眼前山铁矿露天转地下开采过程中料仓稳定性研究

针对眼前山铁矿露天转地下开采过程中西南帮高边坡上料仓稳定问题,考虑断层的影响,建立了数值计算模型。利用FLAC软件对地下开采过程中料仓稳定性和料仓地表沉陷进行了研究。分别分析了开采到-320 m和-500 m水平时,塑性区分布和拉应力分布规律,并以地表沉降变形区范围来评定料仓稳定。数值计算结果表明,随着开挖的深入,料仓稳定性下降。在开采到-320 m水平时,料仓地表倾斜值在3 mm/m内,边坡整体稳定、塑性区主要集中坡脚并且开展范围小,料仓稳定。当开采到-500 m水平时,塑性区和拉应力区几乎分布整个坡体,断层存在对料仓影响显著。边坡整体滑坡性小,但坡体内部应力重新分布,导致地表沉陷值增大,料仓失稳。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。     

露天转地下开采对边坡稳定性的影响

露天转地下开采过程中诱发的边坡失稳将严重影响安全生产,主要原因是地下开采导致采空区覆岩应力重分布,并引起岩体的移动和变形,岩体强度降低,影响边坡稳定。为了研究露天转地下开采对边坡稳定性的影响,以某矿实际开采工程为例,运用MIDAS,FLAC~(3D)等数值模拟方法分别模拟了地下采区位于边坡的坡脚、坡中和坡外区3种条件下地下开采对边坡稳定性的影响机制,得出地下采区位于坡脚处开采会导致坡覆岩边坡滑移区范围最大,边坡失稳概率大;位于坡外区开采因上覆岩层沉陷使整体坡角减小,有利于边坡稳定;而位于坡中区开采时,边坡稳定状态介于两者之间。通过对该工程实例分析得到地下采区位于坡脚、坡中区时边坡安全系数不足,在坡外开采时边坡处于稳定状态。     

南芬铁矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟分析

根据南芬铁矿露天转地下开采的工程设计,建立了露天边坡剖面模型,将地下开采对边坡稳定性的影响运用FLAC软件进行数值模拟分析,得出地下开采过程中露天边坡的位移场和应力场以及可能失稳的部位。根据分析研究的结果对矿山的生产提出了一些建议,以期对矿山的安全生产起一定的指导作用。     

深凹露天转地下开采错动界限的数值模拟研究

针对大冶铁矿深凹露天转地下开采的实际情况,考虑岩性、断层和破碎带的影响,建立了错动界限计算模型。利用极限平衡理论和FLAC软件对转地下开采前的边坡稳定性进行了研究,分别分析了不同开采水平,塌陷区回填与不回填两种条件下的应力变化、塑性区分布和位移变化规律,并以地表水平变形为标准来圈定不同开采水平的地表错动范围。结果表明,随着开挖深度的增加错动角逐渐提高,开挖至-120m水平时,不回填条件下,上盘平均错动角为60.9°,下盘平均错动角为63.1°,回填可使下盘错动角提高1°,上盘错动角提高0.3°左右。     

石人沟铁矿露天转地下过渡期采场结构参数研究

为实现产量平衡,石人沟铁矿采用不停产过渡,在垂直方向上露天与地下同时开采。针对这种现状,采用AN-SYS三维有限元数值模拟方法,对北区9种不同的采场结构参数进行数值模拟分析。同时,运用模糊数学理论,建立了考虑安全和经济效益的综合模糊评判模型,最终确立了矿房长度50 m、顶柱5 m、间柱10 m、底柱12 m的最优矿房结构参数,中段回采结果证明采场十分稳定。     

露天转地下开采边坡失稳动力冲击灾害演化机理

以杏山铁矿为例, 通过相似实验研究了地下矿体开采过程中边坡岩体的破坏形态, 揭示了露天转地下开采边坡失稳导致的动力冲击灾害发生机理, 即随着矿体的向下开采, 边坡岩体会循环进入能量积蓄和突然释放的过程, 导致坡体内部损伤微裂隙的迅速扩展贯通, 使大范围的坡体滑移冲向地下采场上部覆盖层, 对地下生产活动造成循环动力冲击灾害。     

