基于实测的采空区隐患分析及治理研究

为处理某金矿民采采空区的隐患,运用3D激光探测系统对采空区进行探测,结合建模软件Surpac建立三维可视化模型,得到了空区的体积、暴露面积、围岩垮塌等信息。在此基础上,对采空区隐患进行分析,结合矿山实际情况,提出充填-封闭联合治理方案。建立地压监测系统以验证空区治理效果,地压监测数据显示,空区治理后,围岩的位移趋于平稳,应力减小,表明空区的治理取得预期的效果。     

塌陷空区治理及稳定性分析

毛坪铅锌矿在采矿活动中,地下空区发生了垮塌,导致矿区地表边坡出现多处塌陷坑及裂缝,危及了地表的安全,影响了井下矿体的回采。对山坡坍陷开展工程地质调查,并分析其成因,提出井下塌陷空区采取充填及封闭处理,对地表塌陷坑进行高、低压注浆加固固结充填体,并清理地表危岩。采用数值模拟的方法,进行了空区治理前及空区治理后的稳定性对比分析。分析结果认为矿山采用的治理方法能够保证矿山地表稳定,保障矿山深部矿体的安全开采。     

焦家金矿望儿山矿区沉降监测及规律研究

由于留矿法采矿和部分民采,焦家金矿望儿山矿区留下大量的采空区,存在一定的安全隐患。通过对地表沉降变化进行数据监测,采用矿体开采岩体移动数值模型仿真,并采取空区钻探验证,总结出空区防治指导性结论。     

大中铁矿Ⅱ~#矿体采空区处理方案研究

针对大中铁矿Ⅱ#矿体开采后存在的空区危害,提出了采取控制冒落与诱导冒落相结合的采空区处理方案,按空区冒落气浪冲击原理建立了模型,并对冲击危害进行了评价,建议设置空区垫层厚度、地表陷落区的圈定及警示标记,有效地解决了大中铁矿的空区危害。     

大型空区群安全隐患治理之全尾砂充填方案

为解决某老矿山空区安全隐患及尾矿库容不足的难题,结合工程设计实例,通过技术经济对比分析,在技术上可行、经济上合理的前提下,提出全尾砂充填治理空区安全隐患的方案。该方案设计采用阶段充填法开采,不但治理了大型空区群的重大安全隐患,解决了矿山尾矿库容不足的问题,而且提高了回采率和开采效率,有效控制了地压,保障了开采安全。     

100号矿体特大事故隐患的预防对策及治理措施

广西高峰矿业有限责任公司100号矿体存在的特大事故隐患主要有空区冒落、地表塌陷、冲击波等,介绍治理100号矿体特大事故隐患的对策和措施,如人工构筑隔离层、废石充填、胶结充填、密闭空区等.经过多年的全面治理,取得显著成效,已消除了100号矿体特大事故隐患.     

基于CMS及DIMINE-FLAC~(3D)耦合技术的采空区稳定性分析与评价

在矿山安全生产建设中,对井下空区进行探测、对空区安全性及地表移动规律等进行分析评价,以及制定科学合理的空区处理方案非常重要,这对延长矿山现有资源的开采年限,为矿山的安全高效开采制定科学的开发利用方案具有重大的现实意义.应用空区探测系统(CavityMonitoringSystem,简称CMS),精确地获取地下矿山采空区的三维形态和准确的空间位置,并借助大型三维矿床软件DIMINE建立起了空区的三维形态模型,通过耦合方法实现在FLAC3D中生成能准确反映空区和围岩地质结构及岩性条件的数值模型,简化复杂空区稳定性计算的结果,并提高了准确性和可靠性.结果表明,使用地质模型转换的数值计算模型,对采空区稳定性进行了成功的模拟,并证明采用"地质-数值"耦合方法的方法对采空区稳定性研究是可行的.     

