留矿采矿法在潘洛铁矿的应用

潘洛铁矿近地表小矿体采用无轨斜坡道开拓及留矿采矿法进行开采,该工艺具有基建投入少,生产成本低,简单易行的特点,对于类似矿山具有一定参考价值。     

浅孔留矿法开采倾斜薄矿脉时围岩稳固性研究

浅孔留矿法适用于围岩中等稳固倾斜薄矿脉的开采。云南某金矿矿体赋存条件适合采用浅孔留矿法,但该矿回采指标极不理想。生产实践表明,采场围岩不稳固是造成回采指标不够理想的主要原因之一。为了研究围岩稳固性对回采指标的影响程度,必须研究岩体力学参数取值。运用Flac3D建立多种采场结构参数模型,加载后进行应力应变数据分析,模拟结果显示,在保持原有结构参数不变的条件下,将采场长度由32m增加到40m、顶柱高度由3m增加到5m,采场上下盘围岩在回采和放矿过程中能保持相对稳固。为了进一步证明模拟计算结论的可靠性,该矿就新方案进行了工业试验,结果显示,试验采场回收率达到70.31%,贫化率达到9.80%,与原有方案相比,回采指标有明显改善。可见,采用数值分析法来研究浅孔留矿法围岩稳固性,可以有效提高回采指标。     

极薄矿脉分采留矿法的开采实践

本文在分析了分采充填法和浅孔留矿法开采极薄矿脉时存在不足的基础上 ,提出了一新方法 ,即分采留矿采矿法。经过实践证明 ,该方法是一种开采极薄矿脉的好方法     

围岩三维应力光栅监测方法及相似模拟实验研究

为了实现对采动下围岩三维应力状态及变其化规律的有效监测,采取了光纤光栅的监测方法,并进行了相关的相似模拟实验。在橡胶基质的立方体表面分别粘贴3根与x,y,z方向平行的光纤光栅,形成了对三维应力敏感的测试结构;以广义胡克定律为基础,推导了光纤应变与岩体应力之间的力学关系,并进行了相关力学标定实验。结果表明传感器对三维应力具有良好的力学响应特性,应力的灵敏度系数λ1,λ2分别为0.047 14和0.021 84ε/MPa;对相似模拟实验中采动影响下三维应力变化过程进行了监测,结果表明,传感器可以实现相似模型内部三维应力变化的监测,监测结果与实际变化规律相一致,可满足岩体内部三维应力监测的要求。     

浅埋煤层开采矿压显现规律相似模拟实验研究

利用相似材料模拟实验技术,对陕北毛乌素沙漠下浅埋煤层长壁开采时矿压显现和支承压力分布规律,上覆岩层破坏规律进行了模拟研究,从灾变危险性发展的动态过程出发,可以捕作到支承压力大小及位置变化信息,以此作为来压判据.     

留矿法采矿控制爆破实践

在采场落矿中综合应用了周边控制爆破、大孔距和微差爆破技术,提高了浅孔留矿法采场顶板的安全性并减少了大块.     

程潮铁矿保安矿柱控制开采相似模拟实验研究

为了研究程潮铁矿选矿车间下面保安矿柱的安全回采,采用相似材料模拟实验研究手段,模拟该矿柱的两种开采方案:房柱采矿法和无底柱分段崩落采矿法相结合的开采方案;无底柱分段崩落采矿法开采方案。根据矿柱模拟开采过程中岩层破坏和地表变形,分析了应力变化规律和地表位移规律。结果表明,采用房柱采矿法和无底柱分段崩落采矿法相结合的开采方案开采保安矿柱,可以保证选矿车间在搬移期间内不受影响。该研究为该保安矿柱的安全开采提供了理论依据。     

人工矿柱稳定性相似模拟试验研究

针对某金矿因矿柱回收导致顶板不稳固,以及矿体不能充分回收的问题,确定采用人工矿柱代替原生矿柱来对顶板进行支撑。通过对原生矿柱的相似模拟试验研究,论证了在矿体走向较短的情况下,人工矿柱可代替原生矿柱;并且开采跨度较小时,适当减小人工矿柱尺寸可节约生产成本。     

