急倾斜矿体充填法开采的地表沉陷特性研究

建筑物下开采资源时,必须对开采引起的地表沉陷及其对建筑物的影响进行评价,确保建筑物的安全。针对赵平房铁矿矿体的急倾斜特性,结合空场嗣后充填采矿方法,运用有限元分析软件进行数值模拟分析,获得了矿体开采、充填后地表的移动变形规律,以地表倾斜、曲率和水平变形为评价指标,研究了地表的沉陷特性。数值模拟结果显示,两步骤开采引起的地表竖直方向最大位移为0.37 m,倾斜、曲率和水平变形最大值分别为0.794 mm/m、0.0096mm/m2、0.710 mm/m,其值均远低于我国建筑物的保护等级标准。结果表明,赵平房铁矿矿体的充填开采对地表建筑物沉降安全的影响不明显。     

高河能源分层充填开采技术及地表移动变形预计

针对高河能源"三下"压煤量大的问题,分析了分层充填开采的巷道布置,并在此基础上对充填开采后的地表沉陷进行预计。结果表明:地表建筑物区域最大下沉75 mm,倾斜变形最大1.3 mm/m,最大水平变形0.8 mm/m,建筑物变形值均在I级损坏允许值的80%范围内,不会影响地面建构筑物安全和正常使用。     

建筑物下开采方案优化研究

采用理论分析、数值模拟等方法，对某矿区南翼村庄下条带开采方案设计和地表沉陷规律进行了研究；在不同的开采条件下，采用概率积分法对各条带开采方案进行地表沉陷预计。研究结果确定了矿区南翼村庄下15号煤仅开采顶分层，采高为3 m，条带布置方案为采70 m留90 m煤柱。采用该方案后，地表最大下沉量为206 mm，倾斜为-1.47~1.29 mm/m，水平变形-0.4~1.0 mm/m，均小于建筑物Ⅰ级损坏标准，开采方案是安全可靠的。     

卧龙湖煤矿覆岩隔离注浆充填保护矿山环境采煤技术研究

卧龙湖北一采区主要回采8~#煤层,煤厚3.3 m左右,煤层倾角4°~6°,松散层厚度226 m,基岩厚度大于330 m,其中3个工作面村庄压煤总量约56万t。通过实施覆岩隔离注浆充填技术,经分析沉陷实测数据,村庄边界最大新增下沉量29 mm,最大倾斜0.2 mm/m,最大水平变形0.2 mm/m,移动变形指标均小于建筑物I级破坏指标,有效保护了地表村庄建筑物的稳定,达到了预期的控制目标。     

西冯街煤矿条带开采方案设计及可行性研究

针对西冯街煤矿5盘区地表建筑物密集,村庄下压煤量大等问题,通过理论计算、数值模拟、概率积分法对其条带开采方案进行设计,并进行可行性论证。结果表明,5盘区条带开采工作面设计采宽为58.5m、煤柱留设宽度为39m时,工作面回采率为60%,煤柱核区率超过65%,能够保持自身稳定并支撑顶板压力;回采后地表最大下沉量为176mm,倾斜变形为1.17mm/m,曲率变形为0.12×10-3/m,水平变形为0.58mm/m。     

程潮铁矿残矿回收引起的地表变形规律及安全性分析

程潮铁矿残矿的回收条件复杂,在井下形成较多采空区,影响地表建筑物设施的安全性,因此,采用FLAC3D软件模拟分析残矿回收对地表沉降、水平位移、地表水平变形、倾斜变化和曲率变化的影响。结果表明,地表最大沉降值、最大水平变形值、最大倾斜及最大曲率分别为15.894cm,0.045mm/m,0.12756mm/m和0.00212mm/m~2,均远小于建筑物保护等级的要求,同时工程现场监测的数据与数值模拟分析的结果基本吻合,表明残矿回收对地表的安全性影响很小。     

建筑物下粉煤灰膏体充填采煤控制地表沉陷效果预测与分析北大核心

粉煤灰膏体充填采煤是目前最为有效的建筑物下采煤技术,也是绿色采矿的重要组成部分。以某矿区建筑物下采煤为例,通过对粉煤灰膏体充填采煤控制地表沉陷的数值模拟预测,采用分层全部充填开采3个分层,累计最大下沉量为125 mm,最大倾斜变形量为0.39 mm/m,最大曲率变形量为0.003×10^(-3)m^(-1),最大水平移动量为56 mm,最大水平变形量为0.3 mm/m,倾斜变形量、水平变形量、曲率变形量均处于Ⅰ级破坏变形允许的范围内。预测结果表明,所提出的建筑物下粉煤灰膏体充填采煤在技术上是可行的,可为建筑物下煤矿开采提供技术依据。     

