房柱式开采减沉效果的三维数值模拟研究

本文以兖矿集团的南屯煤矿房柱式开采的地质采矿条件为基础，应用三维半解析数值方法对同一块段房柱式和条带式开采不同工艺参数情况的减沉效果进行了数值模拟计算，获得了房柱式开采的减沉规律。     

房柱式开采合理采留比数值模拟

为了促进矿山的安全生产管理,进一步提高房柱式采矿法在矿山的资源采出率,合理确定房柱式开采过程中的采留比例,采用UDEC数值模拟软件对不同采留比例条件下采场的矿山压力显现规律进行了模拟分析,结果表明采宽对于工作面稳定性的影响程度远大于矿柱宽度对工作面稳定性的影响程度,另外,通过对数值计算的塑性区图、垂直位移图、垂直应力图和主应力图的对比分析,最终确定在埋深128～351 m、倾角6°～10°矿层赋存条件下比较合理的采留比为4 m×4 m。     

房柱式开采煤柱稳定性数值模拟研究

运用数值模拟方法,对不同开采参数下煤柱的塑性区、竖向位移及应力分布进行了系统研究。研究表明,煤柱的破坏是由剪切造成的,在煤柱的帮角位置存在应力集中现象,煤柱尺寸留设合理时,其中间存在弹性区,能够支撑顶板。目前泰丰煤矿的煤柱尺寸留设过大,适当减少尺寸是合理的。     

半解析方法用于房柱式开采沉陷的三维计算

半解析数值方法具有降低维数、节省内存、建模工作量小等特点，用于三维开采沉陷计算和应力分析具有明显的优越性。基于半解析方法中的层单元和棱柱单元推导计算方法，在Visual Fortran 6.5环境下编写了可用于全采、条采和房柱式开采的三维沉陷计算和应力分析程序。以兖州矿业集团南屯煤矿房柱式开采的地质采矿条件为基础，应用三维半解析数值方法，分别对房柱式和条带式开采条件下的地表沉陷进行了三维对比模拟计算，获得了房柱式和条带式开采的控制地表沉陷的对比结果。     

房柱式开采合理采留参数的数值模拟研究

以兴旺煤矿为研究背景,采用FLAC3D数值模拟与现场监测的方法,对其房柱式开采最佳合理采留参数的确定进行研究。结果表明,在该矿地质条件下及保证较大资源采出率的前提下,该矿采留比取8 m×8 m(采8留8)最为合适。且通过后期监测表明煤柱稳定性较好,煤层整体产生沉降,但沉降量小,整体连续性较好。     

房柱式开采遗留煤柱骨牌式失稳数值模拟

唐公沟煤矿技术改进前3-2煤层采用的是房柱式开采方式,在进行下位4-2上煤层开采时,顶板的相应区域将受到3-2煤层采空区遗留煤柱的影响而产生应力集中,易造成4-2上煤层开采时两巷片帮、冒顶,工作面煤壁片帮。通过建立UDEC数值模型,研究了4-2上煤层工作面推进过程中3-2采空区遗留煤柱的骨牌失稳现象,分析得出了4-2上煤层工作面位移变化规律及不同煤柱宽度对骨牌失稳效应的影响。     

房柱式开采地表沉陷力学研究

本文应用弹性力学理论,建立了房柱式开采地表沉陷观测模型,为开采损害预测评价提供了依据。     

南屯煤矿房柱式开采矿山压力研究

采用理论分析、数值模拟以及现场实测相结合的方法 ,对房柱式开采方法的矿山压力显现规律、煤柱稳定性、采深和锚杆支护参数对巷道围岩控制的影响等进行了研究 ,为类似条件的煤层进行房柱式开采提供了参考     

房柱式开采的通风系统

根据房柱式开采的盘区巷道布置的特点,提出了房柱式开采的5种通风方式,即局部通风机通风系统、独立回风巷道通风系统、2进1回通风系统、2进2回通风系统及联合式通风系统,并对通风方式进行了分析。利用加权相对偏离值最小法确定了房柱式开采的通风系统－联合式通风系统。     

固体充填开采地表减沉效果影响因素分析

文中结合观测站实测资料和FLAC3D数值模拟手段,研究固体充填开采在减沉中的作用,并研究随着充填率从100%减小到50%和充填体弹性模量从0.24 E8 pa增大到24 E8 pa不同弹性模量条件下地表下沉规律。     

