深部区域采矿时序的地压调控卸荷效应研究

深部区域采矿时序是深部地压管控的重要战略方法之一,其卸荷力学效应与回采时序密切相关。针对构建的深部由中心向四周回采的立体式大区域开采力学模型,基于应力转移过程和岩爆应力风险特征,研究从单个采场到多个采场回采过程中的应力演化规律和岩爆应力风险变化规律。研究结果表明:深部从中心到四周的立体式回采顺序能够实现采矿作业区高应力的逐步转移和应力风险的渐进推移,深部区域采矿时序的地压调控卸荷效应是通过回采时序的合理设置实现期望的卸荷应力环境再造和深部采矿应力风险的渐进转移过程行为。基于数值模拟与微震监测相结合的互馈分析技术,实现大区域数值模拟与微震监测大数据的高度融合、实时动态分析与跟踪评价,是深部区域采矿时序的地压调控卸荷效果评价的有效方法。深部开采区域时序调控卸荷效应的本质是主动创造高应力环境中低值应力卸荷区思想,这一思想已在加拿大Nickel Rim South矿得到了实践应用,取得良好的卸荷效果并实现了地压的合理管控,对于我国深部、超深部开采具有重要的指导意义。     

无底柱分段崩落采矿法地压显现规律数值模拟分析

夏甸金矿主要采用无底柱分段崩落采矿法对厚大矿体进行开采,随着开采深度增加,采场地压逐渐增大,且矿岩属性较易因开采扰动发生次生应力场变化,导致地压灾害产生。基于Flac^3D软件对深部采场地压活动进行数值模拟,分析采场地压变化规律。数值模拟结果表明：无底柱分段崩落采矿法采场回采进路中顶底板水平应力较大,两帮垂直应力较大;在靠近回采工作面处的顶板中水平应力出现集中;相邻进路之间应力会出现转移。回采过程中需要对采场顶板进行水平应力监测,回采进路时要注意对相邻进路进行应力监测。     

上向水平分层充填采矿法采场安全回采顺序研究

为研究上向水平分层充填采矿法回采过程中顶板的变化特征,确定采场安全回采顺序,以鑫汇金矿地质和开采条件为背景,将该矿山地下采场回采过程划分为垂直矿体走向回采的四种方案为第一组,沿矿体走向回采的三种方案为第二组。利用FLAC3D岩土工程数值模拟软件,对两组七种回采方案回采过程中的采场顶板拉应力值、拉应力区面积、顶板位移、矿岩接触面位移等数值计算研究。结果表明,两组回采方案对顶板的作用具有类似的变化特征;在第一组方案中,第四种方案即从矿体上盘向矿体下盘回采的顶板最大拉应力值、拉应力区域面积和顶板位移等值均为最小,且拉应力区远离回采作业点,为第一组中的最佳方案;在第二组方案中,第五种方案即沿矿体走向从一端向另一端回采为最佳方案;当生产能力需求较大时推荐使用第四种方案。     

采场地压及其控制方法数值模拟研究

以某锰矿一期开采-170~-250 m中段矿体厚度小于1.8 m的矿段为工程背景,研究以倾斜分条房柱采矿法回采矿体时采场的地压分布及采场稳定性问题。运用Flac3D数值分析软件,模拟矿体的开采过程,并分析矿体开采后采场的应力分布及塑性区分布。最后结合实际情况,提出相应的地压控制措施。     

伯方煤矿3209工作面回采应力演化分析

采用FLAC 3D数值模拟软件,对工程实地情况进行模拟,分析伯方煤矿3209综放工作面回采过程中的应力状态、应力问题以及煤炭回采工作对3209工作面围岩应力的扰动影响。同时,结合冲击地压和矿山压力理论,提出相应的工程建议和规划,为矿区日后开采提供理论依据。     

