折腰山铜矿露天转地下开采的地压研究

露天转地下开采是一项复杂、综合性强的岩体力学课题。它包括以下研究课题:露天坑下部采场地压研究、地下开采对露天边坡稳定性影响的研究和滑坡对地下开采的影响等。为了探索折腰山铜矿露天转地下开采的岩体应力分布特征、边坡岩体移动规律、地下开采对滑坡的影响,长沙矿山研究院进行了较系统的研究。     

露天转地下开采边坡岩体滑移规律研究

采用数值模拟方法,研究了地下采动对边坡岩体变形的影响特点与规律,并结合海南铁矿石碌矿区露天转地下开采具体的采矿方法进行分析,从中探索在先期露天开采并形成一定边坡规模条件下,在其下部继续进行地下开采后,边坡岩体的应力应变、变形破坏机制,以便为该矿山或者类似矿山的后续采矿设计以及安全生产提供一定的理论依据.     

急倾斜矿体露天转地下开采边坡滑移机制

露天转地下开采后,涉及露天与井工开采相互扰动问题,影响因素更加复杂,边坡滑坡风险剧增,掌握露天转地下开采边坡滑移机制对矿山深部资源的开发具有重要意义。本文以北京云冶矿山露天转地下开采为工程背景,通过数值模拟分析方法,研究了地下采区不同区域的开采对不同空间位置边坡稳定性的影响,揭示了两种开挖体系之间相互诱发与相互扰动机制、以及采动影响域相互重叠加的特点。在此基础上,进一步分析了地下开采引起边坡岩体的变形机制。研究结果表明:当开采深度达到240m时,复合边坡的坡角达到最大,边坡处于危险状态之中;区划出的不同开采位置诱发的危险变形区域和实际情况较为吻合。     

地下采区开采方法对边坡岩体变形的影响规律

在地下与露天复合开采的矿山中,由于露天边坡岩体位于地下采动影响区域内,致使边坡岩体受到两种采动的影响,其中不同的地下采矿方法影响程度不同。为评价地下开采方法对边坡岩体的影响,对抚顺西露天北帮北坡变形进行了分析,得出了地下采区不同开采方法对边坡岩体变形的影响规律,为该矿边坡岩体动态分析及类似矿山开采设计提供科学依据。     

露天转地下开采诱发高边坡滑移机制研究

露天转地下开采过程中边坡稳定问题是矿山安全生产的关键技术和核心难题之一。以工程实例为基础,应用离散元数值模拟,选取合适的力学参数,运用3DEC、Matlab等软件系统,分析了地下开采对高大边坡稳定性的影响机制、滑移特点和后续变形发展趋势。研究结果表明：受露天与地下开采两者的复合采动作用的影响,滑移变形产生了叠加作用,地表的下沉曲线形成多个大小不同的下沉盆地,导致不同区域边坡岩体变形破坏程度也不同。根据数值模拟结果可知：地下采区的不同开采阶段诱发的移动角大小不同,开采厚度不同,上覆岩体的破坏程度也不同。所以,露天转地下开采中,边坡稳定性主要受到采空区处理方式和开采厚度等多重因素的影响;在边坡稳定性评价时,需要结合具体开采情况进行分析和评价。     

眼前山露天矿转地下开采边坡大变形模式数值模拟

针对眼前山铁矿露天转地下开采条件下的边坡岩体的变形、破坏和稳定性问题,采用FLAC大变形模式分析了矿体开采不同深度下的露天边坡变形破坏特征。开挖模拟显示北帮软岩边坡易产生大量滑落,但一般不会形成突然快速的滑坡,对地下开采的安全影响不大,但大量小颗粒碎石补充岩石覆盖层,对控制损失贫化指标不利。南帮硬岩边坡岩体开采初期未出现较大的变形和整体滑移。     

地下采动对边坡岩体稳定性的影响规律

在各类矿产资源的开采过程中,有许多矿区属于地下与露天复合开采情况。依据采区的空间对应关系,两种采动影响域中的一部分相互重叠,致使其采动效应相互作用和相互叠加,从而组成一个复合动态系统。该文在实例分析的基础上,主要研究地下采动对边坡岩体变形的影响特点与规律,并结合采矿特点进行分析,从中探索地下与露天复合采动体系中边坡岩体变形与破坏机理,以便为此类矿山后续采矿设计及安全生产提供理论依据。     

