点柱式上向水平分层充填法充填采场稳定性研究

为了确保大尹格庄金矿采场安全,提高资源回收率,对-380、-496、-556、-616水平一些采场矿柱进行调查,总结发现矿柱受结构面的方向控制,呈现不同的破坏模式,大致可分为节理组平行矿柱壁面、节理组与矿柱斜交、节理面平行于顶板;建立了矿柱宽度、矿房顶板跨度及矿体开采深度与矿柱安全系数的关系式,分析得到矿柱宽度对矿柱安全系数的影响作用最大,其次为矿体开采深度,最后为矿房顶板跨度;对目标采场矿柱进行稳定性评价,得到各矿柱的安全系数,圈定出了不稳定矿柱;最后对-616水平顶板极限跨度及矿柱尺寸进行计算得到顶板极限跨度为8.2m,矿柱宽度应大于4.1m。     

复杂地质条件厚大磷矿体采空区顶板联合支护方法

白竹磷矿是国内罕见的厚大缓倾斜磷矿体,矿层最大厚度接近25 m。结合白竹磷矿复杂地质条件,特别是顶板结构破碎、节理发育等特点,在该矿首次采用适用于空顶高、暴露面积大缓倾斜厚大磷矿体采空区处理的锚杆-锚网-锚索综合加固技术。在实际应用过程中,首先在矿层顶部Ph3平巷进行切顶,切顶采用SandvikDD310-40凿岩台车凿孔装药爆破,然后采取顶板分类管理技术进行顶板分级,最后针对顶板结构分级情况采用相对应的锚杆、锚网护顶护帮,再用锚索加固顶板。经过多年试验,探索出了一套适用于复杂地质条件下磷矿顶板管理的方法。     

回采工作面推进方向与安全生产

回采工作面经常受到断层、顶板节理、淋水及老巷等影响,为了保证回采工作面的安全生产和防止冒顶,本文就回采工作面方向与顶板管理的关系做了说明:在过断层、老巷和遇到顶板节理时应调整工作面方向使两者有一交角;在工作面有淋水时应使工作面呈伪斜方向回采。     

极不稳固采场稳定性分析

为确定节理发育矿体开采顶板合理跨度尺寸,对岩芯库和井下岩体节理裂隙进行统计分析。首先对顶板跨度进行理论求解,然后利用UDEC软件对4,6,8,10m4种顶板跨度进行应力场和位移场分析。结果用弹塑性力学、厚跨比法和载荷传递交汇线法得到的顶板跨度分别为8.37,9.32和8.08m。数值模拟结果表明顶板跨度8 m较合理。对比理论结果引入修正系数α,其值介于0.86～0.99之间,顶板最大变形位移和跨度之间满足y=aln(x)+b的对数函数规律。改进Potvin法得到采场顶板极限暴露面积为448m~2。现场监测结果发现,靠近上盘顶板下沉相对位移较靠近下盘监测点要大,验证了数值结果的正确性。     

获各琦铜矿充填采矿法探索及应用

由于铜矿采场矿体包含诸多不可预见性的节理、裂隙、断层等结构弱面,容易引发采场顶板跨落,造成矿石损失和重大安全隐患,增加了矿山安全工作的难度。通过分析,获各琦铜矿中两步回采方法在生产技术上可行、经济上合理、安全上可靠,可在品位高、矿体夹石少的矿房中全面推广应用。     

组合式崩落采矿法试验研究

针对某矿贫矿体的复杂开采技术条件,提出了组合式崩落采矿法的技术方案,并在顶板为充填体的条件下进行了现场试验研究,取得了好的效果。该采矿法目前正在该矿推广应用。简述了国内外缓倾矿体采矿法的现状,详细介绍了组合式崩落法的采场结构和回采工艺。     

缓倾煤层采空区滑坡形成机制数值模拟研究

以贵州都匀马达岭滑坡为例,采用离散元方法,研究了缓倾煤层采空区滑坡的变形发展过程,提出了该类矿区滑坡防治建议。研究结果表明:采空区顶板塌陷导致上覆岩层弯曲-沉陷,地表产生沉降变形,同时采空区边界部位产生倾倒式拉裂,在地表形成深大拉裂;采空区上部岩体沉陷变形导致坡脚部位岩层往坡外剪切滑移;中部滑面沿变形后倾向坡外的层面和陡倾节理组合形成阶梯状滑面。滑坡形成机制可概括为由采空区顶板变形引发的阶梯状蠕滑—拉裂—剪切滑移式滑坡。缓倾煤层采空区滑坡的防治应从防止采空区顶板塌陷入手,通过回填矸石或加强顶板的永久支护来防治采空区上覆坡体的变形。     