中等型采空区治理技术方案研究

目前,地下矿山安全生产形势十分严峻,采空区是地下矿山的重要隐蔽致灾因素之一,为有效防范并遏制采空区事故的发生,必须对矿山的采空区情况进行准确、详细的调查和了解,采取有效的治理措施并消除隐患。通过选用三维激光扫描仪进行矿山空区轮廓数据的采集并运用3D Mine、Rhino3D软件联合建立了三维实体模型。利用有限差分计算软件FLAC3D进行模拟计算,根据岩体质量和空区稳定性状况对现存空区进行稳定性分析和分级,根据分级结果制定相适应的空区处理技术方案,最终有效治理了现存的采空区,消除了空区隐患。     

空区处理与隐患资源开采协同技术研究与应用

采用phase2数值模拟软件分别建立了某矿山4575 m中段平面和7#勘探线剖面两个数值分析模型,对采场开采过程中围岩应力、位移及塑性区分布情况进行数值模拟分析。在此基础上引入协同理论,开展隐患资源开采与空区处理的协同技术研究,根据不同的矿体产状、围岩受力性质,选择不同的采场回采与空区处理方案。研究表明,数值分析与协同技术的综合利用,可为类似矿山进行高效、安全开采提供指导。     

下盘铁矿矿柱爆破回采对上盘矾矿稳定性影响分析

根据七角井铁矿下盘铁矿体和上盘矾矿体的空间赋存关系,如果对铁矿体预留的矿柱进行回采,很有可能对矾矿体的稳定性造成重大影响。为了保障矾矿体的安全高效开采,在回收下盘铁矿体预留矿柱的同时,尽可能减小对矾矿体稳定性造成影响,提出了2种矿柱回收方案和空区处理方案,矿柱回采方案为间隔间柱抽采法和间隔间柱控制爆破堆坝法,并对2个方案进行了数值仿真模拟,模拟结果显示：采用方案一可有效控制上盘围岩的垂直位移量,最终位移量仅为10.83 mm,而采用方案二开挖上盘围岩的垂直位移量较大,达到17.45 mm,可能会造成上盘围岩的坍塌,最终确定方案一为矿柱回收和空区处理方案。     

弓长岭露天矿含空区边坡稳定性研究

针对弓长岭露天铁矿含空区边坡稳定性问题,考虑不同大小、位置空区对边坡稳定的影响,利用FLAC和Geo-slope软件,分别模拟3种情况（包括36种情形）下边坡的稳定性：①不含空区;②空区分别位于边坡上部、中部、下部和坡角底部,这些空区距坡面的距离固定,改变空区的宽度;③空区大小确定,改变空区距坡面的距离。通过对比不同宽度、位置空区的边坡塑性区、位移云图和安全系数来分析空区对边坡稳定性的影响规律。结果表明：上部空区的存在有利于边坡整体稳定,但是影响边坡的局部稳定;中部空区的存在对边坡稳定性影响比较复杂,既有对边坡稳定有利的情况,也有对边坡稳定不利的情况;下部空区的存在严重影响边坡的稳定性。该规律对露天开采转地下开采很有借鉴意义。     

某矿山古采空区塌陷地质灾害治理技术研究

云南昭通市铅锌矿开采过程中,受井下采空区影响,矿区山体坡面出现多处塌陷及裂缝,严重威胁矿山安全生产及下游城镇安全。为解决矿山所面临的山体崩塌等安全问题,通过地球物理探测得到了井下采空区分布情况,采用二、三维弹塑性有限元软件分析了采空区及山体稳定性状况,制定了以充填法为主、封闭为辅的空区治理方法,消除了井下采空区对地表山体稳定性的影响,消除了地质灾害进一步发展所造成的安全隐患,保障了矿山生产安全、维护了人民生命财产安全。     

佛子矿104号矿体复杂多层采空区处理技术研究

佛子矿104号矿体经过多年浅孔留矿法开采,在矿体上部遗留了大量的采空区及矿柱;由于前期的无序处理,形成了复杂的空区赋存现状,对下部矿体的安全开采带来了严重威胁。为了科学地制定空区处理措施并回收矿柱,通过数值计算结合理论公式法对104矿柱稳定性进行对比分析,确定了各空区残留矿柱的安全系数;结合矿山现有技术条件,在综合考虑采空区安全处理及矿柱有效回采的基础上,提出了崩落充填相结合的处理方案;采用FLAC3D软件对拟定方案进行了数值模拟分析。计算结果表明：崩落充填相结合的处理方案通过强制崩落法与充填法相结合,使上部应力集中区围岩得到充分移动垮落,下部空区得到充实,达到崩柱放顶卸压、控制岩移的目的,能有效地消除空区隐患并回收矿柱,为矿山安全、经济、合理地处理采空区提供了指导。     

三道庄矿区采空区处理方案优化

针对三道庄矿区采空区的特点,应用突变评价理论,建立了采空区处理方案突变评价优选模型,并用其指导了三道庄矿区的采空区处理方案决策。实践证明,突变评价理论可根据采空区的特定条件,定量地分析评价各种拟定处理方案,从而选出最佳处理方案。     