复合煤层开采相似模拟实验研究

复合煤层开采的强烈扰动影响将导致覆岩裂隙带的发育趋于复杂,根据新景煤矿的地质条件建立相似模拟实验模型,对开挖过程中的导水裂隙带与离层空间的发育过程进行研究,并结合声发射技术对覆岩变形特性进行分析。结果表明：8号煤回采结束,覆岩下沉呈现“梯形”分布,内部发育倒“V”形分布的非对称性离层破断。声发射定位被圈在呈“梯形”范围之内,倒“V”形区域内的覆岩声发射振铃数较多,声发射定位沿着“梯形”的右腰线和上顶边继续扩展。9号煤回采结束后,覆岩下沉呈现“M”形,垮落形态相较于上层煤外错。声发射定位主要集中在破断线位置处。达到充分采动之后,模型顶部下沉盆地进行前移,产生较多的声发射事件。     

煤矿开采岩层移动的相似模拟实验及数值分析

采用相似模型和数值分析,对倾斜煤层的开采沉陷及地表移动进行了探讨。根据相似原理进行了相似模拟实验研究;采用2D-σ有限元计算程序对岩层移动及开采沉陷进行了数值分析。得到了倾斜煤层在倾向方向上移动盆地对地表的影响范围、最大下沉点位置,地表下沉曲线,以及该煤矿的下沉系数、水平移动系数、最大下沉量,所得结果对矿井的延深设计及灾害预测具有实际的指导意义。     

长壁工作面“T”型交叉口围岩稳定性分析

采用理论分析和数值模拟方法,分析长壁工作面顺槽和开切眼交叉口煤柱、顶板和底板的应力场与位移场分布特征,以确定围岩稳定性状况。研究结果表明:由于受二次应力场叠加的影响,煤柱在交叉口拐角处围岩裂化,形成较大范围的弧形三角形卸压区,此处是煤壁片帮严重、顶板下沉剧烈区和底鼓区集中的地方;交叉口处围岩的强扰动区域半径大约是巷道的宽度;建议在强扰动区域内采用整体锚固方式,加大锚杆、锚索支护的强度、深度和密度,并采用锚网、钢带和钢筋梁等支护构件,必要时利用单体支柱支护顶板。研究结果可以给同类条件下长壁工作面的开采支护提供参考。     

基于围岩稳定性的阶段中矿块开采顺序的数值模拟优化

地下开采中地压分布与转移随开采空间变动而变动，不同的开采顺序会带来不同的围岩稳定性。本文从围岩稳定性出发，对三种阶段中矿块开采顺序（从中央到两翼、从两翼到中央、从一翼到另一翼）进行了数值模拟分析研究，寻找到最有利于围岩稳定的阶段矿块开采顺序，从而使地下开采顺序选择从传统经验法上升到有限元数值模拟定量分析及优化阶段。     

深部开采巷道围岩稳定性监测及分析

随着三山岛金矿开采深度不断增加,地应力增大、地温升高、涌水量和净水压力增大,巷道围岩的变形破坏日益严重,冒顶和片帮等突发工程事故发生几率增加,作业环境恶化和生产成本急剧增加等一系列问题突出。为了及时掌握深部巷道围岩的稳定性,在-555 m水平巷道布置3个断面收敛计、2个多点位移计、4个钻孔应力计,分别对巷道的表面位移、深部位移、围岩压力进行监测。通过采集和分析监测数据,及时准确地对巷道的围岩稳定性做出评价,为矿山的安全高效生产提供科学指导。     

基于锚杆锚索支护条件下围岩稳定性分析

矿井矩形巷道支护往往使用时间长、支护效果差、维护成本高;采用FLAC3D数值模拟软件等方法分析探讨锚杆锚索支护强度和稳定性;拟定锚杆锚索联合支护方案;现场应用表明,支护效果良好,充分发挥了围岩承载能力和锚杆支护强度高的优势.     

