水平地应力对下向进路可动块体稳定性影响的分析

地应力对深部地下洞室围岩的稳定性有很大程度的影响,其中水平地应力分量起关键作用。针对下向进路侧帮可动块体的形成条件及受力状态,利用矢量分析及力学计算,提出了考虑水平地应力的可动块体稳定性系数的计算方法。在此基础上,分析了最大水平主应力方向与进路方向呈不同交角时,主应力对可动块体稳定性的影响。分析表明,在一定的块体形成条件下,水平主应力对可动块体稳定性的影响与水平主应力的作用方向密切相关。随着最大水平主应力方向与进路方向交角的增大,主应力对可动块体稳定性的影响程度逐渐减小,交角在0~30°之间变化时,块体稳定性系数减少较快,随交角的增大,块体稳定性系数变化趋于平缓。将本计算方法应用于工程实践中,取得了良好效果。     

某铜矿地下开采侧帮可动块体稳定性分析

采用理论的方法分析了江西某铜矿地下开采进路侧帮的稳定性。首先提出了考虑地应力作用的可动块体的稳定性分析模型,然后根据力的平衡原理,建立了主应力及岩体结构面倾向、倾角的关系公式,并得到了可动块体抗滑力表达式。在此基础上,建立了块体沿双面滑动时的稳定性系数的表达式,计算结果显示：块体的稳定性系数值随着最大水平应力方向与回采进路方向夹角的增大而逐步减小,当最大水平应力方向与进路方向相同时,则块体的稳定性系数值增大。最大水平应力对块体稳定性的影响,主要与其应力值的大小和块体结构面产状有关。     

下向进路倾斜分层胶结充填体稳定性研究

下向进路胶结充填采矿法在我国金属矿山绿色开采中得到了广泛的应用。通过FLAC3D数值模拟软件研究了不同分层数目、分层角度、充填体厚度及采空区跨度高度比对充填体顶板稳定性的影响规律。研究结果表明：分层数目、分层角度及采空区跨度高度比均与充填体顶板下沉位移呈正相关关系,特别是当跨度高度比增至1.75时,2分层充填体顶板的最大位移达到了24.56 cm;充填体厚度与其下沉位移呈负相关关系;不同分层数目下,充填体顶板最大主应力均以压应力形式存在,且分层数目越多,压应力越大;随着分层角度及采空区跨度高度比的增大,顶板最大主应力逐渐由压应力转为拉应力,特别是当分层角度为10°时,2分层充填体顶板的最大拉应力达到了140 kPa;随着充填体顶板厚度的减小,顶板压应力集中区域逐渐由“半圆形”转为两头凸起、中间凹陷的“马鞍形”。研究结果可为下向进路充填开采的充填设计和应用提供参考。     

分层建造下向大六角形进路稳定性分析

为了提高采场生产能力,降低采矿成本,在现有下向六角形进路胶结充填采矿法基础上扩大了进路断面.通过回采进路受力分析和理论计算,对分层建造下向大六角形进路进行了稳定性分析,结果表明:大六角形进路能够承受上部载荷,不会发生充填体剪切垮落;充填体边帮安全系数为2.83,下部矿体边帮安全系数为4.26,表明推荐进路规格参数下充填...     

下向进路充填采矿力学模型的探讨

在分析研究下向进路结构和受力特征的基础上，提出了向进路开采进路结构受力模型是“两侧弹性基础之上的板结构力学模型”，采用力学数学解析法，推导出假顶在垂直载荷作用下的下沉曲线方程。为下向进路充填采矿假顶结构参数设计的实践提供了一些理论依据和参考。     

金川龙首矿下向进路充填采矿的进路稳定性分析

金川龙首矿地应力高,矿岩破碎,在工程支护困难的矿段采用下向分层六边形进路胶结充填采矿法,分层逐采.研究表明,稳定的六边形结构可有效避免应力在进路边缘集中.结合龙首矿1040水平的矿岩条件,使用FLAC3D对进路回采进行了数值模拟,分析进路采空区应力和位移在开挖过程中的变化,结合现场进路收敛变形监测,证实了六边形进路具有...     

