深埋矿床大规模回采过程的动态模拟研究

采矿作为一个开放的复杂巨系统,受到各种随机因素的影响.冬瓜山矿是拟用大规模采矿方法开采的深埋硬岩矿山,其回采过程模拟主要应从生产能力、安全性方面展开研究.基于上述分析,分别应用排队论及多重网格方法编制回采过程动态模拟及有限元数值分析软件,对两年的回采过程进行了模拟分析,根据分析结果,针对不同阶段、不同部位提出了相应的参数调整方案及应对措施.     

深井矿山回采过程模拟及调控研究

采矿作为一个开放的复杂巨系统问题，受到各种随机因素的影响，对其回采过程进行模拟及控制是非常必要的,冬瓜山矿是拟用阶段空场嗣后充填采矿方法开采的深埋硬岩矿山，设计生产能力达300万t／a，对回采过程进行控制，最大限度的缩短生产停滞时间对该矿达标达产、实现盈利非常重要，结合冬瓜山矿的实际，认为应从两个方面对其回采过程进行模拟及控制，即生产能力方面和安全性方面，分别应用排队系统的随机模拟理论及多重网格方法编制回采过程动态模拟及有限元数值分析软件，利用该软件对冬瓜山矿两年的回采过程进行了模拟分析。最后，根据分析结果，针对不同阶段、不同部位提出了相应的参数调整方案及应对措施。图2，表2，参10。     

回采过程的动态模拟及其应用

采用数值动态建模，考虑了回采、垮落、充填、冲击与支护等工程因素，提出了回采过程的动态仿真模拟方法，有效地解决了回采过程中的动静交叉问题。模拟分析了某矿采区采动过程对上山稳定性的影响，证实了动静交叉效应模拟方法的实用性和可靠性。     

深埋大断面半煤回采巷道围岩控制技术研究

在分析阳煤五矿赵家分区深埋大断面半煤回采巷道变形严重、支护失效原因的基础上,提出了将矩形断面顶角改为微拱形、调整锚杆参数以及施加底角锚索的方案,并利用FLAC3D数值模拟技术对新旧方案进行模拟分析,优化围岩控制措施,验证了支护方案的可行性。现场工业性试验表明:深埋大断面条件下,开挖顶角微拱形巷道后,先进行喷浆防风化再进行锚杆锚索+底角锚索的联合支护,可有效改善围岩受力情况,控制围岩变形,充分发挥锚杆锚索的支护作用,达到矿井安全高效生产的要求。     

地下矿大规模开采过程动态模拟系统

矿山地下开采回采过程是一个人-机-资源互相影响、互相约束的复杂系统,适时掌握并加强对回采过程的认识及控制是确保矿山安全、稳定生产、提高经济效益的重要途径．传统的手工方法很难达到掌握矿山整个回采过程的目的,基于此原因,提出了利用计算机进行田采过程的动态模拟．对开发回采过程动态模拟系统涉及的一些关键性问题,如数据管理、界面生成、模拟算法及过程、模拟结果分析等内容进行了详细的分析和讨论．开发了一个完整的回采过程动态模拟系统(Mplan系统),该系统目前主要适用于两步骤大规模开采地下缓倾斜矿山．应用此系统对国内某大型缓倾斜地下开采矿山的回采过程进行了模拟,结果发现,在回采过程中出现生产不均衡,设备、人员利用率降低,崩落矿石长期积压等在先前研究阶段没有发现的、将对生产产生巨大影响的问题．通过改变采场回采顺序,调整采场某些工艺开始作业时间,加强过程控制等使这些现象得到有效地控制．     

深埋特厚冲击地压煤层回采巷道采动应力场分布规律研究

为了掌握深埋特厚冲击地压煤层回采巷道采动应力场分布情况,为矿井后续区段煤柱尺寸优化、确定回采工作面超前支护长度、精准降低煤柱内应力集中等关键性基础工作提供数据支撑.胡家河煤矿利用应力监测法现场试验研究402102回采工作面采动应力场分布规律.试验结果显示,402102回采工作面超前采动影响范围为0～150 m,各巷道超...     

回采巷道稳定性的数值模拟研究

地压问题一直困扰着矿山的生产,如何预先了解所要开挖回采巷道的地压情况是许多矿山急需解决的问题.本文通过利用东北大学岩石破裂与失稳研究中心(CRISR)的RFPA2D对小官庄铁矿的回采巷道进行了数值模拟分析,直观的看到了所要开挖回采巷道的地压分布情况,进而有效地指导了矿山的生产.     

甲玛铜多金属矿盘区合理回采顺序动态模拟研究

在甲玛铜多金属矿地上地下并行大规模开采的复杂条件下,针对地下二期复杂厚大矿体的安全高效回采问题,综合分析矿山开采现状的基础上,提出2种盘区回采顺序方案,采用数值模拟方法对不同的盘区回采方案进行了分析优选,通过对比分析不同回采顺序条件下采场等关键部位的应力、位移的动态响应特性,确定盘区间隔回采方案最佳,该方案可为地下二期矿体安全高效开采提供技术支持。     

基于CRITIC赋权的回采顺序优化模拟研究

回采顺序影响着矿体的安全高效开采。针对某深部金矿设计了4种回采顺序方案,采用MIDAS/GTS-FLAC3D耦合模拟的方法模拟采场开挖充填的过程,研究回采顺序对矿体和围岩应力应变的影响,并建立基于CRITIC赋权的综合评价模型,对4种方案进行综合评价。结果表明:在不同的回采顺序方案中,回采顺序对矿房中的应力和位移具有明显的影响。各个方案的最大主应力、顶板沉降位移、底板鼓起位移和边帮水平位移均随着开采时步的增加显著增长,最大拉应力则呈现波动趋势。4种方案的综合评分确定前进式隔一采一的回采方案为最佳回采顺序方案。     

