The Numerical Simulation of Central Nanminghe Iron Mine Block＇s Mining Parameters Optimization

借助FLAC3D数值计算,建立了南洺河铁矿矿块回采过程三维数值模型,在不同岩体位置设立了应力应变监测点,分析了8 m和10m2种矿块结构参数条件下不同开采时期的岩体三维宏观力学特性,通过对比采区岩体力学特征、充填体力学特征以及岩体移动变形规律及破坏情况对矿块结构参数进行优化,确定是否留设永久矿柱.结果表明,围岩稳定状况在采用8 m宽采场结构参数时要明显优于10 m宽采场的结构参数,矿体回采时不预留3 m宽条形矿柱充填后顶板只是出现小幅度沉降,不会出现大规模冒落现象.     

急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术研究

针对急倾斜中厚破碎矿体采用浅孔留矿法开采时,存在的采场作业安全条件差、矿石损失贫化大等问题,以锡林浩特萤石矿为工程背景,从岩体可冒性、工艺方法改进、冒落防控等方面对急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术进行了系统研究。通过矿岩可冒性分析,构建了岩体冒落力学模型,计算得到极限冒落跨度值为5.4~6.4 m,小于矿体的平均厚度（7 m）,存在冒落事故风险;从回采作业安全及损失贫化控制角度出发,提出了以垂直深孔落矿阶段矿房法为主的空场嗣后充填开采工艺,给出了采场结构布置方法,采用分段崩矿、中段及阶段出矿方式,确定的合理崩矿步距为1.56 m;在此基础上,分析了采空区顶板冒落冲击风险,计算得到采空区顶板岩体冒落形成的冲击气浪值为34.96 m/s,远远超过了《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423—2020）规定的数值,给出了防治冒落冲击灾害的安全散体垫层铺设方法,确定的合理散体垫层厚度为3.3 m。通过现场工业试验,采场作业安全,矿石回采率提高了7.31%,贫化率降低了7.66%,经济效益显著,可实现该类矿山安全高效开采。     

破碎复杂矿体回采工艺优化研究

安庆铜矿马头山矿体较破碎,采用大直径深孔崩矿法回采,在前期生产过程中,部分采场出现了大面积偏帮、顶板垮塌等现象,以及工程巷道顶板冒落、变形等地压活动,严重影响到了矿山的安全生产。针对现有15 m宽的采场,通过对采场结构和爆破参数的优化,在后续的回采过程中采场顶板和上盘围岩均未出现较大的垮塌,采场两侧保持完好、规整,有效地降低了矿石损失率、贫化率和大块率,解决了马头山复杂破碎矿体开采技术难题,为安庆铜矿马头山矿体的稳定生产提供了技术保障。     

南洺河铁矿中部矿段开采参数优化的数值模拟

借助FLAC3D数值计算,建立了南洺河铁矿矿块回采过程三维数值模型,在不同岩体位置设立了应力应变监测点,分析了8 m和10 m 2种矿块结构参数条件下不同开采时期的岩体三维宏观力学特性,通过对比采区岩体力学特征、充填体力学特征以及岩体移动变形规律及破坏情况对矿块结构参数进行优化,确定是否留设永久矿柱。结果表明,围岩稳定状况在采用8 m宽采场结构参数时要明显优于10 m宽采场的结构参数,矿体回采时不预留3 m宽条形矿柱充填后顶板只是出现小幅度沉降,不会出现大规模冒落现象。     

中钢山东矿业苍山铁矿缓倾斜层状 矿体回采支护方案研究

中钢山东矿业苍山铁矿在回采过程中,采用上向分层充填采矿法进行回采,采场沿矿体走向布置,矿房面积较大,采场暴露时间长,致使采场顶板容易出现局部冒落,甚至大面积的塌落,是采矿产生的重大安全隐患。因此,针对苍山铁矿存在的采场顶板不稳固、易冒落的问题,开展相关支护技术研究,通过分析与比较,选择并确定合理的支护方法和参数,确保采场顶板的稳固,实现了矿体的安全开采。     

小木架支护法在冒落采区残采矿石中的实践

竹峪金矿区控矿构造经多期复合作用, 裂隙发育, 矿体顶底板围岩破碎, 矿块回采中经常发生顶板冒落、坍塌, 堵塞回采通道, 无法正常退采, 造成较大的资源浪费。针对以上问题, 对竹峪金矿区采矿技术进行了改进, 采用小木架支护法, 在冒落采区中开辟回采通道, 回采矿石。实践证明, 小木架支护法解决了竹峪金矿区复杂矿体回采的技术难题, 产生了较好的经济效益, 也为我国同类矿山提供了可供借鉴的方法和经验。     

下向分段人工假顶嗣后充填采矿法

在人工假顶的保护下 ,采用下向回采消除了顶板冒落和塌方的危险 ,分段回采提高了控顶高度 ,既提高了采场生产能力 ,又降低了采矿成本 ,在回采高品位、两盘稳固、矿体破碎的金矿床时 ,确实是一种非常有效的方法     