高水固结充填下向进路开采假顶稳定性研究

以"两侧弹性基础之上的板结构"力学模型为基础,考虑到进路两帮围岩的力学特性和支护作用对假顶稳定性的影响,通过对高水固结充填下向进路结构和受力特征的分析,采用数学力学解析法给出了假顶结构的最大弯矩和最大拉应力及其位置.结合某金矿高水固结充填下向进路开采的实践,对3种不同进路结构的假顶稳定性进行了分析比较,提出了相应的假顶充填配比方案,实践证明,该方案是可靠的.     

下向回采和充填顺序对采场稳定性影响的模拟研究

以某矿下向六角形进路回采胶结充填采场为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据,选取4种不同的进路回采和充填顺序,运用FLAC模拟分析进路周围介质应力场、位移场和塑性区分布,研究采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受不同采充顺序扰动的影响。研究结果表明：采场进路从中间开始回采、逐步向上盘推进,先上盘后下盘、分段回采充填的顺序,使采场结构介质稳定性受采充扰动影响较小,是安全可靠、技术可行、经济合理的。同时应注意加强上下盘进路腰部和底板围岩应力集中区的监控和支护,确保顶板充填体强度指标。     

下向分层进路式胶结充填法采场稳定性判断方法及应用

从便于生产组织以及提升产量等因素考虑,下向分层进路式胶结充填法矿山一般采取的是几条进路回采结束后再进行集中充填的生产组织方式,采场在一定时间内形成了以胶结充填体为顶板的相邻非连续采空区,由此带来了胶结充填法采场稳定性问题.目前尚无有效成熟的方法对其采场稳定性进行分析和判断,难以防止可能造成的采场稳定性风险.为此,提出了...     

下向进路充填采矿工艺与改进意见

介绍了在人工假顶下采矿的下向进路充填采矿法的工艺技术特点和应用情况。对现有应用中进路规格过小的问题 ,提出了改进意见。可为同类型条件的金矿体开采借鉴。     

下向进路充填采矿法人工假顶强度及配筋参数研究

构筑人工假顶是下向进路充填安全高效采矿的关键和前提,人工假顶充填体强度与配筋参数相互关联,直接决定着回采作业的安全性与经济性。通过建立顶板多层充填体普氏平衡拱模型,优化下向进路充填假顶所受荷载的计算方法;应用薄板理论及弹性力学理论并结合下向进路充填采矿工艺,解析充填体假顶强度要求;将钢筋混凝土结构设计方法应用于下向进路充填假顶配筋率计算,形成下向充填采矿人工假顶强度及配筋率的整体方案。以某金银矿山大结构参数（5 m×5 m）回采进路为例,提出假顶厚2 m,充填体强度不小于5 MPa,Φ12 mm钢筋（HRB335）网度300 mm×300 mm,配筋率0.106%的技术要求,对合理构筑人工假顶和安全高效应用下向进路充填采矿法具有指导意义。     

上向进路与上向分层充填法在李官集铁矿的应用

李官集铁矿为厚大多层急倾斜铁矿床,矿体底板为构造破碎带,原采用分段空场采矿法,但下盘围岩垮落严重,夹石难以剔除,损失贫化很大,存在严重的安全隐患。经改进,下盘矿体采用上向进路充填法,上盘矿体采用上向分层充填法分区联合开采,根据矿岩稳固性调整采场顶板跨度,多层矿体联合开采,降低了损失贫化率和采准工程量,实现了安全高效开采,取得了良好经济效益。     

破碎围岩条件下预留矿柱开采对充填体稳定性的影响

为研究预留矿柱开采对其上部充填体稳定性的影响,结合某金矿矿岩赋存条件,采用考虑封闭系数的矿柱开采经验公式,提出开采尺寸为180 m×15 m×20 m（走向长度×高度×宽度）的矿柱开采方案。利用MAP3D软件对590~605 m水平间矿柱开采进行数值分析,结果表明：在一般原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体仍保持稳定;在较差原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体受压作用明显,可能发生失稳破坏。应用极限平衡方程对矿柱开采经验公式进行修正,提出通过减小采场跨度及加强支护的方式,降低对充填体单轴抗压强度的要求,能保证预留矿柱的安全回采和上部充填体的稳定。研究结果可为其他类似矿山提供设计思路。     

