普朗铜矿地压综合监测数据分析与研究

普朗铜矿在运用自然崩落法进行拉底推进和出矿作业过程中,在断层构造影响下,面临底部结构围岩破坏变形和地表不均匀沉降等问题。因此,普朗铜矿采用微震、应力和三维激光扫描综合监测系统,对开采过程中矿山地压状况进行监测和分析。结果表明：西沿拉底推进对首采区岩体稳定性影响较大;采区南部底部结构应力变化相对频繁;地表塌陷区东部区域与沟底核心区域沉降速度最快。以上研究结果为矿山调整拉底、出矿和二次支护计划提供了参考依据,起到了良好效果。     

自然崩落法开采过程中底部结构稳定性规律研究

采用应力、位移手段,并结合开采过程中底部结构岩体破裂裂隙宏观现象统计情况,综合对普朗铜矿矿区回采过程中底部结构稳定性规律进行研究,得出该地质条件下拉底推进过程对底部结构应力影响范围为推进线前后20m左右,同时基于应力与微震监测数据,得出底部结构开采过程中稳定性受断层影响较大,底部结构断层揭露线附近30m易诱发较大的应力集中,该范围内的岩体需要有针对性地进行二次支护。     

断层影响下底部结构地压活动规律研究

普朗铜矿采区赋存5条贯穿的大断层,且存在众多小断层相互交错,对底部结构的稳定性影响较大。本文针对断层建立了地压监测分析模型,分析了开采过程中断层影响范围内岩体的地压活动规律。研究表明,断层区域微震事件聚集现象明显,断层揭露线上矿柱应力值变化较大,断层交叉区域的矿柱易产生应力集中现象。为有效改善应力集中和局部岩体变形,提出了针对性支护等措施。     

自然崩落法放矿量与底部结构应力分布关系研究

普朗铜矿运用自然崩落法进行开采,未放出的矿体作用在底部结构之上,易导致矿柱产生受压破坏,威胁底部结构稳定性。利用地压监测手段及时掌握开采过程中底部结构的应力分布情况,可锁定底部结构应力集中区域,并通过研究放矿量与底部结构应力分布的变化关系,优化和平衡各放矿口的放矿计划,调节底部结构应力分布,从而减少应力集中对底部结构的破坏。     

普朗铜矿自然崩落法开采过程综合在线监测技术研究

自然崩落法采矿过程中,顶板冒落规律掌握、底部结构稳定性情况、地表沉降趋势监测及控制等,不仅关系开采过程人员和财产安全问题,更是决定自然崩落法能否成功用于普朗铜矿的关键。采用微震、三维激光扫描、TDR、钻孔电视、应力位移等技术,综合对普朗铜矿顶板冒落规律、底部结构变化情况、地表沉降实时显现进行在线监测,并通过统一平台对数据进行综合联动展示和分析。该综合在线监测技术应用,控制了崩落面和松散矿堆之间的高度,避免上覆矿岩大范围崩落产生空气冲击气浪;优化了拉底推进与底部结构开口之间的空间位置关系;解决了底部结构矿柱二次加强支护时机及措施选取问题;实现了地表稳定均匀沉降。综合在线监测技术在普朗铜矿得到很好应用。     

自然崩落法底部结构应力分布的研究

中条山有色金属公司铜矿峪铜矿引进了美国自然崩落法技术。为研究该法在拉底、崩落过程中底部结构的应力分布及其变化，在首采区段内，利用多种监测手段对底部结构的应力和变形进行了全面系统地监测。本文是在此基础上，叙述了自然崩落法在开采过程中底部结构应力分布及其变化特点，并对底部结构的稳定性进行了分析和评价。     

自然崩落法拉底过程底部结构稳定性研究

自然崩落法技术要求高,涉及的岩石力学问题也非常复杂,不同拉底方式拉底过程中,底部出矿结构所受应力状态不同,稳定性也不同。以普朗铜矿相关条件为依据,采用数值模拟方法对自然崩落法开采拉底过程中底部结构的应力变化进行研究。分析研究表明:前进式拉底过程中,拉底推进线后方45m左右区域应力逐渐发生释放,最大主应力减小到10MPa左右,底部结构整体稳定性要好于后拉底,出矿水平最小主应力处于岩体抗拉强度范围内,且新增塑性区符合前进式拉底特点。因此,前进式拉底利于维护底部结构的稳定性。     

