杨家湾铁锌矿”三下”保护性开采安全措施研究

针对杨家湾铁锌矿现状及面临的问题,通过采矿方法技术经济比较得出适合本矿山的最优采矿方法;结合矿山现状,合理划分出崩落法和充填法开采区域;通过模拟计算,确定出崩落法采场与下部充填法采场之间隔离层的厚度;最后根据矿山现状及未采动矿体分布情况,编制出安全、合理的回采顺序。在采取上述保护性开采安全措施后,将可保护矿区地表公路、河流、民房不被破坏。     

矿山隔离矿柱回采稳定性分析及开采方案研究

冬瓜山铜矿在进行完大规模1步骤矿房回采和2步骤矿柱回采后,形成了大量的采空区和充填采场,致使岩体应力分布十分复杂,盘区隔离矿柱的回采条件已发生根本性改变。通过对开采状态的调研分析,以52-54线隔离矿柱为例,提出了2种隔离矿柱回采方案,从开采难度、矿石回收率、采切工程量等方面进行了对比分析,并结合数值模拟软件FLAC^3D对2种矿柱回采方案进行了模拟。模拟分析显示：方案1隔离矿柱在回采过程中侧壁出现了较大的位移,容易形成侧壁垮塌,并且其塑性区面积较大;方案2在隔离矿柱回采后,采场侧壁位移很小,对于在回采过程中出现的应力集中区域,减小矿房跨度,避免矿壁受到进一步破坏,回采作业对围岩的影响最小。通过综合比较,认为方案2较为合理,为可行性较高的方案。     

铀矿床“三下”开采模拟试验

本文主要介绍松软铀矿床综合体系“三下”开采的模拟试验,通过下向胶结充填采矿方法试验,并根据地压岩移、水文状况、地表及建筑物移动变形等的观测结果,论证模拟“三下”开采试验所采取的一些工艺技术措施能有效地保护地形地物,取得了良好的经济效益和社会效益。     

“三下”开采井筒保安矿柱优化及地表变形模拟分析

为解决河北某矿山"三下"开采中保安矿柱压矿严重和地表变形的实际问题,运用FLAC~(3D)数值模拟及辅助建模、图形处理软件,模拟了不同保安矿柱厚度下井筒围岩的应力应变及地表的位移变形程度,研究结果发现:相比应力应变及位移,以塑性区大小作为井筒失稳判定标准的敏感性更高;当采用充填法开采急倾斜中厚矿体时,井下关键工程必须布置在矿体30m以外甚至更远,且当此类中小型矿床埋深大于500m时,充填开采对地表影响较小。     

张庄铁矿充填法开采顶柱安全厚度数值模拟研究

充填采矿法开采的矿山,最后一个阶段顶柱的合理厚度设置对于矿山安全高效至关重要。如若顶柱厚度太薄,易引发顶板破裂和垮塌,危害矿山人员安全;如若顶柱过厚,则会造成矿产资源的浪费。因此,通过数值模拟手段,基于位移场、应力场、塑性区及安全系数综合分析结果,对张庄铁矿充填法开采的顶柱安全厚度进行了研究,确定合理的顶柱厚度,即可保证开采的安全性,又兼顾了矿石回采的经济性。研究结果表明,根据矿房跨度的不同,可确定张庄铁矿充填采矿法开采的顶柱厚度为15～20 m,为类似矿山顶柱安全厚度确定提供一定的参考依据。     

滨海基岩矿床安全开采合理隔离层厚度的确定

针对滨海基岩矿床安全开采合理隔离层厚度留设问题,基于材料力学、结构力学等共七种理论计算方法综合确定隔离层厚度,利用点柱式上向水平分层充填法建立三维数值计算模型,通过结合FLAC3D数值模拟软件,分析理论计算结果的合理性,研究不同中段开采充填情况下第四系底部的稳定性特征,最终得出安全开采所需的隔离层厚度必须在12m以上,合理的开采上限必须在-57m以上。通过分析数值计算模型第四系底部的沉降变形,发现第四系底部最大沉降集中于中间采场 ,最大沉降量为13.73mm。研究成果为滨海基岩矿床安全开采,提高资源回采率提供了有益指导。     

