磷块岩矿柱置换安全稳定性研究

通过岩梁理论分析及有限元计算，确定樟村坪磷矿人工矿柱置换过程中矿房的合理跨度。对比樟村坪磷矿矿石矿柱和C20混凝土的抗压强度，在覆盖岩层厚为120 m的情况下，根据面积承载力理论计算，C20混凝土人工矿柱尺寸大于5 m×5 m时可以使人工混凝土矿柱的安全系数值达到1.0，说明采用C20混凝土修砌人工矿柱置换原生矿石矿柱是可行的，能满足矿柱回采过程中的安全稳定性，并且能取得很大的经济效益。     

矿柱抗剪安全系数的数值计算方法及分析

基于矿柱多为剪切破坏的特征,提出了矿柱抗剪安全系数的概念,研究了数值计算中矿柱失稳的判据,即以矿柱破裂面上节点的塑性应变或位移突变作为矿柱整体失稳的标志.采用有限元强度折减法计算了矿柱的抗剪安全系数,通过与传统方法所得安全系数的分析比较,提出判断矿柱稳定性的抗剪安全系数标准,即当矿柱的抗剪安全系数大于1.2,此时传统的抗压安全系数大于2.6,矿柱是安全可靠的.     

地下采空区矿柱稳定性分析

针对某地下采空区矿柱稳定性问题,在现场工程地质调查的基础上,按照ＮＣｉ岩体质量分类法对该矿区岩体质量进行了分类,并由此对其岩体强度作出了估算。运用点安全系数法和可靠度分析法分别计算了矿柱的点安全系数和可靠指标,结果表明采空区矿柱处于稳定状态,所得结论与工程实际比较吻合。     

传统矿柱安全系数计算公式优化研究

从矿柱强度、矿柱所受荷载等多方面对湖南省某铅锌矿采空区矿柱稳定性展开了深入研究,并采用基于面积承载理论及普氏理论对矿区1 365根矿柱的安全系数进行了计算与分析,结果表明,2种理论计算出的矿柱安全系数相差较大,且基于面积承载理论的矿柱安全系数计算公式过于保守。通过建立多种空区模型进行三维数值模拟计算与对比分析,并采用Matlab软件拟合出矿柱应力与矿柱间距、矿柱埋深之间的函数关系,最终得到 适用于该铅锌矿的矿柱安全系数计算公式。研究结果可为其他类似矿山的矿柱设计、技术服务提供参考。     

不同开采深度下的矿柱强度估算及尺寸确定方法

房柱采矿法中,矿柱尺寸的大小会影响矿柱强度、矿柱所承受的压应力、矿房回采率。在不同开采深度下，矿柱所承受的压应力是逐步递增的，矿柱允许强度逐步增加，矿柱尺寸加大，回采率降低。为确定合理的矿柱尺寸，分别采用Lunder和Pakalnis矿柱强度理论、从属面积法估算矿柱的强度和轴向压应力，从而计算出矿柱安全系数，在此基础上选择合理的矿柱尺寸。通过改变开采深度，可以计算出不同开采深度下的矿柱尺寸，进而计算出回采率。     

矿柱稳定性影响因素分析及合理尺寸设计

在回采埋藏较浅的矿床时,往往需要留设永久矿柱来保证地表构筑物的稳定性,在保证矿柱安全的前提下,科学合理地设计矿柱宽度至关重要。本文以某铁矿为研究背景,运用Hoek-Brown强度准则与矿柱面积承载理论推导出了采用充填法的矿山的矿柱安全系数表达式,设计了正交方差试验来分析影响矿柱稳定性因素的敏感性,并研究了矿柱安全系数与各主要影响因素间的定量关系,结果表明:对矿柱稳定性影响最显著的因素为开采深度、充填体水平应力、矿房宽度、矿柱宽度,矿柱安全系数分别与之呈指数递减、指数递增、多项式递减与多项式递增的关系。根据该铁矿开采技术条件,计算出矿房宽度40m时,矿柱合理宽度为9m,并用数值模拟验证了其开采合理性。     

一种设计房柱法的方法

通过统计分析导出一个公式，该式根据方形矿柱的高度（h）和宽度（W）可求出矿柱的强度，即矿柱强度该式中，长度单位为英尺，强度单位为磅／英寸2。矿柱尺寸应足以保证矿柱的承载能力大于作用在其上的载荷。由（1）式计算的强度只是一近似值，因此设计应取适当的安全备用系数。在工程计算中，安全系数S应将这种安全备用系数包括在内。安全系数是预计的强度对施加载荷之比值，可写成：式中：P-预计加于矿柱的平均压力。（2）式是设计煤矿柱的设计标准。S大于1，应选择合理S值以保证矿房的安全。必须强调指出，矿柱强度公式基本上是经验公…     

