复杂条件下隔离矿柱回采的稳定性分析

以某矿隔离矿柱回采为工程背景,采用数值模拟和相似材料试验两种方法对崩落法采场和充填法采场之间隔离矿柱回采过程中的稳定性进行精细分析。研究表明,随着采空区宽度的增加,采场中应力逐渐向留设条形矿柱中进行转移,随着条形矿柱宽度的缩小,稳定性逐渐变差,当条形矿柱宽度为2.5 m和3 m时,条形矿柱及采场整体稳定性较好,兼顾回收率与稳定性,预留条形矿柱宽度为2.5 m是合适的。空区回填后,条形矿柱中的应力值有大幅的下降,而崩落法采场、充填法采场及顶板中的应力充填前后基本不变,回填后充填体能起到良好的支撑作用,而充填法采场和崩落法采场中应力分布不受充填体的影响。     

大红山铜矿井下充填体及围岩稳定性数值模拟研究

井下充填体及围岩的稳定性不仅关系到井下人员及设备的安全,对残留矿房、矿柱的回采也有一定的影响。为了给矿山井下充填体和围岩稳定性研究提供一些参考,在了解国内外相关学者研究的基础上,结合ANASYS数值模拟,对大红山铜矿385中段盘区连续开采进行模拟计算,结果表明:矿房、矿柱的开采对周边围岩及相邻充填体稳定性有不同程度的影响。其中,矿柱在开挖后,部分区段的上、下盘矿岩的的Von Mises等效应力、应变及合成位移较顶、底板的大,且相邻矿房临空面稳定性受影响较大,部分甚至有垮塌的可能;胶结充填后,围岩、上、下盘及矿房临空面稳定性都有提高,其中上、下盘的最大位移减少了16.7%。     

采场中矿柱包裹层的保护作用分析

由于采场矿柱的稳定状态严重影响着地下采场的稳定性,矿柱的保护成为地下采场稳定性研究的重要方向。为研究包裹层对采场矿柱保护的作用,通过Geo Studio2007的SIGMA/W模块对单独矿柱及不同包裹层厚度矿柱在不同上覆岩层压力作用下的位移值、塑性区面积进行了数值模拟计算,为矿山制定安全有效的残矿回采次序和空区处理方案提供科学依据。     

露天坑胶结充填对挂帮矿开采稳定性影响分析

为解决冬瓜山铜矿富余尾矿出路及新桥硫铁矿露天坑治理问题,考虑利用冬瓜山铜矿富余尾矿对新桥硫铁矿露天坑进行胶结充填.露天坑东部尚有部分高品质挂帮矿,在露天坑胶结充填的同时必须协调解决挂帮矿安全回采难题.基于Flac3D软件,构筑了露天坑挂帮矿开采与胶结充填耦合作用数值模型,进而分析了不同胶结充填高度和隔离矿柱留设厚度下,...     

某矿复杂采空区稳定性模拟分析

随着计算机技术的发展,多种监测、探测工具和数据分析软件的组合应用是矿山数字化平台建设方向,也是地下矿山采空区稳定性分析的重要手段。以安徽某矿山的-760 m13#R采场开采为背景,采用C-ALS、FLAC~(3D)、Surpac三种软件对矿体回采后进行稳定性分析评价。可知采场回采结束后,由于矿体的回采使顶板失去支撑导致顶板及空区周围围岩均产生指向空区的位移移动,采空区的顶底板及侧帮围岩处于拉应力状态,空区的下盘围岩受到较大的拉应力超过围岩的抗拉强度,建议加强监测。虽采空区总体稳定,但也需及早充填与加强监测。其分析结果符合实际情况,为矿山的生产安全和充填工作提供合理有效的依据。     

大新锰矿复杂空区群三维数值模型构建方法及胶结充填治理研究

矿山岩土工程数值分析中研究复杂空区群三维数值模型构建方法对空区治理具有现实意义。为精确分析矿山地下工程围岩移动和应力变化规律,特别是不同采矿方法形成的复杂空区的稳定性和矿柱应力变化,提出了3DMine-Surfer-Rhino-ANSYS-FLAC3D多软件联合建模方法,解决了复杂空区群三维数值模型构建和大数量小尺寸矿房矿柱网格剖分问题。以广西大新锰矿矿体开采为案例,构建了留矿法与房柱法形成的采空区的三维数值模型,模拟分析空区的稳定性和决策胶结充填治理方案。研究结果表明：（1）大新锰矿留矿法开采的空区部分顶柱有垮落风险;（2）房柱法开采的空区部分矿柱变形大,有塑性破坏;（3）对于胶结充填留矿法的空区,隔一充一充填方案治理效果更好,在治理初期地表沉降更小。     