基于正交试验与数值模拟的马郡城铁矿采场结构参数优化

金属矿山开采过程中,采场结构参数影响着采场稳定性和企业经济效益,其合理设计对实现安全高效生产具有重要意义。针对马郡城铁矿矿区内东南角地表存在马郡河以及木材厂、民房等建构筑物,造成矿区10线以东矿段复杂难采的问题,基于正交试验原理对采场主要因素进行方案设计,利用ANSYS与FLAC^3D耦合建模的方式对9种不同方案进行模拟,分析了采场应力—应变情况和地表沉陷规律。结果表明,各因素对地表沉陷影响主次顺序为矿块长度>间柱宽度>矿块高度,矿块高度对塑性区体积影响最为显著;确定最优采场结构参数为矿块长度40 m、矿块高度40 m、间柱宽度6 m。通过正交试验与数值模拟结合的方式在原有设计基础上对矿块参数进行了优化,对马郡城铁矿“三下”开采的采场参数设计具有指导意义。     

河流下条带充填开采可行性分析

针对某矿河流下开采不存在隔水层、埋藏浅和地表地形复杂等特殊情况,分析了条带充填开采的分类,提出了采用倾向条带充填开采方法,通过矿压理论和材料力学理论分析了条带充填的可行性,通过数值模拟方法,对条带充填参数进行了设计,在提出的方案中找出最安全经济合理的条带充填方案。     

沙漠特厚风砂层下某铁矿水平隔离矿柱厚度的确定

某铁矿山围岩不稳固、矿体赋存在沙漠特厚风砂层下。由于风砂粒度细、流动性好,应用崩落法开采贫化率和损失率很高。为保证下部矿体安全高效开采,提出了在风砂层与矿体的接触面以下留设水平隔离矿柱的方案。研究采用经验公式和FLAC3D数值模拟相结合确定了水平隔离矿柱的合理厚度。结果表明,在采用隔一采一的无间柱分段空场嗣后充填法分条开采跨度为10 m的矿房时,留设的20 m隔离矿柱是稳定的。     

紫金山金铜矿露天地下联合开采隔离矿柱厚度数值模拟研究

对于露天与地下联合开采矿山,确定隔离矿柱的厚度过薄,易造成露天底隔离矿柱突然间崩落,反之留得过厚又会造成矿产资源的浪费,通过数值模拟手段对露天开采底部标高为+652~592 m时的露天与地下开采模型进行分析研究,并通过拟合得到隔离矿柱厚度与最大拉应力的关系曲线,确定了紫金山金铜矿露天地下联合开采的隔离矿柱合理厚度,对矿山露天与地下的正常生产以及露天采场边坡的稳定性和地下采场的稳定性有一定的指导意义。     

冬瓜山铜矿隔离矿柱开采方法及稳定性分析

叙述了冬瓜山铜矿采用大直径深孔嗣后充填开采法进行多个采场同时开采,嗣后一次全尾胶结填充采空区的做法;同时通过数值计算软件模拟3种采场结构参数,分析采场的稳定性。计算结果表明：当采场长度越长,采场宽度越大时,围岩里面的最大主应力越大;当采场宽是14 m,长是28 m,永久矿柱厚度是4 m时,采场塑性区范围最小;此组参数被定为隔离矿柱的最终采场结构参数,实现了隔离矿柱的安全高效开采。     

柿竹园钨多金属矿露天地下协同开采安全隔离层厚度研究

安全隔离层厚度的确定对矿山露天地下协同开采的安全和产能过渡有重要意义。为了确定柿竹园钨多金属矿安全隔离层厚度,首先运用多种隔离层厚度计算理论,计算安全系数在1.2～2.0时的隔离层厚度范围。在此基础上,对不同厚度安全隔离层条件下采场顶板的力学特征进行数值模拟分析。当隔离层厚度小于80 m时,采场顶板监测点处产生的垂直位移和拉应力随隔离层厚度的减小而明显增大;当隔离层厚度大于80 m时,采场顶板垂直位移和拉应力随隔离层厚度不同变化不大。综合数值模拟和理论计算结果,最终推荐安全隔离层厚度为80 m。     