单一巷道进路式回采上覆充填体力学行为及稳定性研究

在分析下向进路分层无分段充填法的基础上,对某矿采用单一巷道进路式回采建立了上覆充填体力学模型,为避免人工假顶出现“悬臂梁”状态,最终确定“嵌固梁”模型作为该充填采矿法上覆充填体力学模型。依据弹塑性力学知识计算出充填体承载层厚度为0.92 m,得到了充填体最大挠度值为23.4 cm。结合工程实际,采用FLAC3D数值模拟软件研究了不同采深下采场围岩与充填体塑性区及应力分布规律,研究结果表明：除首采层以外,其余分层上覆承载层均没有发生塑性破坏,且各分层充填体所受最大主应力均没有达到其抗压强度,所选承载层厚度及充填料浆配比所得参数能够保证充填体稳定性。研究成果可为破碎围岩薄矿体实现安全高效开采提供理论依据。     

反分析技术及其在巷道稳定性分析中的实用化研究

系统阐述了反分析技术理论及实用化研究,并将其用于具体矿山巷道稳定性分析中的地应力和弹模的实测及计算,获得了满意的效果。为降低地压稳定性研究获取基础数据的实测费用,提供了一种简易可靠方法。     

混凝土矿柱嗣后充填法采场稳定性监测与分析

兴隆磷矿为提高资源回收率,采用两步骤回采法,先矿柱胶结充填,后矿房废石充填。为保障作业的安全,验证胶结矿柱的强度,优化采场结构参数,采用区域的微震监测与局部的点监测相结合的方式,对胶结矿柱及顶板覆岩应力显现进行立体、实时动态监测。通过分析开采过程中获取的应力、应变及位移变化数据,得到了回采工作面前方的采动超前影响距离约为20 m;当矿房回采跨度约36 m时,覆岩累积应力集中较大,顶板局部会有冒落,但采场顶板移动诱发的应力远小于胶结混凝土矿柱强度,胶结矿柱无破坏。结果表明:采用两步骤回采嗣后充填的开采方法及采场结构参数等,能够保证采场稳定。该监测方法能够及时准确地为采场稳定性做出评价,为安全高效生产提供指导。     

深部大规模开采岩体稳定性数值模拟研究

基于FLAC3D对马城铁矿深部大采场开采及回填过程中,围岩与充填体的稳定性进行数值模拟计算,并通过现场工程试验进行了验证。研究结果表明:(1)一步回采后,矿房出现顶板下沉和底鼓现象,间柱顶底板处应力集中明显,最大应力达到36.45 MPa,围岩局部呈塑性破坏;二步回采时,矿柱位置应力集中加剧,最大集中应力达到69.35 MPa,顶板最大位移15.01 cm,空区部分围岩呈失稳状态。(2)一步回采胶结充填后,胶结充填体对空区围岩起到了支撑作用,在一定程度上恢复了围岩三向受力状态,矿房顶底板应力集中程度减弱;二步回采尾砂充填后,充填体进一步抑制了空区塑性区的发展,围岩受力分布相对均匀,顶板位移与之前相比基本不变,顶底板变形得到了有效控制,保证了深部大采场开采的安全性和可靠性。     

基于Mathews图解法的采场围岩稳定性分析

针对国内某铜矿急倾斜中厚矿体采场的结构参数、矿体产状和赋存条件,采用Mathews稳定性图解方法分析了该矿-445 m中段1′03采场顶板、矿柱侧帮和围岩的稳定性,为采场结构参数设计优化提供了可靠的依据。     

沿空留巷支护设计与巷帮稳定性分析

钱家营矿回采衔接紧张,回采巷道掘进慢,工作面倒装频繁,严重制约着工作面快速回采,为缓解上述问题,探讨在布置2078E工作面时,通过合理巷道规划,2078E回采时在风道沿空留巷,作为2077E工作面运输巷。同时对沿空留巷支护方案进行优化,采用超高水充填墙体作为巷帮,最大程度降低采动应力对沿空留巷的影响。试验结果表明:沿空留巷巷道变形随着开采强度不断增高而增大,顶板最大影响区为2.80 m,两帮为2.64 m,优化后支护体单位宽度提供的支护载荷提高1.7倍,节约经济成本8398.53元/m,有效提高了工作面生产衔接速度。