基于3DEC的柴胡栏子金矿全面采矿法残留矿柱稳定性分析

柴胡栏子金矿全面采矿法采场残留矿柱资源回采过程中面临的关键问题是如何有效地控制岩层的变形和破坏,以及合理调控采场地压。采用3DEC数值模拟软件模拟了无矿柱回采和人工膨胀矿柱替代原生矿柱回采的2种回采方案。模拟结果表明:矿柱的存在极大地改善了上盘围岩的应力状态,与无矿柱开采方案相比较,围岩最大拉应力由0. 861 6 MPa降低为0. 124 57 MPa,围岩最大压应力由9. 509 MPa降低为8. 601 9 MPa,上盘围岩最大下沉量由3. 245 mm降低为1. 514 7 mm,采场顶板未产生塑性区,采场顶板的稳定性较好。工业试验表明:采用人工膨胀矿柱替代原生矿柱的方式回采残留矿柱能够确保回采过程中顶板的安全与稳定,有效地延长了矿山的服务年限,保障矿山可持续发展。     

采空区稳定性数值模拟分析

为了研究采空区的稳定性,在现场详尽调查、室内力学试验基础上,应用FLAC-3D方法对采空区应力分布规律以及围岩变形进行数值模拟,研究表明:随着各阶段矿体回采,空区各间柱及顶底板出现正应力集中区;各阶段空区间柱、顶底板、空区两侧围岩显现出压应力集中区;采场应力在增大,偏移量也相应的增大;矿柱在压应力的作用下可能形成突变剪切破坏.     

叁沟矿矿柱回采工艺及其优化

为了提高叁沟矿的矿柱回采率,根据叁沟矿矿柱分布现状和回采工艺,提出了空场法采场和充填法采场不同条件下的顶底柱、间柱回采工艺。对现有矿柱回采工艺进行了优化,提出了残留小矿体采用堑沟式底部结构配合出矿巷道退采,充填法采场顶底柱采用遥控铲运机出矿,同时对振动出矿技术进行了展望。结果表明,通过矿柱综合回收工艺,矿柱回采率可达80%,可回收矿柱数十万吨,同时又很好的解决了地压问题。此外,也为国内其它矿山的矿柱回采提供了借鉴意义。     

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。     

低品位急倾斜中厚以下矿体采矿方法优选

获各琦铜矿5勘探线以西铅锌矿体位于铜矿体下盘,受上盘铜矿体回采及充填水的影响,矿体完整性受到严重破坏,矿岩稳固性大大降低,同时矿石品位较低,回采难度大。经技术经济对比分析,推荐采用点柱式上向水平分层充填采矿法回采该范围内中厚以下矿体,采场生产能力250 t/d,采矿损失率16%,矿石贫化率8%~10%,采矿成本84.43元/t。以该矿1630中段为例,采用点柱式上向水平分层充填采矿法能创造利润总额2 709.45万元。     

山东胡八庄金矿围岩破碎矿体采矿方法

由于胡八庄矿区上盘围岩不稳固,回采过程中上盘围岩垮塌、冒落时有发生,易沉帮冒顶,损失率和贫化率骤增.通过制定上盘破碎带分层回采剔除和下盘矿体分层跟进回采的浅孔采矿法,有效地缓解了围岩失稳存在的隐患,提高了回采效率,降低了贫化率和损失率,取得了较好的经济效益和社会效益,可在类似地质条件矿山推广应用.     

