矿柱抽采与采空区综合治理技术研究

以太白黄金矿矿柱回采及采空区处理为研究对象,通过FLAC~(3D)对矿柱回采稳定性进行数值模拟分析,研究矿柱回采顺序及回采方案,建立空区分布模型,通过技术经济分析和空区处理方案的数值模拟,确定了矿柱抽采的优化方案及采空区处理的安全措施,并在实际生产应用中成功回采矿柱矿石12.25万t,为矿山带来了较好的经济效益和社会效益。     

复杂条件下矿柱回采的相似材料模型试验

在空区末充填的情况下回采矿柱,矿柱与采空区顶板的稳定性是一个关键问题。利用相似理论,建立矿柱回采的平面应力相似材料模型,通过观测模拟矿柱开挖过程的应力与变形变化情况,研究了狮子山铜矿西山特大空区下矿柱回采过程的应力变形的变化规律,结果表明,采用分步凹采预帮永久矿柱的回采方案是可行的,矿柱凹采过程中永久矿柱和采空区顶板足稳定的。矿柱回采的实践证明了相似材料模型试验结果是正确的。     

深井回采过程矿柱与围岩破坏预测及可视化验证

针对某地下金属矿山深井"隔一采一"方式回采过程形成的单面临空矿柱,运用Midas/GTS软件建立数值模拟模型,通过数值模拟,揭示矿柱及围岩的应力、位移、塑性区的变化情况,对回采过程中矿柱及围岩可能出现的破坏区域进行分析和预测;采用空区三维激光探测技术和空区三维建模技术,快速而准确的获得采空区和矿柱三维形态,实现了对"隔一采一"方式回采过程单面临空矿柱及围岩破坏数值模拟结果的可视化验证.实践证明,上述方法为分析和预测类似深井矿山回采过程矿柱及围岩破坏位置预测开辟了新的途径,对指导矿山下一步爆破设计和安全高效开采具有重要的现实意义.     

复杂空区群下倾斜中厚难采矿体的开采及空区处理技术研究

某矿建矿有20多年的历史,矿山开采过程中未对空区进行处理,矿体回采后留下了大量的采空区,给井下安全生产造成极大威胁。对该矿1304中段以下的大部分空区进行了实地测量。结合该矿70号脉的地质条件、开采现状及空区现状与稳定性等实际情况,对矿柱回采及空区处理过程中采空区周围岩体的应力分布规律进行数值模拟分析,论证隔一采一矿柱空场回采嗣后放顶处理空区方案的可靠性,为以后的空区处理和今后的安全生产提供可靠的依据。     

特大空区下矿柱回采综合技术研究通过鉴定

安徽省冶金局于 2 0 0 0年 3月 30日在铜陵有色金属 (集团 )公司狮子山铜矿主持召开了狮子山铜矿特大空区下矿柱回采综合技术研究鉴定会。与会专家认为 ,该项研究采用了三维数学模拟、相似材料模拟试验等对采空区的稳定性进行了评价和监测 ;研究中采用的预裂爆破及钢筋砼剪力洞加固等综合技术措施有效 ;该项研究开创了未充填采空区矿体安全回采的先例 ,在保证特大采空区稳定的前提下 ,实现了可采矿柱的安全回采 ,其研究成果达国际先进水平。特大空区下矿柱回采综合技术研究通过鉴定$马鞍山矿山研究院@张传信     

深井矿山复杂边界矿柱回采研究

采用充填法两步骤回采的深井矿山,由于采场爆破设计、现场施工偏差或采空区的部分垮塌等原因,矿柱边界会极不规则,回采时往往存在充填体部分垮塌、矿柱贫损严重等问题。结合冬瓜山铜矿实际,在采用RFPA2D软件对矿柱进行稳定性模拟分析的基础上,利用CMS实测得到的空区数据,借助Surpac软件建立-730水平2个相邻采空区的三维模型;通过将空区模型与矿柱设计模型复合,得到了实际可供开采的矿柱设计模型;分析预测了矿柱回采时爆破动载对充填体的影响,阐述了边界炮孔到充填体距离、边界孔装药的选择与矿柱回采的密切关系;利用Surpac软件剖切得到的矿柱剖面作为爆破设计的依据,获得了爆破设计的合理范围,实现了矿柱的优化回采。     