露天转井工开采条件下地表沉陷预测数值模拟研究

在露天转井工开采条件下,地下开采引起的地表沉陷以及井工开采对露天边坡的稳定性影响预测一直是矿山开采过程中的重大技术难题。针对当前两种计算方法存在的不足,应用FLAC数值模拟技术,对山西平朔安太堡煤矿b902井工开采工作面进行了分步开挖模拟,总结出了地下开采引起的地表沉陷规律,并对地表沉陷位移值进行预测及边坡稳定性分析。与现场实测位移资料对比结果表明,FLAC3D以实际的煤岩物理力学参数为计算依据,克服了常用计算方法的不足,其结果与现场实测结果比较接近,为露天转井工开采条件下地表沉陷预测及边坡稳定性分析探求了一种新的简单易行的方法。     

某铁矿露天转地下开采技术研究

为指导某铁矿有序开展露天转地下开采工作,在系统分析了矿山露天开采现状和矿体赋存情况的基础上,对矿山露天开采极限、露天转地下开拓系统、挂帮和深部矿体采矿方法等转采问题进行分析研究,确定了最佳转采方案。通过比选,确定了采用无底柱分段崩落法进行挂帮矿体和深部矿体的回采,并针对不同矿体展开回采工艺设计和中深孔爆破参数优化,确保该铁矿露天转地下的高效开采和平稳过渡。     

露天转地下开采境界矿柱动力响应分析

根据安徽某金属矿山露天转地下的工程实际,以静力学方法确定的露天转地下境界矿柱厚度为前提,利用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA,建立了露天转地下境界矿柱动力响应的数值模型,分析了露天转地下开采过渡时期露天生产爆破对境界矿柱的影响。结果显示,爆破动载荷的影响范围随爆炸应力波的传播而扩大;在爆破动载荷作用下,境界矿柱总体保持稳定,但矿柱中部质点振动速度略大;境界矿柱有局部破坏的可能,应考虑适当增加境界矿柱的厚度或进一步控制同段起爆药量。     

龙首矿露天转地下开采对边坡岩体稳定性的影响

针对甘肃金川龙首矿露天转地下开采条件下的边坡岩体变形、破坏和稳定性问题,在矿区大范围内建立了地表岩移GPS监测网络。持续5.5 a的监测结果表明：地下开采已经引起地表大范围的岩体移动和变形。矿体上盘地表监测点累积最大水平位移量达853.1 mm,最大三维位移量达951.7 mm;矿体下盘地表监测点累积最大水平位移量达7...     

大规模地下采矿对露天-井工协同开采影响分析（增刊）

本文针对甲玛铜多金属矿露天-井工协同开采问题,采用数值模拟、相似模型试验和有限元强度折减法分析了大规模地下充填开采的覆岩移动特性和大规模开采对露天边坡稳定性的影响。分析结果表明,大规模地下充填开采后覆岩产生一定程度的下沉,开采引起的地表变形相对剧烈区域包括了角岩露天坑的西边帮区域。相似模型实验与数值模拟变形趋势一致,上覆岩层的位移在嗣后充填后得到了有效控制。大规模地下充填开采对于边坡的稳定性影响甚微。     

露天转地下开采边坡变形和应力特性研究

露天矿开采的中晚期阶段,当深部还有可采矿体时,要由露天转为地下开采,在地下矿体的开采过程中,露天边坡的变形破坏特征直接影响地下开采的安全。针对这一问题本文通过三维数值分析,详细分析了地下矿体开采过程中边坡岩体的变形和应力变化。获得以下主要结论:边坡不同标高处的竖向位移变化在-60、-90、-135和-165 m水平的开采过程中,上下盘边坡岩体的变形相对较小,在-210、-255 m水平开采的过程中边坡岩体竖向位移变化较大;地下矿体的开采主要影响上盘边坡岩体,其变形值和变形范围都较下盘岩体大;不同开采水平下,上盘边坡深部岩体随着开采水平的延深,最大主应力的集中程度逐渐增加,影响范围也在加大;而最小主应力在开采水平附近出现明显减小现象。     