基于GSI的深部节理化岩体工作面稳定性分析

针对节理岩体力学参数选取困难问题，基于地质强度指标GSI，结合损伤力学原理和广义Hoek-Brown准则构建考虑节理强度的节理岩体力学模型，对深部节理化岩体工作面进行了稳定性分析。结果表明：所给出的节理等效系数能较好地描述节理间距与GSI之间的关系，节理岩体的破碎程度对工作面的稳定性产生了影响，随着岩体破碎程度的提高，工作面易发生顶板冒落、煤壁片帮等现象；当岩体较为破碎时，顶板失稳主要由节理的发育、贯通引起；岩体的完整性较好时，顶板的稳定性受采空区悬臂段顶板的影响较大。     

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。     

改装后的YDX-4O型岩石电钻用于中深孔凿岩

我矿系硬质耐火粘土矿床。顶板是粗粒长石石英砂岩,f=8~10,与矿体整合接触。底板为长石砂岩,f=6~8,比较稳固。矿体倾角为60~80~。,个别区段为40~60~。。矿石节理裂隙较发育,f=4~6。矿体厚度为5~10m。自1965年开始采用中深孔留矿采矿法以来,先后使用过01-38和YG-40型凿岩机钻凿水平扇形孔,但问题较多。     

尾砂充填连续开采采场顶板稳定性数值分析

针对金属矿山上向分尾砂充填连续采矿法开采条件的复杂性,通过运用弹塑性有限单元分析方法,建立平面应变数学模型,对采场顶板稳定性及采场结构参数进行分析和优化计算。结果表明,控制采场跨度或暴露面积是维系采场顶板稳定的根本措施;单层矿体开采时,随着采场跨度的加大,顶板预应力拉应力也相应增大,但伴随采高的增加,围岩内部的最大主应力、最大剪应力逐渐增大,顶板下沉量也逐渐增大,而顶板内拉应力却逐渐减小。相对1#脉脉矿体,推荐采场顶板极限暴露面积为600 m²左右,以此为基础确定的采场长、宽尺寸采场顶板稳定性最好。     

软弱围岩下某中厚及厚大矿体采矿方法研究

某矿区位于湖区水体下,主要为金铜矿,且矿石品位较高,矿体属于软弱围岩下的中厚及厚大矿体,且顶板围岩稳固性较差。结合矿体具体的赋存条件及现有的开采技术条件,采用数值模拟软件FLAC^3D对机械化分段中深孔落矿嗣后阶段充填采矿法、浅孔留矿嗣后充填法、上向水平分层充填法3种采矿方法进行了采场参数研究。通过对6种模拟回采过程中的围岩应力和位移比较,初步确定采场宽度、长度参数分别为14 m、40 m;以初步确定的采场参数为基础,通过最大与最小主应力、顶板与矿柱位移最终确定出3种采矿方法对应的采场宽度均为14 m、长度分别为40、40、42 m;并且随时监测顶板及矿柱的应力、岩移情况,加强顶板管理,及时充填。最后提出下阶段的主要工作是确定合理充填体强度及充填材料。     

缓倾斜中厚矿体高效开采技术研究

为探索破碎顶板下缓倾斜中厚矿体的地下开采技术,实现矿体的快速、高效开采,以金厂河多金属矿缓倾斜中厚矿体为研究对象,分析了矿岩岩石力学参数及岩体质量级别,根据不同的开采技术条件,优化选取合理的采矿方法及采矿装备。根据研究成果,矿体顶板大理岩稳固性较差,矿体稳固性较好。厚大矿体采用大直径深孔嗣后充填采矿法,中厚矿体采用预留矿体护顶的中深孔空场嗣后充填采矿方法。研究表明:根据矿岩稳固性分级及矿体开采技术条件,采用不同的采矿方法,能够满足矿山开采产能和贫损指标控制的要求;破碎顶板采用支护加固处理或预定矿体顶板护顶的方式,能够很好地保障采场顶板的稳定性,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于破碎顶板下的缓倾斜中厚及厚大矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