混合开采孤岛面围岩稳定性分析

为了对混合开采孤岛面冲击矿压进行预报和控制,采用离散元数值计算程序UDEC4.0,对混合开采孤岛面围岩的应力分布、变形规律以及顶分层煤柱的稳定性进行了模拟研究,并结合现场观测分析了混合开采孤岛面的矿压显现特征。研究表明:1)孤岛煤柱开采过程中,上覆岩层引起的应力通过15 m煤柱向下传递至工作面,煤柱两侧6~8 m范围形成高应力区。2)下分层孤岛工作面两侧开采结束,煤层上方10.08 m处和147.3 m处测点的最大下沉量分别达到7.84 m和3.6 m,分别是采高的83.4%和38.3%。3)顶分层、孤岛面两侧煤层采后,15 m煤柱垂向压缩量分别为原始高度的38.8%和59.4%,15 m煤柱基本被压酥,己经失去支撑能力。4)现场实测孤岛面初次来压步距为23.2 m和周期来压步距为11.78 m,与数值模拟得到的规律基本一致。     

多次采动影响下巷道围岩稳定性数值模拟研究

采用数值模拟方法,分析了芦岭煤矿上部工作面多次采动对底板巷道围岩稳定性影响,包括上部8#煤、9#煤工作面重复采动影响下的围岩应力分布规律,研究了轨道上山在采空区下方、停采线下方及煤柱下方的围岩应力分布情况及巷道变形特征,计算结果与现场实际观测一致。对于预测巷道的变形和破坏具有指导意义。     

上行开采围岩结构稳定性测试分析

为确保上行开采安全,根据何家塔煤矿多煤层地质采矿条件,在采动影响倍数法、"两带"判别法等传统上行开采可行性初步判断方法的基础上,进一步通过对上煤组已掘大巷内现状调查、地应力测试、围岩结构及强度测试等岩石力学现场测试等手段,综合论证了上行开采的可行性,得出:下煤层采空区对上煤层已掘大巷的稳定性没有明显的影响,上组煤可进行正常的上行开采。     

基于D-P准则的巷道围岩稳定性分析

基于以D-P准则为屈服函数建立的弹塑性本构模型,利用有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics对巷道围岩的稳定性进行了数值模拟,分析了巷道围岩的应力、位移分布情况,对比了以Mohr-Coulomb准则和D-P准则为屈服函数时巷道围岩的塑性区分布,探讨了巷道围岩的失稳破坏形式。研究表明,以Mohr-Coulomb准则为屈服函数时可能会低估巷道围岩塑性区分布范围;巷道两帮首先发生拉伸破坏,随后发生剪切破坏,最终形成X状共轭剪切破坏。     

巷道尺寸对围岩稳定性影响规律的数值模拟分析

为分析巷道断面尺寸的变化对围岩稳定性的影响,基于Mohr-Coulomb准则,采用CDEM数值模拟软件,建立相同地质条件下的5个不同断面面积的直墙半圆拱巷道模型,分析巷道宽度与高度变化对围岩位移、塑性区、应力场分布的影响,揭示围岩稳定性的断面尺寸效应,为矿井巷道合理断面尺寸的确定提供借鉴。     

基于围岩劣化诱导的洞室群稳定数值模拟

洞室施工过程的诱导扰动包括应力释放和转移、围岩劣化等,导致洞室群出现加速失稳。利用 RFPA 软件分别建立了水平排列三圆孔和倾斜排列三圆孔数值模型,前者通过邻近圆孔的材质替换模拟围岩劣化诱导研 究圆孔破坏过程,后者研究最大剪应力方向圆孔破坏特征。水平排列条件下,分别利用临近空孔填充石蜡和石膏 等不同扰动诱导程度研究表征稳定性的特征参数,包括拱顶沉降、声发射和应力分布。结果表明,斜孔布置在 45° 方向较易破坏且破坏程度从上圆孔开始,拱顶沉降也最大。通过填充石膏和石蜡模拟围岩劣化诱导程度,石膏强 度高于石蜡,即围岩劣化诱导石蜡高于石膏,诱导程度高,拱顶沉降较大,声发射能量低,围岩劣化越严重,洞室群 易破坏,失稳越快。