房柱法矿柱回采人工假柱尺寸理论计算及 采矿工艺

房柱法是缓倾斜薄矿体开采的主要方法之一,而房柱法矿柱回采是国内外均面临的重大技术难题。以南温河钨矿为工程背景,先采用理论计算人工假柱尺寸,然后就矿柱回采工艺及预期经济效益预算进行了研究。研究表明:1)人工假柱跨度平均为11m,尺寸不小于4.35m,人工假柱养护龄期不得少于20d;2)试验采场内预计回收矿柱矿石量3 895.417t,矿柱直接经济价值为495.37万元,利润311.92万元。通过试验阶段矿柱回采,能够为南温河钨矿今后矿柱回采大范围推广奠定坚实的基础,也为今后类似矿山矿柱回采提供了宝贵的借鉴意义。     

矿柱回采中三维数值模拟的运用

矿柱回采的难点在于如何确保其在回采过程中的安全,利用3D-sigma软件对拟回采的矿柱模拟回采顺序,并对开挖的整个中段进行数值分析和研究,确定开采方案,保证了矿柱回采工作的安全。     

夜长坪矿区矿柱宽度优化模拟计算

卢氏县地灵矿业开发有限公司目前采用的采矿方法存在生产能力低、作业人员安全没保证、浪费矿产资源等缺点。进行的河南省卢氏县夜长坪钼矿自然崩落法开采优化研究,采用三维弹塑性有限单元法,运用岩土工程专用三维应力分析软件（3D-σ）对夜长坪钼矿自然崩落法的矿柱宽度尺寸优化模拟计算。     

不同采煤方法下开采沉陷控制的数值模拟研究

为了对比充填开采及条带开采对地表及覆岩破坏控制的效果,本文基于实验室制备的充填材料和理论计算得到的条带开采方案,运用数值模拟软件FLAC3D对垮落开采、条带开采、充填开采过程中地表移动变形及覆岩应力场变化情况进行详细分析。结果表明：充填开采中覆岩释放了少许弹性应变能,其应力略小于原岩应力,覆岩应力场呈线性规律变化。条带开采中覆岩应力场出现应力增高区,煤柱两端应力集中现象严重,围岩稳定性弱于充填开采。两种开采方法下地表沉陷均远小于垮落开采,条带开采中地表各变形值均小于建筑物I级破坏允许值,充填法中地表曲率仅比该允许值大0.02m-1·10-3,仍能保证地面建筑物的安全性。故采用充填开采对地表及覆岩变形的控制效果更佳。     

重复开采地表沉陷数值模拟分析

运用FLAC3D和概率积分法对山东某煤矿工作面开采后的地表沉陷进行预测,与实地观测结果进行对比分析,预计结果比较接近,但是数值模拟能够不受岩移参数的限制,又可以有效的减少边界效应,简单易行,有利于矿区安全生产.     

新型房柱式采煤法可行性技术分析

神东煤田综合开采技术条件优越,适合大型机械化规模开采。但由于历史原因,一直沿用传统房柱式炮采或房柱式连续采煤机开采,实践证明这种采法弊端多。论文创新地提出在房柱式开采基础上拓展出一种现代新型采煤方法:神东矿区的各小煤矿和各大煤矿边角煤,继续采用房柱式采煤方法,但须应用新型化工材料,随着开采工作进行及时充填巷道和煤房以形成人工支护实体,然后再开采煤柱,做到交替采煤,理论上实现对优质煤炭资源的全部回收,彻底地治理传统房柱式开采存在的一系列安全问题,从根本上去解决煤炭生产行业中长期困扰小煤矿资源回收率低的生产技术难题。     

神东煤田发展新型房柱式采煤方法的分析

通过长期研究及工作实践的总结,提出了在房柱式开采基础上,应用新型化工材料,及时充填巷道和煤房,形成人工支护实体,然后再开采煤柱,做到交替采煤,从理论上实现对优质煤炭资源的全部回收并实现安全开采。     

Key technology study on pillar mining under the system of room and pillar mining

Taken taifeng coal mine in Mongolia for example, discussed the stability and controllability about advance pillars which locate at the front of working face and makes simulation on pillar with the software UDEC3.1. The failure styles of advance pillars are shear failure and compression failure through analyzing the stability of advance pillars. The paper concludes that can protect advance pillars from shear failure by controlling coefficient of volumetric expansion of mining field rock and supports＇ working resistance and can also protect it from compression failure by advance supporting, increasing setting pressure and working resistance. Two advance pillars are influenced and the main failure form is compression failure through the numerical simulation.