采空区形态对地表塌陷分布影响研究

为研究采空区形态对地表塌陷分布的影响,采用FLAC3D数值分析方法,对4种不同形态尺寸采空区条件下的地表变形、岩移规律进行了数值模拟,分析了隐伏采空区形态对地表塌陷的影响程度和规模;应用形态分析方法中的似圆率、不规则指数、等积圆半径等指标,对地表塌陷形态进行了量化分析。研究表明,无论采空区的形状是否为圆形,地表塌陷形态均为圆形或趋于圆形;覆岩高度越大,似圆率越小,地表塌陷形状越趋于圆形。这与实际地表塌陷现象相吻合。研究成果可为工程地表征地、地表塌陷地质灾害防患提供指导。     

矿山采空区崩落爆破评估验收方法

为了评价和验收矿山采空区的崩落爆破,根据采空区崩落爆破前后的体积平衡原理,提出利用爆破后采空区充填率和遗留空区体积这2个指标共同评价采空区崩落爆破处理效果的方法。首先对采空区进行三维激光扫描获得空区形态参数,接着测量和计算获得崩落爆破方案中被破碎的岩石体积,再测量崩落爆破后地表塌陷体积,最后通过推导的公式计算获得评价验收指标。其中采空区充填系数k用来判别原采空区的主要安全风险是否得到排除,如k>85%表示爆破效果优良;遗留空区体积用来判别崩落爆破后的遗留风险大小。根据这2个指标结果进行采空区崩落爆破施工的验收。实践证明,该方法具有成本低、效率高的优势,能够满足隐患空区治理与隐患资源开采协同作业的日常生产要求,对地采转露采矿山空区治理和验收有借鉴意义。     

某铅锌矿近地表采空区稳定性分析及治理方案优化

为了确保近地表采空区下部矿体开采安全，避免近地表采空区崩塌导致地表塌陷，将广西某铅锌矿现存的6个近地表采空区作为研究对象，针对可能出现的矿柱、顶板垮塌，展开基于数值模拟的稳定性分析及治理方案优化研究。根据该矿矿体及围岩的岩体力学参数，利用3DMine及Midas GTS NX建立数值模型，通过FLAC3D进行模型重构与计算分析，依据数值模拟分析结论及矿区实际情况，提出2种局部充填加固的治理方案，并利用FLAC3D对各方案的治理效果进行了模拟分析。结果表明：方案一及方案二均能达到转移或减小采空区矿柱及顶板相应的最大主应力、剪应力及拉应力的效果，同时减小塑性破坏区的面积；方案二的较大尺寸支护结构较方案一能更好地转移或减小顶板的最大主应力、剪应力，故确定方案二为最优方案。     

利用综合物探法精准探测弓长岭露天矿采空区

为了对弓长岭露天矿采空区进行精准探测,首先根据高密度电阻率法,利用温纳、偶极、单边三极等装置采集的探测数据划分了各类地质条件下单采空区和双采空区的高、低阻模型,通过对比分析电阻率的差异,实现了对水平方向密集排列和垂向分布采空区的准确探测;然后结合瞬变电磁法,利用重叠回线、中心回线、分离回线、框一回线等装置,建立了同一地质体的地质及地球物理识别模型,通过观测线圈瞬变磁场结构、频率随时间和空间的变化信息,对该采空区的位置和规模进行了精准探测;最后,为了准确测定采空区的位置、规模、顶板厚度等信息,对高密度电阻率法、瞬变电磁法的探测数据进行处理,并结合现场地质实际情况进行综合解译,形成了采空区分布断面图和平面图。探测结果表明：弓长岭露天矿存在3个浅部采空区和2个深部采空区,进一步说明,将高密度电阻率法与瞬变电磁法有机结合,实现了探测技术的优势集成,有助于实现对采空区进行快速、准确探测。     

基于AHP-Fuzzy法的采空区危险性评价

根据采空区围岩的岩石条件、空区形态和采矿影响3个方面,选取了8个评价指标对厂坝铅锌矿的4个采空区进行了危险性排序。由于采空区的稳定性受到多种因素的影响,且影响因素之间存在诸多模糊信息,为了优先充填危险性较大的空区,为残矿回收构建安全环境,采用AHP-Fuzzy法对采空区的危险性进行了评价。计算结果表明,空区1的相对危险度为0.906 6,危险性最大,故先对空区1进行充填。