层状倾斜矿体矿柱稳定性特征及矿房参数优化

湖北某磷矿开采过程中矿柱浅层岩体剥落破坏特征突出,严重影响了矿柱稳定性及采场围岩安全。采用极限强度理论和数值模拟方法,结合层状矿体倾斜赋存条件,研究了矿柱埋深、矿柱尺寸、矿柱间距等因素对矿柱安全系数和稳定性的影响规律,并给出了该矿房柱法开采的指导参数。研究表明：①对于埋深变化显著的层状倾斜磷矿床而言,当采深小于500 m时,选取5 m×5 m矿柱、9 m矿柱间距的采场布置参数,可保证矿柱和矿房顶板安全,当采深超过500 m后需进行参数优化。②矿柱尺寸是决定矿柱稳定性的主要因素,却是控制矿房顶板下沉的次要因素。当采用9 m矿柱间距时,将矿柱尺寸设计为6 m×6 m可有效减小矿柱变形量。③矿柱间距是决定矿房顶板围岩稳定性和矿柱变形程度的主要因素。工程实践表明,开采深度达到500 m后,采用5 m×5 m的矿柱尺寸,并且将矿柱间距减小至7 m,可显著减小矿柱和矿房围岩变形,有效降低矿柱荷载,使其处于稳定状态。     

矿柱稳定性关键影响因素敏感性分析

湖南省某铅锌矿区用空场采矿法开采了约40a,形成了数量巨大、范围广泛、相互重叠的采空区群。为了对采空区矿柱稳定性进行深入研究,综合考虑矿柱稳定性的关键影响因素,如矿柱埋藏深度、矿柱宽度、矿柱面积、矿柱承载岩柱横截面积及矿柱高度,基于普氏理论对该矿区1365根矿柱的安全系数进行计算与分析,并借助正交试验及正交极差分析对矿柱关键影响因素进行敏感性分析。结果表明,该矿区矿柱安全系数关键影响因素的主次顺序依次为矿柱埋藏深度、矿柱横截面积、矿柱承载岩柱横截面积及矿柱高度,影响最显著的因素为矿柱埋藏深度,其次为矿柱横截面积。     

不规则矿柱稳定性的Voronoi图解法分析

为分析采场内不规则矿柱稳定性,以大尹格庄金矿为研究背景,确定矿柱稳定性影响因素后,应用Voronoi图解法结合AutoCAD计算矿柱载荷,并选择Sjoberg公式确定矿柱强度;基于矿柱载荷和矿柱强度推导不规则矿柱安全系数计算公式,进而对矿柱稳定性进行评价;借助MATLAB编程分析采场参数与矿柱安全系数之间的关系;通过计算采场极限跨度与矿柱尺寸分析矿柱不稳定的原因。研究表明,矿柱安全系数随矿柱有效承载宽度增加而增大,随矿柱承载边界跨度加大而减小;计算得到采场极限跨度为8.48m,方形矿柱尺寸应不小于4.17m;采场内矿柱破坏或失去承载能力的主要原因是采场跨度过大或矿柱尺寸不满足实际要求。     

特大采空区下矿柱回采的安全性评价

在狮子铜矿西山矿段，多年的开采形成了一个特大采空区，采空区中留有一个大的连续矿柱，为合理地部分回收矿柱中的矿石，采用极限平衡方法分析了点柱，水平矿柱的承载能力，分析计算了采区空区顶析的稳定性，并给出了安全系数，分析计算的结果表明，合理回采部分矿柱是安全可行的。     

无机凝聚剂强化浮选磷精矿的沉降过程

本文讨论无机凝聚剂强化湖北王集磷矿和黄梅磷矿浮选磷精矿浓缩沉降过程，并介绍了工业调试的结果     

某方解石矿采空区稳定性分析和采场参数优化

为尽可能提高矿山回采率和资源利用率，并确保矿山安全生产，采用矿柱安全性分析法对某方解石矿+280 m水平采空区稳定性进行分析，采空区矿柱1安全系数Fs=0.85，小于安全稳定系数值1.5，存在被破坏的可能性较大，从而不能保持该采空区的长期稳定，应采取针对性措施加以防范。因矿山采场参数仅凭经验设计，未进行定量分析，经矿柱安全性分析，+260 m水平设计的矿柱安全系数Fs=8.2，+240 m水平设计的矿柱安全系数Fs=6.96，远远大于1.5，故对设计的采场要素进行优化，采场宽度由8 m调整为10 m，矿柱宽度调整为5 m，矿柱方式由条形改设为正方形；优化后矿柱安全系数+260 m水平Fs=2.05，+240 m水平Fs=1.75，矿柱的安全系数仍在1.5以上；采场参数优化后，可使矿山回采率由28%提高到42%，较大地提高了矿山的资源利用率。     