采空区群失稳模型构建及隔离矿柱安全厚度研究

许多金属矿山存在采空区群安全隐患。基于CMS对某矿山的采空区群开展定期探测,形成动态监测机制,精确获取采空区群三维边界;研究构建空区群连锁式失稳模型：基于突变理论分析方法,构建了采空区顶板-隔离矿柱力学模型,提出隔离矿柱失稳的判据,计算合理的隔离矿柱安全厚度,阻断空区群连锁失稳过程。运用数值模拟验证了计算结果的合理性。研究表明通过精确控制隔离矿柱的安全厚度,可有效阻断空区群连锁失稳导致的工程灾害;计算结果为下一步资源回采方案提供了设计参考。     

佛子矿104号矿体复杂多层采空区处理技术研究

佛子矿104号矿体经过多年浅孔留矿法开采,在矿体上部遗留了大量的采空区及矿柱;由于前期的无序处理,形成了复杂的空区赋存现状,对下部矿体的安全开采带来了严重威胁。为了科学地制定空区处理措施并回收矿柱,通过数值计算结合理论公式法对104矿柱稳定性进行对比分析,确定了各空区残留矿柱的安全系数;结合矿山现有技术条件,在综合考虑采空区安全处理及矿柱有效回采的基础上,提出了崩落充填相结合的处理方案;采用FLAC3D软件对拟定方案进行了数值模拟分析。计算结果表明：崩落充填相结合的处理方案通过强制崩落法与充填法相结合,使上部应力集中区围岩得到充分移动垮落,下部空区得到充实,达到崩柱放顶卸压、控制岩移的目的,能有效地消除空区隐患并回收矿柱,为矿山安全、经济、合理地处理采空区提供了指导。     

缓倾斜薄矿体开采空区群精确数字化及稳定性分析

为分析缓倾斜薄矿体回采形成的大量空区的稳定性,根据空区位置和开采现状,采用激 光 3D 扫描进 行空区数字化,建立精确的空区群三维形态模型和数值计算模型。对建立的空区群数值模型进 行计算,按照下行 式和前进式的回采顺序逐步模拟形成空区群,得到了次生应力平衡之后的最大主应力云图、最 小主应力云图、位移 云图。数值模拟结果表明矿柱尺寸对采空区群的稳定性影响很大,矿柱靠近顶板的位置为应力 集中部位,给空区 群模型留设合理尺寸的矿柱时,顶板和矿柱内的位移趋于定值,处于稳定状态。按照现有空区 群内留设 10 m×6 m 间柱的情况下,经过数值模拟分析,空区群表现为稳定状态。     

缓倾斜矿体采空区稳定性数值模拟研究

根据缓倾斜矿体的特征,采用FLAC3D软件对某铁矿1#矿体采空区稳定性进行了充填前后的数值模拟,对空区治理、矿柱回采的方案制定及安全生产具有一定的借鉴作用。     

大型残留矿柱回采时采空区处理方案研究

采空区处理及矿柱回采关系到生产的连续性及安全性。针对青铜沟汞锑矿550中段大型高品位矿柱残留的问题,首先回采前使用人工混凝土矿柱支护空区,施工方案根据经验公式进行设计与稳定性分析,结果可行;其次保留原有点柱及大型矿柱中的部分点柱支撑顶板岩体;最后采用嗣后全充方案,充填整个采空区。该方案既保障人员作业过程中的安全,又争取高品位矿柱尽可能全部回收。     

矿柱回采时空区稳定性预测

通过建立模型,对大空区矿柱回采时的安全问题进行模拟研究,确定不同开挖阶段矿柱周边空区围岩稳定的薄弱区域,以建立应力监测系统,对矿柱周边空区稳定状态做出评定,为矿柱回采安全提供指导。     

东升庙矿柱回采顺序研究

对东升庙铅锌矿矿柱的形成与分布进行分析和调查.随着矿柱的回采,空区暴露面积增大,其冒落形成的空气冲击波将会造成巨大的危害.运用空气冲击波理论,计算了采空区临界冒落面积,得出空区允许的最大跨度为159m;对不同回采顺序的矿柱应力分布进行了分析,最终提出了从中央向端部推进的矿柱回采顺序.     