深部金属矿山卸压开采中矿体安全回采方案研究

传统矿体安全回采方案,卸压巷道垂直偏移量较大,为此,提出深部金属矿山卸压开采中矿体安全回采方案。确定采场结构参数、凿岩爆破参数、预留矿体层厚度、抵抗线等矿体回采参数,选择合理的掏槽方式,将矿体顶部作为充填体,布置掏槽炮孔,选取孔内微差起爆方式、孔底起爆顺序,避免矿石大块的崩落。进行对比实验,结果表明,设计方案相比传统方案,减少了卸压巷道的垂直偏移量,保证了卸压巷道的稳定性,使矿体回采更加安全稳固。     

安庆铜矿深部开采-400 m隔离矿柱稳定性分析

采用拉格朗日非线性程序,数值模拟计算与分析了安庆铜矿l#矿体-400 m水平隔离矿柱在深部矿体开采过程中的力学效应显现规律.研究结果表明:隔离矿柱在上部矿体开采后,因覆盖岩体卸载产生了应力释放,呈现“凸起”垂直位移变形;在深部厚大矿体开采扰动下,隔离矿柱局部区域应力集中,部分区域发生塑性变形,呈现应力拉力拱现象,产生下向变形位移,与矿山常规位移变形监测结果近似.综合分析,隔离矿柱在深部矿体开采过程中整体稳定性良好.      

安庆铜矿深部开采-400m隔离矿柱稳定性分析

采用拉格朗日非线性程序,数值模拟计算与分析了安庆铜矿1“矿体-400m水平隔离矿柱在深部矿体开采过程中的力学效应显现规律．研究结果表明：隔离矿柱在上部矿体开采后,因覆盖岩体卸载产生了应力释放,呈现“凸起”垂直位移变形;在深部厚大矿体开采扰动下,隔离矿柱局部区域应力集中,部分区域发生塑性变形,呈现应力拉力拱现象,产生下向变形位移,与矿山常规位移变形监测结果近似．综合分析,隔离矿柱在深部矿体开采过程中整体稳定性良好．     

凡口铅锌矿Sh-455m中段地应力监测及采场稳定性分析

在地下矿山回采过程中,地压是由于矿山岩体弹性变性能的瞬间释放而产生的突然剧烈破坏的动力,从而破坏了矿体的稳定性.地压造成的失稳往往会造成惨重的人员伤亡和巨大的经济损失,已经成为引发矿山重大灾害的主要因素之一.尤其是深部地压的发生,主要是应力集中、应力释放的整个过程,也属于应力由开采前的平衡到开采后的不平衡的发展过程.     

基于FLAC~(3D)对赣南某钨矿采空区的研究及治理方案

研究运用FLAC3D数值模拟软件对赣南某钨矿采空区进行模拟、分析,并结合现场监测数据给出监测和治理方案。通过对赣南某钨矿的地质地形及地压活动情况调研,针对地压活动频繁的388中段西部的348采场进行数值模拟开挖,将空区上部的岩层通过载荷的形式加载到模型上,得出由于矿体回采导致顶板失去支撑,上覆岩层产生指向采空区的位移变化。通过对应力云图的分析研究,随着空区跨度的增加,出现了明显的应力集中现象,其分析结果与矿区现场滑尺和微震监测情况相符合,对采空区中变形和应力集中的区域进行及时的预警预报,为矿区安全防范提供依据,同时也对同类矿山具有相应的参考作用。     

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。     

急倾斜破碎富锰矿体开采地压控制技术的研究

介绍了云南省鹤庆锰业集团小天井矿区急倾斜破碎富锰矿体开采中,通过现场地压调查,结合三维有限元数值分析,地压的研究方法,揭示了采场地压活动规律,采取了充填或隔离冒落区,控制回采分层高度,采场控制爆破落矿和由下盘向上盘的回采顺序等采场地压控制技术,保证了采场的回采作业安全,效果显著。     