基于Wilson理论的条形矿柱稳定性分析

为了研究条形矿柱稳定性影响因素,考虑矿岩抗压强度、采深、矿房宽度、矿柱宽度及矿柱高度五个影响因素,基于威尔逊理论,应用正交试验,确定影响矿柱安全系数的主要因素及其主次顺序。结果表明:1)矿柱安全系数主要受矿岩抗压强度、采深、矿房宽度及矿柱宽度四个因素影响,且影响因子主次顺序为:矿柱宽度矿岩抗压强度采深矿房宽度;2)矿柱安全系数与矿岩抗压强度、矿柱宽度呈线性正相关,与采深、矿房宽度呈多项式负相关;3)通过回归分析,建立了矿柱安全系数与各主要因素之间的简化公式,并将某金矿采场参数代入公式进行检验,计算结果较为可靠,能为现场生产提供一定的依据。     

石膏矿采空区稳定性主要影响因素正交试验研究

采用房柱法开采的石膏矿山,采空区稳定性的主要影响因素为矿柱和护顶层。基于Bieniawski矿柱强度公式和＂伏萨尔梁＂概念对矿柱的安全系数和护顶层抗压缩破坏安全系数进行了计算,并采用正交试验方法,对影响矿柱及护顶层稳定性的各因子进行了敏感度分析。结果表明：矿柱稳定性的主要影响因子为矿柱尺寸,其次为上覆岩层厚度;石膏护顶...     

人工矿柱置换缓倾斜薄富矿体矿柱

随着磷肥需求量的快速增长,提高品位高、质量优的磷矿回收率尤为重要。宜昌某磷矿矿体品位高,属缓倾斜薄矿体,目前房柱法采矿造成的矿柱损失率达25%~30%,为解决损失率过大的问题,提出了采用人工矿柱替代原生矿柱的方案,并经人工矿柱与矿石矿柱的承载能力及安全稳定性对比分析。通过理论计算得出:在设计的人工矿柱尺寸条件下,矿柱均匀分布时,人工矿柱抗压强度为10.08 MPa;矿柱交错布置时,人工矿柱的强度参数为14MPa。通过现场实施,结果表明采用混凝土人工矿柱置换矿石矿柱,保证了原生矿柱置换后的采场作业安全,同时大幅提高了矿石的回收率。     

基于应力增量理论的矿柱回采安全性评价

矿柱是支撑空区稳定性的主要单元,矿柱的回收必然会造成空区应力的重新分布,从而对其稳定性造成影响。基于应力增量理论,对某矿山矿柱回采过程中的安全性进行了理论分析,并根据矿柱的回收顺序建立了数值分析模型,计算得到了各矿柱开采前后的应力变化情况。计算结果表明,该矿山二、三采区一中段的间柱安全系数都大于1,即所有间柱在矿柱回采的过程中都处于安全状态。     

点柱式上向水平分层充填法充填采场稳定性研究

为了确保大尹格庄金矿采场安全,提高资源回收率,对-380、-496、-556、-616水平一些采场矿柱进行调查,总结发现矿柱受结构面的方向控制,呈现不同的破坏模式,大致可分为节理组平行矿柱壁面、节理组与矿柱斜交、节理面平行于顶板;建立了矿柱宽度、矿房顶板跨度及矿体开采深度与矿柱安全系数的关系式,分析得到矿柱宽度对矿柱安全系数的影响作用最大,其次为矿体开采深度,最后为矿房顶板跨度;对目标采场矿柱进行稳定性评价,得到各矿柱的安全系数,圈定出了不稳定矿柱;最后对-616水平顶板极限跨度及矿柱尺寸进行计算得到顶板极限跨度为8.2m,矿柱宽度应大于4.1m。     

盐矿地下开采矿柱设计的极限平衡法

针对盐矿地下开采设计中矿柱宽度的选取问题开展研究。通过理论分析,得到了基于极限平衡法的矿柱极限宽度理论公式;通过引入安全系数,提供了一种能够服务于矿柱设计的矿柱宽度选取方程;结合具体工程,给出了一个合理的工程算例,明确了该设计方法的具体应用。研究结果表明,给出的开采矿柱设计的极限平衡法能够满足地下盐矿开采的设计需要,为类似工程设计提供有益参考。     

盐矿地下开采矿柱设计的极限平衡法（增刊）

针对盐矿地下开采设计中矿柱宽度的选取问题开展研究。通过理论分析,推导得到了基于极限平衡法的矿柱极限宽度理论公式;通过引入安全系数,提供了一种能够服务于矿柱设计的矿柱宽度选取方程;结合具体工程,给出了一个合理的工程算例,明确了该设计方法的具体应用。研究结果表明,给出的开采矿柱设计的极限平衡法能够满足地下盐矿开采的设计需要,为类似工程设计提供有益参考。