普朗铜矿自然崩落法采矿底部结构稳定性研究

本文通过对国内最大的自然崩落法采矿基地——普朗铜矿的进行地应力反演,并对矿体进行岩石力学特征评价,并对前期运营过程中底部结构的所受的应力状态进行了研究,以及对矿区采场中在拉底及出矿过程中,巷道的稳定性特征及破坏规律进行了对比分析,并且针对上述规律提出了普朗铜矿前期底部结构稳定性防护措施,对采矿实践有一定的指导作用。     

基于PFC2D的自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间的关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明:三种拉底宽度下,应力重新分布后应力集中在拉底推进线前方50~80m内,应力集中区应加强支护。随着拉底宽度的增大,峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22 MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力,不利于底部结构的长期服役。研究所得结果可以对矿山支护起到指导作用。     

基于PFC2D自然崩落法数值模拟

云南普朗铜矿是一个新建的大型铜矿山,矿山设计采用自然崩落采矿法。自然崩落法底部结构受力规律尚不明确,为了研究矿山开采中底部结构受力变化,采用PFC2D数值分析软件,针对普朗铜矿3720水平首采区地质条件及岩体物理力学参数建立计算模型并简述了岩体微观参数与宏观参数之间关系。同时模拟分析三种拉底宽度及放矿过程中底部结构应力变化规律。结果表明：三种拉底宽度下,应力重分布后应力集中区范围集中拉底推进线前方50m-80m内,应加强支护。随着拉底宽度的增大峰值应力随之增大,在45m拉底宽度下最大应力达到22MPa。在放矿时,放矿漏斗侧壁及眉线处会产生高动态应力不利于底部结构的长期服役。研究所得结果对矿山支护起到指导作用。     

基于三维激光扫描技术的地表沉降实时监测与预警

普朗铜矿自然崩落法开采会引发顶板崩落及地表沉降,地表均匀稳定的沉降尤为关键,因此实时掌握地表沉降规律是非常重要的。本文利用三维激光扫描技术,对普朗铜矿地表沉降的动态变化情况进行实时监测。通过实时监测,得出了重点监测区域的平均沉降速度,为底部结构放矿参数的优化提供了依据。三维激光扫描技术在该矿实时监测地表沉降规律中得到了很好的应用,具有较好的推广应用价值。     

普朗铜矿大规模开采关键技术应用研究

普朗铜矿矿石品位低、矿体厚大、矿岩易崩落、地表容许塌陷,是自然崩落法采矿的理想目标。为了保证自然崩落法的成功应用,普朗铜矿组织开展了一系列井下大规模开采关键技术研究,主要包括矿床开采技术条件、矿体可崩性与崩落矿石块度预测、高中段大面积放矿控制技术、底部结构巷道稳定性和支护技术研究等,为应用自然崩落法开采打下了基础。     

自然崩落法底部结构应力状态研究

以普朗铜矿为研究背景,通过分析拉底工程在自然崩落法中的重要性,应用FLAC3D数值模拟软件,研究拉底过程中,逐渐增大拉底推进线尺寸时,底部结构应力状态的分布情况,得到一个聚矿槽开挖距拉底推进线较有利的距离。并且,在实测地应力的基础上,通过改变水平构造应力值,研究了4种不同应力状态下,底部结构的应力分布情况,分别得出有利于矿石崩落及底部结构稳定的应力状态。该研究成果将对自然崩落法矿山的采矿工艺设计和安全生产具有指导作用。     

微震监测自然崩落法开采过程中顶板冒落规律应用研究

微震监测技术是上覆岩层冒落规律监测的重要手段。采用微震监测系统,对普朗铜矿自然崩落法开采过程中顶板冒落规律进行实时监测和预报。在充分结合普朗铜矿开采条件下,进行微震监测系统台网布置优化,确定该矿首采区微震监测要求的最佳监测系统配置方案;总结分析微震活动的时空演化特征,并对复杂地质构造影响下岩体破裂范围进行圈定,进而识别发生顶板大范围冒落的前兆信息及潜在危险区。     