建筑物下粉煤灰膏体充填采煤控制地表沉陷效果预测与分析

粉煤灰膏体充填采煤是目前最为有效的建筑物下采煤技术,也是绿色采矿的重要组成部分。以某矿区建筑物下采煤为例,通过对粉煤灰膏体充填采煤控制地表沉陷的数值模拟预测,采用分层全部充填开采3个分层,累计最大下沉量为125 mm,最大倾斜变形量为0.39 mm/m,最大曲率变形量为0.003×10~(-3)m~(-1),最大水平移动量为56 mm,最大水平变形量为0.3 mm/m,倾斜变形量、水平变形量、曲率变形量均处于Ⅰ级破坏变形允许的范围内。预测结果表明,所提出的建筑物下粉煤灰膏体充填采煤在技术上是可行的,可为建筑物下煤矿开采提供技术依据。     

基于UDEC及沉陷预计的高速路下采煤路面安全性分析

为了解决我国"三下"压煤严重,开采风险较大的问题,以高速路下压煤开采为背景,提出了运用离散元UDEC数值模拟软件和开采沉陷预计系统对开采完成后地面的变形进行研究的方法。运用UDEC模拟地表最大下沉量为227 mm,最大倾斜值为0.45 mm/m,最大曲率值为0.05 mm/m2,最大水平变形值为0.3 mm/m;运用开采沉陷预计地表路面最大下沉量为280 mm、最大倾斜值为2 mm/m、最大曲率值为-0.02 mm/m2、最大水平变形量为1.5 mm/m。研究结果表明:高速路路面的下沉、倾斜、曲率、水平变形均在"三下"压煤规程规定砖混结构建筑物的I级损坏变形范围内,也在交通部发布的《采空区公路设计与施工技术细则》规定的高速路地基允许变形的范围内,确定出此设计方案对高速路的安全运行没有影响。这种研究方法从理论上验证了开采方案的可行性,为"三下"开采方案可行性论证提供了方法。     

1110_204工作面开采后地表变形预计分析

工作面开采后由于上覆岩层的移动,会对地表变形产生影响,为深入研究1110204工作面开采后的地表变形情况,采用概率积分法对地表变形进行预计,根据地质采矿条件确定地表变形预计所需要的各个预计参数,将预计结果进行可视化,分析地表的下沉值、倾斜值、曲率值、水平移动值和水平变形值。预计结果显示,最大下沉值为2 500 mm、倾斜值为16 mm/m、曲率值为0.16×10-3/m、水平移动值为850 mm和水平变形值为8 mm/m。     

泗顶铅锌矿南部矿体局部灌浆堵水

广西泗顶铅锌矿南部矿体属水文地质条件极为复杂的大水矿床。自1960年开采以来,对矿区地表水及矿床地下水按“自流截水坑道与局部注浆堵水联合方案”进行治理,在1978年已初步形成了地表导流、280疏干、230机排的综合防治水疏干系统,正常情况下,矿床已达到疏干状态,但暴雨后,疏干漏斗瞬时回填,地下水越过280环形自流截水疏干坑道,沿岩溶管道造成矿坑涌水量在短时间内急剧增     

南屯煤矿村庄下压煤条带开采参数优化研究

以条带法开采南屯煤矿村庄下压煤为例,通过理论计算确定条带开采的具体方案,并使用UDEC对该方案进行数值模拟验证,模拟结果显示,最大地表下沉量、倾斜量、曲率值、水平移动量和水平变形量均不超过村庄建筑物Ⅰ级破坏等级,既可以有效地保护地面村庄的建筑物,又可以以较高采出率安全高效地采出村庄下压煤。     

开采扰动对中关铁矿堵水帷幕稳定性影响的数值模拟研究

注浆堵水帷幕技术在矿山基建和生产期可有效地堵截地下水而被众多大水矿山采用,矿山开采的同时需疏干堵水帷幕内围岩中的地下水,为探究疏干排水后开采扰动对堵水帷幕稳定性的影响规律,以中关铁矿堵水帷幕为研究对象,在详细分析矿区地质资料、帷幕内外水位变化规律的基础上,建立堵水帷幕三维地质、力学模型,采用数值模拟方法,分析疏干排水与开采扰动联合作用对堵水帷幕稳定性的影响。结果表明,堵水帷幕与强渗透性围岩接触区域及刚度与围岩差异较大区域,易形成高应力集中区;疏干排水与开采扰动联合作用对堵水帷幕、堵水帷幕与围岩接触区域应力场分布具有显著影响,矿床开采边界距帷幕越近,影响越显著。研究结果可为堵水帷幕稳定性监测提供依据。     

建筑物下ZFN87013工作面开采地表变形预计

为分析东宁煤矿建筑物下ZFN87013工作面开采可行性,采用概率积分法对其采后的地表变形进行分析。通过查阅文献,确定一级保护标准各个变形值:极限倾斜值小于等于3. 0 mm/m、曲率值小于等于0. 2×10~(-3)/m、水平变形值小于等于2. 0 mm/m、扭曲变形值小于等于0. 1×10~(-3)/m、剪切变形小于等于1 mm/m。基于概率积分法应用MATLAB软件对采后地表变形进行预计,得到下沉最大值为1. 344 0 m,倾斜最大值为0. 522 9 mm/m、曲率最大值为0. 005 6×10~(-3)/m、水平移动最大值为0. 832 2 m、水平变形最大值为0. 374 1 mm/m、扭曲最大值为0. 007 7×10~(-3)/m、剪切最大值为0. 414 6 mm/m。对比一级标准和预计结果,得出ZFN87013工作面开采可行。     

