崩落法转阶段嗣后充填法采场稳定性分析

借助修正后的RMR方法对和睦山铁矿工程岩体进行了分级.分别采用厚跨比法、结构力学梁理论以及普氏拱理论对矿柱进行了研究,获得了嗣后采场破坏模型以及采场失稳演化过程.分析了采场尺寸、矿岩坚固性系数、抗拉强度以及内摩擦角对崩落法转阶段嗣后充填法采场稳定性的影响.通过极限平衡法建立了阶段嗣后充填法矿柱安全系数方程.研究结果表明:矿岩的坚固性系数和抗拉强度对顶板临界厚度影响明显;矿岩的内聚力对矿柱的安全系数影响最为显著.最后将上述结果应用到和睦山铁矿嗣后采场稳定性分析中,得到了块矿地带的采场顶板临界厚度和矿柱安全系数,并从理论角度分析19#矿房跨塌的原因.      

毛坪铅锌矿水平矿柱形成与回采方法试验研究及应用

毛坪铅锌矿采用下向水平分层矩形进路式胶结充填采矿法,在多中段同时回采条件下,随着开挖深度的增加,将会出现760中段和720中段2个水平矿柱。水平矿柱何时形成与破坏,以及如何在保证开采安全的前提下最大限度地回收矿柱,是矿山目前遇到的难题。采用Flac3D数值模拟软件,分析了矩形进路采场结构条件下水平矿柱形成与破坏过程,得出当720中段未开挖矿体厚度为24 m时,水平矿柱形成;厚度减小为21 m时,水平矿柱完全被破坏。然后模拟分析采用六边形进路开采过程,最终提出毛坪铅锌矿应用下向水平分层六边形进路式胶结充填采矿法能够保证水平矿柱回采过程稳定,最大程度回收水平矿柱资源,为矿山生产提供指导。     

某铜矿水平矿柱稳定性数值模拟分析

采用基于surpac的FLAC3D模型自动生成方法,建立数值计算模型模拟分析某铜矿预留水平矿柱在深部开采的影响下,其稳定性状态。数值模拟结果表明:深部西部厚大矿体开采对水平矿柱的影响程度要大于东部,这使得水平矿柱在西部区域形成一定的应力集中现象;水平矿柱整体的垂直位移绝对值较小,没有出现大的波动值;水平矿柱的塑性区主要出现在顶底板,内部塑性区范围趋近于零,这说明水平矿柱的内部未产生严重的破坏。综合分析可以得出,下部矿体开采对水平矿柱稳定性会产生一定的影响,但是不至于出现较大的变形破坏,不会在下部矿体的回采过程中出现失稳现象。     

充填体下水平矿柱影响因素和安全厚度模拟分析

为分析东同V号矿体充填体下水平矿柱的稳定性,采用AHP分析方法得出影响充填体下水平矿柱稳定性的因素权重排序,得出水平矿柱的厚度为最重要因素.利用小变形薄板理论的公式计算水平矿柱最小安全厚度为5 m,在此基础上,建立数值模型进一步模拟分析,对水平矿柱厚度为5 m至9 m进行应力、垂直位移及塑性区分析,最终得出,水平矿柱厚度小于7 m时,有破坏的危险,为矿山开采提供指导.      

罗河铁矿采场稳定性影响因素分析

根据罗河铁矿选用的嗣后充填采矿法,结合矿山工程地质,基于Bieniawski矿柱强度理论和矿柱截面积承载理论、弹性力学小变形薄板理论为判别准则,运用正交敏感性分析方法,对嗣后充填采场矿柱和顶板的稳定性影响因素进行理论分析,分别得出各影响因素对矿柱及顶板稳定性影响大小,其中,矿柱宽度和顶板厚度分别对矿柱和顶板的稳定性影响最大。     