重叠矿段采动下的工程响应仿真与评价

重叠矿体开采的相互作用和响应规律是影响矿山开采安全的重要因素。以镜铁山桦树沟铜矿与上部铁矿体的重叠矿段为研究对象，采用3DMine-Midas-FLAC^3D耦合精细建模数值模拟技术，结合矿山实际工程和采充工序条件，建立了充填矿段铜矿体开采条件下的FeV矿体工程响应数值分析模型，获得了FeV矿体回采巷道等工程结构的位移和应力响应规律，对FeV矿体的开采进行了安全评价和分析。研究结果表明：（1）试验采场的采充过程中，FeV回采巷道2 865 m水平所受开挖扰动最大，最大位移达到2.3 cm，应力最大扰动幅度为11.34%，最大剪应力为1.27 MPa；（2）采充过程中，空区上方中心部分的Z方向应力会减小，应力向四周转移；空区上方中心位置剪应力无明显变化，剪应力在空区边缘变化明显；（3）在试验采场开采过程中，上部FeV矿体的2 880 m和2 895 m水平回采巷道处于稳定状态，建议矿山加快回采进度，实现强采强出，提高矿石回收率。     

杏山铁矿露天转地下开采工程的设计实践

结合杏山铁矿露天转地下开采设计,介绍了杏山铁矿转地下开采过程中露天生产、挂帮矿体开采、深部矿体开采在时空关系、产量衔接、开拓系统、采矿方法、安全措施等方面的设计实践,技术方案值得借鉴。     

基于可视化的计算机数值模拟技术在深部采场稳定性分析中的应用

结合湘西金矿深部开采综合技术研究课题，运用数值模拟方法，建立了采场模拟模型，并计算分析了深部采场的稳定性，模拟了采场四采过程中声发射，剪应力分布及破坏情况，结果表明：当采场跨度达到6米以后，顶板局部开始夸落，当跨度达到10m以后，顶板中部发生冒顶事故，由此提出了相应的采场结构参数，顶板水压支柱支护，地压监测预报等综合地压控制措施，有效地维护了采场反的稳定，使回采作业安全，顺利地完成，获得了理想的效果。     

基于采场结构参数优化后的充填体强度数值模拟

合理的采场结构参数能够有效控制岩体位移,改善围岩应力分布状态,提高采场稳定性.为确定高尔奇铅锌矿采场最优结构参数,根据矿山地质条件和矿体赋存状态,建立5种采场结构模型,通过有限元软件ANSYS进行数值模拟,综合考虑顶板、间柱和充填体柱的拉应力、压应力及位移变化,引入安全系数对各模拟方案进行对比分析.结果表明:拉应力在模...     

进路分层分条回采分层崩落法在云南镇沅金矿的试验应用

云南黄金有限责任公司镇沅分公司是一座露天与井下联合开采的岩金矿山,井下生产规模300 t/d,产品为浮选金精矿。矿山采用平硐-溜井开拓方式,中段高度40 m,井下主要集中在对冬瓜林矿段的SⅡ2矿体进行回采。该矿体为占冬瓜林矿段总储量的60%以上,但其开采技术条件复杂、矿岩非常破碎,属难采矿体。试验前采用常规的分层崩落法回采,造成了采矿能力低、采矿损失贫化大和生产成本高等突出问题。近年来,进行了进路分层分条回采分层崩落法的试验研究及生产应用。在此期间,采场共采出矿量11 729 t,出矿品位5.45 g/t,采矿损失率5.01%,矿石贫化率7.89%,获得了较好的技术经济指标。     

缓倾斜多层矿体开采工艺的试验研究

云南省斗南锰矿缓倾斜多层矿体开采时,通过相似材料模拟试验和计算机数值计算分析等手段,对各矿层的先后回采顺序,超前关系和矿房的布置形式等方面进行优化选择,并据此进行采矿方法工业试验。实践证明,先采Ｖ８矿层后采Ｖ７ａ矿层优于先采Ｖ７ａ矿层后采Ｖ８矿层,矿房以上下对称布置时采场顶板位移和应力值均比交错布置时小。     

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。     

大团山矿段23~#矿柱安全高效回采技术探讨

针对冬瓜山铜矿大团山矿体23#矿柱开采工程背景,进行了23#矿柱安全高效回采技术可行性论证,详细介绍了矿柱回采顺序及中深孔分段空场采矿法回采工艺,可为矿山今后残矿回采提供借鉴。