小纪汗煤矿抗采动变形试验房变形规律研究

为了检验建筑物的抗采动安全性,小纪汗煤矿在11201工作面采动影响区修建抗变形结构试验房,并在试验房和附近地表布置建筑物变形观测点,进行变形观测。试验房经历了地表移动变形的全过程,保持完好。对观测数据进行总结、分析,研究试验房的变形规律,结果表明:按照该抗变形标准修建的建筑物至少可以抵抗最大下沉量1 500 mm、倾斜7.7 mm/m、水平拉伸变形量10.15 mm/m和水平压缩变形量-9.15 mm/m的变形,此次抗变形试验的结果可由11201工作面推广至首采盘区乃至整个井田,并在实践中不断完善,可以使该矿达到不搬迁开采的目的,并在陕北地区进行推广。     

输气管线压煤限厚开采可行性分析及注浆防治方法研究

针对输气管线压煤量大、影响13302工作面正常开采的问题,通过经验类比、变形预测、理论分析以及现场实测相结合的研究方法,留设输气管线保护煤柱及划定压煤范围,结合13302工作面实际情况,初步设计了3个开采方案,进行3个压煤开采方案技术经济比较;通过概率积分法预计对比3个开采方案地表移动变形,确定了方案3(3.5 m限厚开采)进行输气管线压煤开采;根据地表移动变形规律,确定了地面注浆充填加固采空区的防治措施,注浆加固后,GNSS实时监测地表变形。结果表明,在地面注浆加固的防治措施下,方案3限厚开采是可行的,最大水平变形4.8 mm/m,倾斜5.3 mm/m,压煤开采可采出煤量10万t,经济效益显著。GNSS数据显示,地表下沉速度分别为1.01、2.04、0.35 mm/d,因此注浆防治措施得当,可以保证输气管线正常运行。     

某石膏矿床深部开采稳定性分析

某石膏矿采用房柱法进行回采,开采范围内已经形成大面积采空区,且矿区范围内有村庄,人口稠密。为对-400 m以下深部资源进行科学开采并保障地表建(构)筑物安全,采用数值模拟的方法分析开采对岩体的稳定性及地表变形的影响。结果表明：-400 m以下矿体分层开采后,岩体的最大变形和竖直位移都出现在顶板位置,整体变形均偏小,下沉或底鼓现象并不明显;矿柱部位出现区域压应力集中,最大达26.38 MPa,矿房边墙所受拉应力较小,不超过2 MPa,整体无较大应力集中区域和塑性贯通区;地表沉陷最大位移为2.72 mm,水平变形最大值为0.0035 mm/m,倾斜率最大值为9.1×10^-3 mm/m,曲率最大值为6.74×10^-5 mm/m²,各指标结果表明-400 m以下矿体分层开采整体稳定,对地表建(构)筑物的影响很小。     

薄冲积层拟建城区下采煤地表沉陷试验研究

针对萍乡城区白源煤矿的开采,结合关键层理论,采用理论计算、数值模拟的方法,确定了工作面长度在96 m以内、保护煤柱宽度在124 m以上时,开采对地表造成的不均匀沉降参数都在建筑物I级保护时所允许的地表变形值之内,即倾斜3 mm/m,曲率0.2 mm-1,水平变形2 mm/m,以及沉降量<100 m以内高耸结构基础的允许400 mm沉降。     

深部矿床上行式开采采场参数优化数值模拟

环境复杂“三下”矿床开采引发的岩层变形威胁到地表建构筑物的安全。以典型的“三下”矿山金口岭深部矿体开采为例,采用定量与定性相结合的方式,对金口岭深部矿体上行式开采25组不同采场结构参数下地表变形特性进行了数值模拟。结果表明,上行式盘区点柱式上向分层充填采矿法对保护地表建构筑物安全极为有利,当采用盘区长度为70 m、顶柱厚度为6 m、间柱宽度为6 m、点柱尺寸为4 m×4 m、点柱间距为12 m的结构参数时,地表倾斜值为-0.18 mm/m,曲率值为-0.003×10^-3/m,水平变形值为0.11 mm/m,参照《GB 50771-2012,有色金属采矿设计规范》,均小于地表建构筑物所允许的变形值。     

大水矿山帷幕注浆后采矿探防水安全技术探讨

介绍了业庄铁矿运用近矿体顶板灰岩帷幕注浆堵水技术,通过矿床顶板突水各因素分析,制定并采用各项探防水安全技术,成功解决了大水矿山开采的技术难题,有效地保障了大水矿山的安全开采。