露天-井下联合开采矿井边界参数确定及优化

露天-井工联合开采(露井联采)会造成露天与井工两种开采模式的相互干扰,影响主要发生在露天与井工矿的边界处。本文通过对露井联采矿井边界类型的合理区分,分析了不同边界条件下两种开采模式相互干扰的主要形式以及干扰导致的主要破坏模式,针对不同类型的边界提出了不同的参数优化方法。     

井采方向对露井协采边坡稳定影响的分析及优化

为了得出露井协采矿山中井采工作面与露天矿边坡空间相对位置的最优布置方式,结合平朔矿区露井协采工程实践,设计了3套方案对不同井采工作面布置方向时井采对露天矿边坡稳定影响规律进行研究,研究表明:在露井协采中井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置时,井工开采对露井协采边坡稳定及端帮运输道路的不利影响最小。在井采工作面采取上述方式布置时,对井采工作面的推进方向进行优化分析,发现井采工作面沿背坡的方向回采时,露天矿边坡岩体受井采扰动较向坡开采时严重。故在露井协采工程实践中,建议井采工作面与露天矿边坡面倾向平行布置,采用向坡方向推进,以降低井工开采对边坡稳定的不利影响,提高煤炭资源采出率。     

某铜矿露天转地下隔离矿柱的确定研究

露天转地下隔离矿柱的确定是露天转地下开采经常面临的重要问题,对于金属矿山地下安全生产极其重要。根据某铜矿的采矿工艺、开采深度以及工程地质条件,采用理论计算和FLAC3D有限差分法数值软件对不同厚度的隔离矿柱进行了模拟分析。结果表明,当隔离矿柱厚度为 20 m时,地下开挖导致的顶板变形较小且趋于平稳。20 m是该矿山隔离矿柱厚度的最优值,能够满足安全生产要求。该分析结果为露天转地下安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

露井联采下井工开采顺序的优化分析

露井联采模式一般用于开采浅部煤层或矿床,以往的研究主要侧重于对露天开采下边坡的稳定研究,而对涉及井工开采问题的研究重视程度不够。本文从联采对露天边坡破坏特征分析的角度,分析不同井工开开采部位下边坡的破坏过程,并优化其开采顺序。现场实践证明,本文提出的开采顺序是合理的。     

露井平面协调开采下边坡失稳机理和防治对策研究

文章首先提出了平朔矿区独具特色的"露井平面协调开采"概念,剖析了平面协调开采下露天矿边坡的变形破坏机理和特征,分析了平朔公司针对井采扰动导致边坡失稳问题所采取防治措施的合理性。实践成果对于同类露井协采矿山有着重要的借鉴意义。     

贯穿断层及隐伏巷道对某露天边坡稳定性影响数值模拟分析

为研究贯穿断层(F₁)及历史采空巷道对广东某露天矿边坡稳定性的影响,基于现场工程调查得到不同岩组的岩体质量评价指标,采用Hoek-Brown强度准则及工程类比法得到岩体参数,结合实际工况建立含贯穿断层及历史采空巷道的三维地质模型进行综合边坡稳定性分析。结果显示：在154 m及197 m水平位置的历史采空巷道,边坡顶部及坡面位移较小,拉应力小于岩体抗拉强度,同时塑性区未能进行上下贯通;矿区贯穿断层(F₁)在坡面的拉应力值小于全风化岩体的抗拉强度,最大位移仅在坡顶及底部,竖向位移量为1.4 mm,在贯穿断层附近塑性区无贯穿情况发生。结合以上分析,贯穿断层及历史采空巷道对自然状态下的边坡稳定性影响不大,该结论为矿山安全生产奠定了基础。