缓倾斜中厚矿体高效开采技术研究

为探索破碎顶板下缓倾斜中厚矿体的地下开采技术,实现矿体的快速、高效开采,以金厂河多金属矿缓倾斜中厚矿体为研究对象,分析了矿岩岩石力学参数及岩体质量级别,根据不同的开采技术条件,优化选取合理的采矿方法及采矿装备。根据研究成果,矿体顶板大理岩稳固性较差,矿体稳固性较好。厚大矿体采用大直径深孔嗣后充填采矿法,中厚矿体采用预留矿体护顶的中深孔空场嗣后充填采矿方法。研究表明:根据矿岩稳固性分级及矿体开采技术条件,采用不同的采矿方法,能够满足矿山开采产能和贫损指标控制的要求;破碎顶板采用支护加固处理或预定矿体顶板护顶的方式,能够很好地保障采场顶板的稳定性,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于破碎顶板下的缓倾斜中厚及厚大矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

基于"崩、冒"耦合效应的近矿体小空区处理方法

地下空区存在危及生产安全和影响资源充分回收,如何有效利用和治理空区成为当下面临的主要问题。针对这一问题,从补偿空间不足作为切入点,将诱导冒落技术与协同利用思想相融合,研究了基于耦合效应的近矿体小空区处理新方法。以双鸭山铁矿北区急倾斜破碎中厚矿体典型空区——S3号采场回采过程中形成的约15 m高空区为例,在分析矿岩可冒性的基础上,结合采场结构参数及采空区大小,提出利用现有的上盘绕道,进行空区扩宽爆破的"崩、冒"耦合效应的近矿体小空区处理方法。该矿北区矿体可冒性良好,且遵循拱形冒落形式,采矿方法选用适合矿体条件的进路诱导冒落法,补偿空间高度约为30 m,通过分析回采长度与冒落高度的关系,选定崩矿高度20 m,扩宽后的爆破范围大于空区尺寸11 m×9.6 m(长×宽),采用同次微差爆破方式,控制矿体冒落接近回采高度30 m。试验表明:爆破实施效果较好,冒落块度适中,崩、冒落高度估算值约为29 m。为验证爆破补偿空间是否满足要求,爆破了两排回采炮孔,在出矿过程中对最大矿石块度进行了跟班标定,发现崩落块度整体良好。该方法消除了空区安全隐患,可回收大量矿石,达到利用并有效处理空区的目的。     

黄金洞金矿厚大破碎矿体开采的研究与实践

厚大破碎矿体由于顶板暴露面积大,采场极易出现塌方,安全、高效、低贫损开采是其开采的关键。以黄金洞金矿厚大破碎矿体为研究对象,针对原采矿方法存在的支护成本高、生产效率低、矿石损失大和顶板易冒落等技术难题开展了研究,提出了SYZ型水压支柱控顶与小型挖机出矿相结合的上向进路充填采矿法,详细地介绍了采场结构和回采工艺及所取得的主要技术经济指标。     

双含水层长壁开采顶板透水的数值模拟

为了研究煤矿顶板透水机理,揭示顶板透水规律,以便为矿井开采、防治水技术措施提供设计依据,根据黄陵矿区长壁综放工作面开采技术条件和岩石力学性能等参数,建立力学模型,运用岩石破裂过程分析软件RFPA2D,对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的变形、裂隙带发育、冒落情况进行了数值模拟,模拟过程中的透水量和实际检测到的透水量相吻合。     

崩落法纵向分区开采冒落危害防治技术

针对崩落采矿法纵向分区开采过程中冒落危害防治这一关键安全技术问题,以小汪沟铁矿在矿体延深方向划分为3个分区开采为依托,运用理论分析方法,指出了各分区冒落危害的主要种类,其中上位分区为落块与陷落危害,中位分区为冒落冲击气浪与落块危害,下位分区为落块危害。同时,依据3分区的位置特点及矿体条件,调整回采顺序以利用连续回采面积控制初始冒落形式,并针对冲击气浪、落块、陷落危害,分别提出作业点与冒落体边缘保持5 m以上安全距离和在出矿口预留6 m厚散体隔离垫层、严禁作业人员进入空区出矿、地表堆石隔离人员进入陷落区等技术措施,适应了不同冒落条件下的安全需求,现场应用效果良好,为崩落法纵向分区开采矿山提供了安全技术保障。     

低位放顶煤工作面顶煤活动机理及矿压显现

在对五阳煤矿西四采区 44 0 2综采放顶煤工作面矿压观测进行总结的基础上 ,分析了顶煤从开始回采到直接顶初次跨落后正常回采顶煤的变化情况和活动规律 ,将顶煤的运动分为承压变形区、裂隙区、压裂区、松散区和放煤区等五个区域。同时 ,通过与分层回采工作面矿压显现情况的对比 ,总结了综采低位放顶煤工作面矿压显现的特点     