考虑水平荷载的采空区群系统灾变失稳模型

为了研究采空区群系统的灾变失稳,将顶板简化为弹性薄板,矿柱简化为在长期荷载作用下会产生蠕变损伤的Poynting-Thomson体,考虑水平荷载和竖直荷载的共同作用,结合流变理论和燕尾突变建立采空区群顶板—矿柱系统灾变失稳模型。计算出模型突变时顶板中心的下沉量,矿柱有效支撑面积与顶板面积的比值,以及模型从开始到发生突变的时间,以广西盘龙铅锌矿为工程实例进行验证,得出盘龙矿采空区群系统的稳定时间与实际情况相符,验证了该模型的可靠性和实用性。同时,研究了各影响因素对采空区群系统稳定性的影响,为采空区群系统稳定性分析提供了新思路和新方法。     

下向水平分层矩形进路膏体充填矿柱稳定性数值模拟研究

结合矿山生产实际情况,采用数值模拟方法分析分析了矩形进路不同结构尺寸(3 m×3 m、3 m×4 m和4 m×4 m)条件下,矿柱的动态形成过程与极限厚度。数值模拟结果显示,采用矩形进路进行多中段回采,当上下中段之间矿体厚度为24 m时,应力集中现象明显,当前状态下矿柱逐步失稳,继续回采下一分层,矿柱整体失稳,失去其承载能力。可见改变矩形进路结构参数无法抑制或减缓矿柱的破坏。     

基于爆破震动的阶段矿柱厚度优化

为研究阶段矿柱的最小预留安全厚度,以上饶市某铜矿-100 m至-150 m中段采场回采为研究背景,针对爆破震动对矿山实际开采的影响,应用FLAC3D数值模拟软件对原设计阶段矿柱厚度5 m进行验算,并提出合理的阶段矿柱最小预留安全厚度.通过重点分析其静力和爆破动荷载条件下阶段矿柱的最大拉应力、垂直位移、塑性破坏域的模拟结果,结果表明:在静力条件下,阶段矿柱厚度分别为5 m和6 m时,采场均保持稳定;在爆破动荷载条件下,阶段矿柱厚度为6 m时,采场保持稳定,但为5 m时,采场处于欠稳定状态.结合理论模型的分析结果,最终确定阶段矿柱最小预留安全厚度为6 m.      

金川二矿区+1000m中段水平矿柱回采方法研究

针对金川镍矿二矿区+1 000 m中段开采实际,利用ANSYS建立大型三维数值模型,基于FLAC~(3D)进行数值模拟计算,对+1 000 m中段水平矿柱回采期间充填体及地表的应力和位移变化趋势进行分析,综合评价了二矿区+1 000 m水平矿柱回采期间充填体的稳定性。研究结果表明:(1)在回采过程中,应力显现明显,上下盘累积位移量较大;当水平矿柱厚度为20～30 m时,矿柱应力变化显现剧烈,最大主应力值达到峰值;(2)充填体是从围岩接触带部分开始破坏,向充填体中央发展,靠近上盘的充填体比靠近下盘的充填体破坏严重;(3)提出了2种回采方案,并进行了对比分析,结果显示在回采过程中,应力显现明显,上下盘累积位移量较大,2种方案均未出现大面积坍塌灾变的现象。通过对比综合应力和位移变化曲线可知:方案二优于方案一,但2种方案在回采矿柱末期均面临着水平矿柱大面积塑性破坏和局部失稳的危险。     

基于蠕变试验的浅埋空区群结构时变力学特性研究

空区结构力学特性随时间发生劣化是导致地表塌陷和空区坍塌的重要因素之一。以古马岭金矿浅埋空区群为研究对象,结合矿岩的压缩蠕变试验获取了围岩蠕变模型,利用数值模拟方法研究了该空区群结构时变力学特性。结果显示：矿岩的蠕变力学特性可用Cvisc模型加以描述;空区群形成后,地表岩体和围岩内部的应力和位移均随时间推移而发生变化,表现出显著的时变力学特性;空区群顶板下沉位移随时间加速增长,且中部采空区顶板位移最大,第5年时已达0.24 m,表明采空区顶板会随着时间发展而逐渐坍塌;矿柱两侧均出现随时间增大的横向变形,表面围岩逐渐片落,导致矿柱不断变窄,可能引起空区群发生大规模破坏;地表围岩形成以空区群中部为中心的塌陷区域,且塌陷深度和范围均随时间加速增长,在第5年时达到0.21 m,需要采取措施进行空区治理。     