“三下”煤层安全高效开采技术研究

我国"三下"煤层储量丰富,对其进行开采有利于减少煤炭的浪费,研究"三下"煤层的开采技术有重要意义。本文从煤层开采引起岩层下沉、移动出发,分析"三下"煤层的开采技术和安全高效开采需改善的问题,为"三下"煤层开采提供了一定依据。     

井下充填体安全隔离层稳定性分析

为了保证“井下充填体安全隔离层方案”的可靠性，用三维弹塑性有限单元法对方案的稳定性进行了充分、全面的模拟计算分析，得出了切合实际的计算结果。在矿山井下构筑大范围的充填体安全隔离层这类事例国内矿山难以找到，通过广西高峰100#矿体的现场实施情况，认为这种井下安全防护方式具有相当好的效果。     

白源矿“三下”压煤开采方案设计及模拟优化研究

针对白源矿“三下”压煤造成的煤炭资源大量浪费问题,采用相似材料模拟法对系统进行岩层扰动分析,采用离散元数值模拟(UDEC)法沿煤层走向方向建立模型,进行岩层扰动应力分析,对４种不同开采方案下地表的垂直下沉、倾斜、水平移动、水平变形量等指标进行对比分析.结果表明:相比于长壁开采,采留比为１的条带开采法对上覆岩层的采动影响较小,且采留比越大,采动影响越强烈.最后,综合地质条件、开采技术难度和社会经济效益,建议针对白源矿采区上方地表分布大面积砖混结构建筑物的采区,采用长壁开采方法;采区上方分布有Ⅰ级保护建筑物或高层建筑物时,采用留保安煤柱的条带法开采或充填法开采;在矿区铁路等关键区域设置禁采区,以保证矿山安全生产.     

麻黄梁矿充填开采对地表环境的影响规律研究

为了保证“三下”压煤的安全、高效开采,降低“三下”开采对地表设施和生态环境的影响,以麻黄梁矿为背景,基于UDEC数值模拟与实际观测对建筑物下条带充填开采的可行性进行了分析,并对地表建筑物和地表生态环境的影响作用进行了分析。结果表明：目前采用的“采8留24”条带充填开采技术可以满足矿山安全高效的生产;充填开采对麻黄梁矿区地表建筑物以及工业场地的影响较小,下沉量约10 cm,与实际监测结果相近,保障了开采安全。研究成果将对提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,促进矿区的可持续发展具有重要的指导作用。     

进行开采沉陷研究 解放“三下”压煤

根据铜川矿区地形地质条件，对开采煤炭过程中引起的地表沉陷进行观测研究，并运用研究成果“铜川模型”指导“三下”采煤，取得效果。     

永平铜矿露天采场隔离层矿体开采数值模拟研究

以永平铜矿露天采场边坡及露天-地下联合开采隔离层为研究对象,采用CAD-Rhino-Flac3D软件耦合建模的手段,对坑底矿体开采进行数值模拟分析.基于数值模拟及边坡稳定性计算结果,综合分析了-38～-50 m矿体开采对边坡及隔离层的影响.研究结果表明,该区域矿体开采会降低边坡安全系数,使边坡处于欠稳状态;随着-38～...     

程潮铁矿深部矿体分区开采方案优选研究

程潮铁矿一500 m中段矿体回采进入尾声﹐即将进入一570 m中段回采,针对一570 m中段矿体开采无法保证生产需求等问题,以程潮铁矿一57o m中段、一675 m中段矿体与围岩为研究对象,研究以不同开采方案开采矿体后对地表稳定性的影响﹐借助 MIDAS软件建立三维数值模型﹐并采用三维有限差分软件对不同开采方案下地表岩层移动进行仿真模拟分析与研究,基于数值模拟结果对采场应力分布进行分析,并提出稳定性建议。结果表明:程潮铁矿深部矿体开采对地表的影响主要在矿体正上方,地表沉降大小与距离塌陷坑的距离成反比,一570 m中段与一675 m中段的矿体以49线为分界设隔离矿柱,矿柱西侧充填东侧崩落开采时能达到地表稳定性与经济效益的动态平衡。