小汪沟铁矿露天转地下分区高效开采技术

针对小汪沟铁矿上部矿体规模较小、露天转地下自由作业空间小、首采矿段的回采工作面不够充足、难以实现设计产能的问题,在分析矿岩可冒性以及矿体赋存条件的基础上,提出了基于岩体持续冒落面积的3分区开采方案,并依据顶板围岩冒落范围以及岩移影响范围分析了分区开采的安全条件。该方案在确保生产安全的前提下,将小汪沟铁矿的地采产能由设计的100万t/a提高到280万t/a。生产实践表明,利用顶板围岩的冒落特性提出的多分区开采技术,扩展了露天和地下同时开采的作业空间,不仅实现了小汪沟铁矿露天转地下产能的大幅度提高,也实现了安全高效的开采目标,同时也为类似铁矿山实现高强度开采提供了有效途径。     

夏店煤矿综采工作面矿压显现规律模拟

以夏店煤矿3111综采工作面为研究背景,采用数值模拟手段对工作面矿压规律进行了研究,得出坚硬顶板条件下采场上覆岩层的运动规律、采场矿压的基本参数等;当工作面未切眼放顶推进到50 m时,岩层整体破坏范围很小,顶板不会整体垮落;当工作面切眼放顶,工作面推进到30 m时,细砂岩岩层与工作面相交处的区域破坏基本上贯穿了整个细砂岩层,工作面初次来压步距约30 m左右。为工作面回采加强顶板管理提供了依据。     

特厚煤层大断面切眼锚索支护的作用

以酸刺沟煤矿6-1号煤层为例,采用物理模拟试验和数值计算的方法对不同埋深条件下仅锚杆支护和锚杆-锚索支护大断面开切眼围岩破坏演化特征及锚固效果进行了研究.模拟结果表明：仅锚杆支护开切眼两顶角处产生44.5～49.0°的斜向破裂,顶板呈层状垮落下沉,顶板上方164 mm处形成拱顶;锚杆-锚索支护开切眼两顶角处产生73.0～82.5°的斜向破裂,顶板呈半椭球状垮落下沉,拱顶位于顶板上方280 mm处,拱内顶板仍保持良好的完整性;随着围岩应力的增大(埋深增加),锚索对围岩的控制效果越明显.     

基于RG井下电视系统的空区冒落监测

排山楼金矿露天转地下后,采用有底柱空场法开采露天境界外矿体,形成了大规模的连续采空区,对地表及井下安全生产埋下安全隐患。RG井下电视系统的空区顶板钻孔监测表明,空区顶板存在3~4段稳定性较好的岩层可作为冒落的控制层,利用钻孔冒落断面形状和350 m平硐观测冒落状况推测空区顶板冒落线形状,并根据冒落线形状提出了留设"L"型安全维稳矿柱、协调矿石回采和充填作业、爆破参数控制和调整排尾砂方向等维护顶板稳固性的技术措施,收到了较好的效果,也为从空区冒落投影线边缘向空区内部逐步渐进的充填处理技术的提出提供了依据。     

地下矿体连采顶板控制技术研究

低品位贫矿体地下连续开采技术是实现矿山高效生产的采矿方法,其中顶板控制是该采矿方法的关键技术之一。利用相似材料模拟试验和FLAC-3D研究方法,对某有色金属矿山厚大、低品位的3#矿体的地下连续开采进行了系统研究,包括矿体顶板自然崩落性、顶板人工诱导崩落时序系统以及开采过程中顶板应力变化规律的研究。研究结果表明,3#矿体顶板初次垮落步距为96 m,顶板自然崩落性较差。采用顶板人工诱导崩落技术,在顶板切割诱导槽进行诱导放顶,合理地布置矿体开采和顶板崩落之间的时间和空间顺序,使采空区顶板随矿体开采逐步垮落,能够保证矿体的安全回采。顶板应力随开采过程呈现逐渐升高的趋势,顶板垮落前应力值降低,但应力变化幅度不大。研究证实,采用顶板人工诱导崩落技术对连续开采的地下矿体顶板可以进行有效控制。     

高地应力中厚煤层工作面超前支护距离的研究

通过对某矿2号煤首采工作面顶底板岩石力学性质的测试,采用工程类比法确定工作面顺槽围岩稳定性属Ⅲ类中等稳定类型,并确定了工作面顺槽的基本支护方式。采用数值模拟方法,系统的分析了高地应力条件下回采工作面前方顺槽的顶底板、两帮移近量;顺槽锚杆、锚索和锚固范围内的岩层离层情况以及工作面前方顺槽围岩的屈服破坏情况。     

水采采场顶板周期垮落规律及数力学模型

运用屈服线理论分析了水采采场顶板周期垮落规律，建立了顶板周期垮落时平行四边形板结构的数力学模型，并应用工程近似分析法推导出顶板周期垮落时悬板的挠曲函数及板内应力函数，得出周期垮落面积Ｓｅ与跨距比值Ｐ的关系式。经实例应用，证实这一结论的正确性和可靠性，并对生产实践个有重要指导意义。