人工底柱下的采矿实践

针对陕西银矿13号矿体围岩破碎、易冒落现状,为确保下中段矿房回采时有安全可靠的工作顶板,充分回收资源,提出了人工假底方案。根据对假底应力应变状况的数值模拟分析,选择了稳定性好的垂直底板坡面线的人工斜底柱形式;根据造价对比分析,选择具经济优势的全粒级碎石混凝土作为斜底柱的浇筑材料。实践表明：在人工斜底柱自稳基础上,结合有效的综合控顶和地压管理措施,可以实现矿房的安全开采,降低矿石贫损指标,充分回收资源。     

新城金矿顶底柱开采稳定性研究

根据新城金矿顶底柱开采的技术条件,应用极限分析法导出了人工假顶最大变形量和水平临界载荷计算式,并据此对新城金矿顶底柱开采稳定性进行了监测。试验研究期间,运用YZY型应变式刚性钻孔应力传感器、收敛计分别对回采过程中岩体内应力变化、进路的收缩变形进行实测,为类似条件下矿柱开采的稳定性监测探索出一种行之有效的方法。     

矿柱失稳突变学机理及对夏甸金矿矿柱稳定性分析

根据突变学思想,对矿柱失稳的突变机理进行了较系统的研究,应用数学方法建立了矿柱尖点突变模型。详细讨论了矿柱失稳阻抗因子系数及矿柱破坏发展因子系数的计算方法,并应用该模型对夏甸金矿矿柱稳定情况进行了分析。     

浅析采矿爆破立槽及悬顶的预防和处理

本文分析了东乡铜矿无底柱分段崩落法爆破产生立槽及悬顶的原因 ,提出了预防和处理方法 ,并取得较好的效果     

基于BM和IBM的地下空区顶板安全厚度确定

针对似层矿开采的特点,以卡房分矿I-9采空区为工程实例,将地下空区顶板视为梁模型、改进梁模型,结合岩梁、结构力学和材料力学理论,以顶板岩层抗拉强度为控制条件,推导出地下空区不同跨度下顶板的安全厚度。研究结果表明：顶板安全厚度随空区跨度的增加而增大,近乎呈线性关系。低水平应力时随空区跨度增加对项板厚度整体影响都较小;当采空区跨度较小时,不同水平应力程度对顶板安全厚度的影响可忽略不计;当空区跨度达到一定程度时,对比梁模型计算的结果,随空区跨度的增加改进梁模型计算的顶板安全厚度增加幅度变大。     

桃花嘴金铜矿矿柱回采方法研究与实践

桃花嘴金铜矿矿房回采效率高、生产能力大,而矿柱回采效率低、安全性差、损失贫化大.为解决矿房与矿柱回采速度不相适应以及矿柱占用矿量比重不断增大的矛盾,结合矿山的实际情况,对矿柱回采工艺进行研究,以提高矿柱回采效率,降低损失贫化,确保矿柱安全回采.经生产实践证明,针对不同类型的矿柱,在不同充填体强度条件下,选择不同的矿柱回采工艺,取得了理想效果,达到了预期目的.     

戈塘金矿房柱法开采围岩稳定性分析

戈塘金矿矿体厚度变化较大,地质条件复杂。为科学设计井下采场参数,分析采空区顶板的破坏机理及矿柱的承载机理,指导矿山安全生产,以戈塘金矿为研究对象,设计了采场参数,分析了采场围岩稳定性。通过理论计算,采用房柱法开采时,推荐矿柱尺寸为3 m×3 m,矿房跨度不超过10 m;利用有限元软件Phase2对留设不同宽高比的矿柱时采场围岩的稳定性进行了数值模拟分析。结果显示:矿柱内部出现应力集中,采空区顶底板、岩帮为应力降低区域;随着矿柱宽高比的增大,采空区边界附近的应力水平和位移降低,矿柱内应力集中得到缓解,变形量降低。综合分析认为,矿柱宽高比对采场围岩稳定性有一定影响,保持矿柱宽高比约为0.500,可以较好地维持采场稳定。