全厚度分析

为了研究露天矿多因素耦合下的采空区上覆岩层安全厚度变化规律,针对河曲露天矿已探明采空区进行了顶板安全厚度分析;建立采空区及周边岩体的数值模型,分析不同跨度的采空区在震动载荷因素和双采空区叠加影响下顶板沉降位移变化规律。结果表明:采空区上覆岩层安全厚度随采空区跨度的增加而增大,且采空区跨度达到60 m时,上部岩层发生严重破坏;考虑震动荷载时,随着采空区跨度的增大,震动荷载的影响越为明显;双采空区产生叠加影响的采空区间距范围为40 m以内。综合采空区上覆岩层安全厚度的理论分析与数值模拟结果,给出河曲露天矿开采范围内的采空区处置方案。     

基于Ansys露井联采条件下采空区覆岩合理厚度的确定

露井联合开采条件下的采空区上覆岩层的稳定性一直是采矿工程技术中的关键问题。采用KB鲁佩涅依特理论估算法、结构力学梁理论计算法、普氏拱理论估算法与数值模拟法,对鄂尔多斯某矿进行分析计算,对不同采空区跨度及顶板厚度进行数值模拟,通过多种计算方法与实际生产状况结合,得出不同采空区跨度下合理的覆岩最小安全厚度值,为矿山设计合理采空区覆岩厚度提供了参考,对露井联合开采安全生产具有重要意义。