分段崩落法回采顺序对进路受力状态影响分析

某金矿主要开采 7-2# 矿脉,矿体及围岩节理裂隙发育,且矿体赋存深度超过 500m,在较大地应力条件下围岩受采动影响极易冒落。该矿浅部资源采用干式嗣后充填采矿法时岩层不易控制,且留设矿柱造成高品位矿石损失率较高,冒落的围岩混入矿石中使贫化率居高不下。为解决上述问题,在开采深部资源时变更为进路式无底柱分段崩落法开采,而不同进路的回采顺序对与之相邻的回采进路受力状态影响较大,为提高进路内凿岩、出矿作业的安全性,需深入分析回采顺序与进路稳定性之间的关系。结合实际,本文提出了 5 种进路回采顺序,并通过 FLAC3D 数值模拟对各回采顺序条件下进路的受力进行了分析,结果表明采用双翼阶梯式回采方式,进路周边围岩应力分布较为均匀,回采进路一定时期内能够保持稳定,可大幅提高进路内作业安全性。     

大红山铜矿点柱式上向水平分层充填采矿法稳定性分析

针对大红山铜矿西部矿段的点柱式上向水平分层充填采矿法,采用FLAC3D数值模拟软件对该采矿方法的设计点柱参数进行稳定性分析,模拟开挖和充填状态下顶底板位移及点柱、围岩弹塑性应力状态。结果表明,留设4 m×4 m规格的点柱,沿走向间距16 m,沿倾向间距15 m,围岩及矿柱是不稳定的,易发生剪切破坏。建议开展点柱尺寸和间距优化研究,以确保采场稳定。     

焦家金矿寺庄矿区岩体节理裂隙调查与矿岩稳定性分析

通过对焦家金矿寺庄矿区矿岩节理裂隙现场调查,获得上下盘围岩及矿体节理裂隙的产状和平均间距,并对其进行统计分析。采用CSIR岩体质量评判方法,根据节理密度换算计算岩石质量指标RQD,以岩体的完整性系数来表征岩体的强度,通过计算得出RMR值,以不同的RMR值来表征岩体的稳定性,预测出采场跨度及其稳定时间。研究结果表明,上盘围岩节理裂隙较矿体及下盘围岩节理发育,并且当节理角度在30~75°之间时,节理分布对岩体强度影响较大;上盘围岩稳定性较差,矿体和下盘围岩稳定性好;由于寺庄矿区7-2号矿体上盘围岩的稳定性差,揭露后需及时进行有效支护,以限制围岩进一步变形和破坏;中段标高越往下,开采深度越深,矿体和围岩的稳定性降低,进行深部开采时,采场需要及时支护以保证作业安全。该研究结果为矿床开采采场结构参数优化及稳定性分析提供了理论依据,对矿区安全生产有重要指导意义。     

地下采空区围岩破坏发展的有限元数值分析

利用有限元建立数值分析模型,通过对充填采矿法采矿时的矿体围岩塑性区动态发展变化过程的模拟,预测了地表的潜在变形塌陷以及需要进行重点安全监测的隐患区域和危险范围,为矿山地下采空区分层开采和充填方案的确定提供参考。     

长锚索预锚固控顶在谦比希铜矿中的应用

谦比希铜矿深部上向分层水平充填采场顶板暴露面积较大,且上盘围岩节理裂隙发育,导致顶板垮冒严重,贫化问题突出。据此提出了采场顶板长锚索预锚固控顶技术,阐述了其支护机理、支护参数及施工工艺。实际应用表明:采用长锚索预锚固控顶、配合锚杆(钢带)联合支护,能够有效控制采场顶板冒落,为类似矿山提供了借鉴意义。     

分层高压速凝注浆技术在破碎矿体开采中的应用

某铜矿地质构造以断层为主,节理裂隙发育,井巷围岩稳固性低,局部围岩相当破碎,需大量加固支护。设计采用了分层高压速凝注浆技术,应用分段凿岩阶段矿房采矿法对4#破碎矿体进行开采。详述了高压注浆加固方案及注浆工程布置、注浆主要参数计算、注浆工艺过程。分层高压速凝注浆技术很好地解决了岩体稳固性差、采出矿石含泥量较高等问题,成孔率提高了25%;提高了矿岩自稳性,大大增加了顶板和上盘围岩允许暴露面积,空场采矿法的采场结构进一步优化;降低了爆破后的矿石含泥量,提高了放矿效率,矿石回收率提高了23.3%;增强了采矿作业的安全性。     

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。