某金矿回采过程数值模拟

针对某金矿急倾斜薄矿脉,借助ANSYS和ABAQUS数值模拟软件,分别模拟了采用双侧联络道和单侧联络道回采矿石时,采场及围岩应力演化过程。模拟过程应力演化的结果表明:用双侧联络道采矿方法回采矿体,比单侧联络道开采更有利于矿山的损失贫化管理和安全管理。     

无底柱分段崩落采矿法回采设计方法

介绍了具体设计无底柱分段崩落法回采设计方法,为无底柱分段崩落法回采设计提供了重要参照依据。     

急倾斜中厚矿体阶段空场嗣后膏体充填及其稳定性模拟

为了实现七角井铁矿急倾斜中厚矿体的安全回采,设计了阶段空场嗣后膏体充填法,并采用FLAC3D对开采和充填前后的采场稳定性进行了数值模拟。结果表明:分段凿岩、阶段出矿及低强度膏体充填适用于稳固型的急倾斜中厚矿体开采,矿石回收率82%,贫化率8%,矿块生产能力900~1 200t/d。膏体充填以全尾砂、干抛尾、水泥、粉煤灰为主要原料,充填体浓度77%~79%,灰砂比1∶30~1∶15。采场在不充填条件下难以维持长期稳定,膏体充填控制了矿柱水平位移,减缓了顶板下沉及应力集中,有效维护了采场安全性。     

我国深部煤与瓦斯共采战略思考

我国是世界上瓦斯灾害最严重的国家之一,煤炭资源禀赋与长期的旺盛需求导致我国煤炭开发以每年10~25 m的速度快速向深部转移,深部煤炭开采面临的瓦斯问题更加严峻,从安全、能源、环保3个方面考虑,都需要加大深部煤层煤与瓦斯共采力度。分析了我国深部煤层煤与瓦斯共采现状与面临的问题,指出了我国深部煤层煤与瓦斯共采发展对策,认为我国深部煤层应坚持地面和井下相结合的"两条腿走路"的煤与瓦斯共采模式,从基础理论研究、关键技术及装备研发、示范工程建设、政策扶持等方面提高深部煤层煤与瓦斯共采技术整体水平。     

第四系厚含水层下采煤防治水措施研究

富水含水层下煤炭资源的开采历来是个工程难题,方法不当就可能引发淹井事故.本文结合历史研究结果,在对石嘴山矿区水文地质、工程地质以及区域岩体的结构构造进行全面分析基础上,利用瞬变电磁、连通试验和抽水试验方法,查明了煤矿开采过程中,上部第四纪地层中含水层通向巷道的导水通道情况,并建议采取以防为主、疏堵结合的工程措施,以保证煤炭的安全开采,为含水层下煤炭开采提供了新思路.     

抚顺煤田深部开采临界深度的定量判别

以抚顺煤田为工程背景,通过采动微震和瓦斯的现场观测与分析,得到深部开采临界深度是采动岩体的动力响应由线性转为非线性深度的认识。提出用采动岩体的视本构关系、采动微震的分形几何学特征和在浅部未发生过的特殊动力现象定量判断采动岩体力学行为的方法。结果表明,上述3项指标均指示700 m左右的深度是该煤田采动岩体力学行为发生非线性动力响应的临界深度。     

深层煤矿床综合勘查辅助决策支持系统设计研究

本文分析了深层煤矿床综合勘查工作的特点和深层煤矿床综合勘查辅助决策支持系统的需求,在此基础上,提出了C/S结构和B/S结构相结合的混合模式的系统框架。根据深层煤矿床信息技术应用的基本需求,把系统划分为数据管理、信息查询、三维可视化显示、数据处理和综合勘查辅助决策等主要功能模块。并介绍了构建该系统用到的GIS、数据库技术、数据融合和挖掘技术、知识表达技术等关键技术。为系统的开发设计提供了整体的思路和方法。     

深立井大水工作面注浆堵水技术

结合山东菏泽龙固煤矿主井井筒在穿过高压、大水量含水层时的现场工程条件,提出了注浆堵水综合治理方案。方案采用“一个关键,四条原则”的设计施工方针。利用综合超前预报手段为先导,确定含水区域的位置、水量与裂隙通道的分布情况。为确保井壁和注浆安全,先进行井壁和止浆垫外围注浆,在井壁周围形成帷幕后再进行工作面注浆。对高压、大水情况下的注浆,采取“分次注浆,逐步降水”的方案。同时对分次注浆、钻孔布置等注浆技术参数的设计依据进行了阐述。总结了集“地质分析、综合探测、理论设计、施工反馈”于一体的注浆设计理念和技术经验,不仅成功封堵了涌水,而且对注浆施工期间的安全控制有显著效果。     

影响白杨河铀铍矿提取工艺的矿物学因素探讨

研究了白杨河铀铍矿中铀、铍的主要工艺矿物学特征:羟硅铍石粒度较细,多在20~30μm;羟硅铍石与萤石紧密共生,多为相互包裹;沥青铀矿发育在裂隙中,与萤石、羟硅铍石共生。讨论了受矿物学因素影响的铀铍提取工艺:磨矿过程能耗高、矿浆泥化严重、浮选效率低等问题;浮选过程中,羟硅铍石与萤石的可浮性相似,这将降低铍精矿质量,增加铍精矿中的氟含量。沥青铀矿由于发育在裂隙中,降低了其与浸出剂接触的难度,矿石中铀较容易浸出。