香炉山钨矿采空区现状调查及治理建议

针对香炉山钨矿复杂采空区治理难题,采用现场编录的方法,从矿柱高度、空区顶板跨度、空区暴露面积三个方面进行了调查分析,结果显示:矿柱以5~10 m为主,占51%;顶板跨度以10~20 m为主,占73%;空区顶板主要在1000 m2以下,占83%。根据调查结果对空区治理提出建议:采用逐步治理的方法,优先治理高大高危采空区,空区治理的重点为五坑口和二坑口,同时也是矿石回采的重点区域,为矿山采空区治理和残矿回采指明了方向。     

多中段复杂大面积采空区综合治理方案研究

天马山硫金矿业有限公司随着开采深度的不断延伸,采空区范围逐渐增大,矿山面临多中段复杂大面积采空区开采技术难题。因此,采用地压监测技术、Flac3D数值模拟和空区探测的方式对采空区稳定性进行定性分析,采用综合治理方案解决多中段复杂大面积采空区治理难题,可为后续残留矿柱的回采创造安全条件。     

石膏矿隔离矿柱留设厚度数值模拟研究

隔离矿柱留设对采空区上部矿体的安全回采起着至关重要的作用.以某地下开采的石膏矿为工程实例,借助FLAC3D数值模拟软件建立了数值模型,在采用房柱法开采下部矿体,形成众多采空区的条件下,对采用无底柱分段崩落法回采上部矿体进行了数值模拟,分析了回采过程中隔离矿柱的应力、位移、塑性区发展变化情况,结果表明,隔离矿柱的最小厚度应为37 m.     

某金矿矿柱回采方案选择

某金矿前期生产遗留下大量的矿柱未予处理,而且形成的采空区形态极为复杂,严重威胁着矿山的安全生产。为消除空区安全隐患和更多的回收资源,针对目前矿柱和空区的赋存状态和特点,通过多方案比较,确定了安全合理的矿柱回采方案,以期达到安全、经济回收矿柱资源的目的。     

盘区矿柱回采方案的优化研究

盘区矿柱回采厚度是影响资源回收率的重要因素之一。合理的盘区矿柱回采厚度不但能够提高资源的回收率和经济效益,而且能够降低矿柱回采过程中的安全风险。在提出不同的回采方案的基础上,对岩体力学参数进行合理的折减处理,并通过自下而上的三维实体建模技术建立分析模型,并在分析中以摩尔-库伦岩土模型为破坏准则。采用FLAC3D分析软件对盘区矿柱不同的回采厚度进行数值模拟分析,研究盘区矿柱及其周围采空区围岩内应力和应变的变化规律。通过对盘区矿柱不同回采厚度模拟结果的分析比较,确定了盘区矿柱合理的回采厚度,能够保证盘区矿柱安全的回采。最后通过技术经济分析比较,综合考虑技术、经济和安全等多方面因素得出结论,选择其中的最优回采方案。     

围堰式袋装充填技术在香炉山钨矿的试验研究

针对香炉山钨矿大跨度多临空面复杂采空区治理难题,提出了围堰式袋装充填技术。该技术以采空区矿柱为拐点,采用充填袋围堰封堵充填处理空区,矿山在Ⅰ盘区E2~E6采场北端约3万m~3空区现场试验结果表明,该技术解决了高大采空区挡墙架设难题,实现了采空区分区充填治理,围堰充填成本为135.7元/m3、空区充填成本为118元/m3,达到了安全经济可靠处理空区的目的,同时为矿柱回采奠定了基础。     

某采空区废碴充填方案的选择及矿柱回采方案

潘洛铁矿某采空区体积达7.5万m3,对该采空区进行废碴充填的试验,并在充填过程中适当回收了部公矿柱矿量.介绍了废碴充填实施方案的选择及回采矿柱的具体步骤.采空区的废碴充填,既消除了空区的安全隐患,又有利于解决废碴地表堆放的问题.