大冶铁矿嗣后充填采场围岩变形机理研究

以相似材料模拟实验技术为主要研究手段,借助全站仪、应变计和数码相机等仪器监测了模型围岩的变形、应力以及破坏情况,研究了不同结构参数条件下分段空场嗣后充填采场的围岩变形与应力变化特征,以及发生破坏时的规律与特征。主要研究结果为：揭示了大冶铁矿合理的采场结构参数;采场顶板与矿柱所受应力分布为拉剪应力和压应力;顶板是采场稳定的关键因素,应保证充填体与顶板良好的接触关系,提高接顶率;采场内应力分布规律与回采方向相反,偏向于首采矿块。     

空场人工点柱替换原生矿柱回采技术及工艺

针对采用空场法开采的矿山采空区内原生矿柱回采技术难题,采用人工矿柱替换原生矿柱的残矿资源回收方案。其实现方法是:通过对原生矿柱开采前的空区稳定性数值模拟分析,反演空区允许的极限暴露面积,据此作为人工点柱布置和参数计算依据。为保证人工矿柱的稳定性,对倾斜底板进行台阶削平处理,并以三角形结构布置底座钢筋。采用井下废石砌筑人工点柱外墙,利用矿山已有的全尾砂胶结充填系统充填点柱内芯,待充填体沉缩凝固形成一定强度后,再以预制楔形体结合混凝土泵送充填联合接顶的工艺充填接顶,确保人工点柱的强度及有效接顶。     

基于危险源理论对邹家山矿采场顶板事故影响因素分析

针对目前非煤矿山顶板冒落事故分析系统偏重于人为原因的问题,本文采用危险源理论,结合顶板事故发生机理,对邹家山矿采场顶板事故进行危险辨识。结果表明:顶板厚度、矿体厚度、矿体埋深、矿体倾角、抗压强度、断层以及空顶时间是影响邹家山顶板冒落事故的主要因素。     

胶结充填体对二步矿体作用机理分析

为研究胶结充填体对二步矿体的作用机理,以新城金矿782、792和802 3个一步采场为研究对象,运用FLAC3D数值模拟软件,对一步采场从第3分段开挖充填到第5分段开挖充填中胶结充填体的作用机理进行模拟研究。结果表明：从一步采场第3分段到第5分段开挖充填,二步矿体内的应力值比胶结充填体内的应力值大5～6倍。792采场胶结充填体与二步矿体接触面上产生的塑性区以受拉破坏为主,782、802采场胶结充填体与二步矿体接触面上的塑性区由剪切破坏产生,深度基本保持在1 m左右。一步采场回采至11分层后,顶板沉降量加快,需对顶板进行支护处理,以保证回采安全。     

顶板厚度探测技术在地下铝土矿的应用研究

我国铝土矿多以缓倾斜薄矿脉沉积性矿床为主,普遍存在直接顶板稳固性差、矿体厚度不稳定的问题。铝土矿开采多应用空场法进行开采,依靠留设矿柱和留护顶矿的方式对顶板进行管理。因铝土矿矿层和直接顶板厚度变化较大,无法准确留设护顶矿厚度,造成矿石损失较多,为此探索性开展猫场矿区铝土矿直接顶板厚度快速探测方法,为采场回采作业过程中护顶矿留设厚度提供技术支撑。通过对顶板探测厚度设备选取并在井下进行现场试验,试验探测图像显示矿体和直接顶板总厚度误差为0.65m,探测图像表明矿体与直接顶板界线不明确,SSP地质雷达在试验中达到了预期效果。     

龙滩坝8#采场地压监测与结果分析

为掌握龙滩坝8#采场矿体在开采过程中地压的变化规律,在结合现场实际情况的同时,根据开挖揭露的地质条件,采用钻孔应力计、锚杆应力计、收敛计、多点位移计和声发射对采场矿柱、顶板及巷道变形情况进行监测,得到回采过程中矿柱、顶板、巷道的受力状况。掌握采场地压的变化规律,为矿体的开采设计提供参考。     

板坝铅锌矿采矿方法研究与应用

根据板坝铅锌矿Ⅲ号矿体赋存条件、开采技术条件和矿山开采技术水平,选择采用全面采矿法进行开采。介绍了全面采矿法在该矿应用中的矿块布置、结构参数、采准切割工程、回采工艺、采场顶板管理和空区处理方法。总结了应用中取得的效果和存在的问题。