铜矿峪铜矿拉底方式优化研究

铜矿峪铜矿采用自然崩落法开采,随着向深部开采原岩应力不断增加,为改善拉底过程中的应力环境,保证底部结构的稳定,采用FLAC3D对拉底过程中前进式和后拉底两种方式进行了模拟分析。结果表明采用前进式拉底时底部结构所在区域的应力环境具有明显的改善。     

地应力作用下金属矿山崩落区断层稳定性分析

金属矿山长期采用崩落法回采矿石,形成了大量崩落区,在长期的应力集中、风化作用及爆破振动影响下,崩落区岩层稳定性持续降低,进而产生变形直至发生破裂形成断层,从而严重影响矿山安全生产。为研究地应力作用下金属矿山崩落区断层稳定性及相关参数变化规律,以狮子山铜矿深部开采为背景,采用大型商业有限元软件LS-DYNA计算地应力作用下崩落区断层位移、有效应力及损伤。研究结果表明,崩落区断层位移、有效应力和损伤程度会随断层所处深度的增加而增大,随着距崩落区边界距离的增大而减小;在构造和自重应力作用下,断层处的应力集中会使该弱面结构产生较大损伤,且断层越深,潜在的危险性越大;为提高采场结构稳定性,应加强对断层结构监测。研究结果为预测崩落区断层稳定性及矿山安全生产提供参考。     

推进方式对断层围岩应力演化规律的影响

煤炭开采中的冲击地压与断层构造密切相关,而工作面分别沿断层上盘和下盘推进时具有不同的冲击危险。为研究工作面推进方式与断层活动的相关性,以某过正断层工作面为例,通过数值计算分析不同推进方式下断层两盘接触应力状态的演化过程,基于对推进过程关键层破断规律的分析,研究断层应力演化差异性产生的原因,并通过工作面实际回采过程的微震监测数据,验证了采动影响下断层活化规律。研究发现:上盘开采时的断层应力变化幅度大于下盘开采时的应力变化幅度,上盘开采时断层围岩系统应力传递能力优于下盘开采;推进方式会影响上覆岩层破断后的覆岩结构和应力传递,上盘开采时关键层破断后更易形成砌体梁结构,且结构体系的稳定性高于下盘开采,下盘开采时工作面冲击危险性更高,须根据断层性质做好工作面布置和开采优化,进而降低冲击地压危险。     

自然崩落法底部结构失稳因素及支护对策研究

某铜矿使用自然崩落法开采,矿山进入深部开采后,底部结构破坏严重,传统的锚杆支护很难起到作用。针对矿山深部采区底部结构失稳问题,采用Midas-GTS有限元软件对拉底过程中底部结构的应力分布进行研究,并提出了一种底部结构联合支护方案。研究结果表明:在前进式拉底过程中,底部完全拉开后,出矿水平巷道交叉处及桃形矿柱会出现拉应力,且超出了岩体抗拉强度,基于此规律提出底部结构联合支护方案,并由数值计算可知支护后底部结构最大位移降低了38.5%。此支护方案对该铜矿山底部结构维护有一定的指导作用。     

基于FLAC3D的主层开采对副层底部结构稳定性的影响研究

以自然崩落法开采的铜矿峪铜矿4^#矿体为研究背景,通过对主副层三维建模,并利用FLAC^3D软件对554 m主层开采扰动下614 m副层底部结构稳定性变化进行数值模拟,以对底部结构的应力分布规律和塑性区进行分析。结果表明,由于叠加压力拱效应,主副层交界处以及副层拉底推进线前方底部结构压应力集中程度会随着主层拉底和落矿增大而增大; 因主层开采,副层底部结构拉底空间下方出矿穿脉和桃形矿柱拉应力一定程度减小,使其不易超过岩体抗拉强度; 必须采取措施使压力拱范围内底部结构强度高于拱角应力强度,以避免推进线前方底部结构发生破坏。     

自然崩落法拉底爆破对底部结构稳定性影响分析

在自然崩落法开采过程中,集中拉底爆破作业产生的震动影响底部结构岩体稳定性。利用微震监测系统监测并鉴别出爆破和微震事件,对爆破前后的监测到微震事件精确定位。通过分析爆破前后底部结构岩体的微震活动,圈定出爆破震动范围和底部结构围岩薄弱区域。结果表明,爆破后底部结构附近微震事件数量明显增加,距离爆破中心120m范围内均为地压风险区域。