石碌铁矿北一采区露天转地下开采沉陷机理研究

露天转地下开采过程伴随着强烈的岩体移动及变形特征,引发开采沉陷问题,是露天转地下矿山安全管理方面的重点研究内容。以海南石碌铁矿北一采区为研究对象,采用FLAC3D数值模拟方法,建立考虑开采扰动的露天转地下力学分析模型,分析不同开采阶段下采区围岩、边坡岩体及地表岩层的位移、应力分布特征,根据塑性区变化特征和现场地表塌陷现象,揭示露天转地下开采沉陷机理。研究表明：边坡岩体中最大拉应力区主要集中在采场回采区与坡顶区域,并随着开采深度增加持续扩展,这将降低岩体稳定性。开采扰动下北帮、西帮处的边坡整体位移值相对较小,南帮东部、东帮至小英山区域岩体位移值随着开采深度增加而显著增大,尤其在开采-90 m至-105 m时,位移值急剧增加。塑性区主要出现在回采区围岩和东帮上方坡面及其部分坡顶后方区域。回采区围岩的塌陷进一步引起了崩落区和变形区岩体位移,沿塑性区边缘形成采坑裂缝,小英山后方区域拉伸破坏进而形成地表拉伸型裂缝,坡脚沉陷及岩体裂隙发育造成东帮边坡滑坡。整体上看,露天转地下工况下开采沉陷表现出强烈的向坡体临空面方向的水平位移特征。     

白银折腰山铜矿露天转地下开采地压研究

折腰山铜矿露天转入地下开采后,露天边坡给地下开采带来一系列地压问题。本课题针对这一问题,采用各种方法,对该矿露天边坡岩体的结构特征和稳定性分类、岩体应力分布特征等主要岩体力学特性以及地下开采方案实施的可行性等进行了研究,提出了开采方法的改进及露天转地下开采应注意的问题。     

深凹露天转地下采场巷道围岩监测及稳定性分析

通过现场监测和数值分析相结合的方法,从位移和应力角度对杏山铁矿露天转地下开采过程中的露天边坡和井工巷道的围岩稳定性问题进行研究,分析了采场巷道围岩的位移、应力变化规律,揭示了露天转地下开采过程中围岩体所受复合采动扰动的力学机理,结论如下:巷道两帮和顶板围岩位移增长率均呈现出典型"S"形趋势,即"加速变形期-急速变形期-平缓期",最大复合采动应力大约距工作面40m左右,采场扰动和巷道掘进扰动的应力叠加,成为巷道变形破坏的主要原因;地下开采过程中,覆盖层下沉,巷道顶板应力由垂直转向侧向挤压,随着开采深度的增加,覆盖层下移距离增大,坡脚拉应力和巷道应力集中区域增大,导致露天转地下开采过程中围岩体发生破坏失稳。     

露天转地下开采高陡边坡监测与稳定性分析

通过建立高陡边坡综合监测系统,对贵州息烽磷矿露天转地下开采过程中的边坡稳定性进行了实时监测,从应力和位移两个方面综合分析了露天转地下复合扰动作用下边坡应力和位移变化规律,并得出如下结论:875平台的边坡稳定性主要受单-露天采动影响,边坡岩体滑动面位置距坡面较浅,滑移面尚未形成;复合采动影响下,800平台处坡体内应力经历了"急剧失衡-缓慢调整-新的平衡"的"L"型变化过程,边坡位移的增长呈现"加速变形期-急速变形期-平缓期"的"S"形变化趋势;应力的缓慢调整阶段边坡位移处于急剧增长状态,这是预测露天转地下复合采动影响下边坡滑移的关键阶段。     

高陡边坡下挂帮矿开采方法与稳定性分析

我国许多大中型露天矿山经多年开采形成高陡边坡,并积压大量挂帮矿,这部分矿体开采条件差,特别是露天转地下矿山,挂帮矿的安全高效开采对整个矿山的经济效益和生产安全具有重要影响。以庙沟铁矿露天转地下开采为背景,基于露天转地下开采的时空特征,提出一种低分段平底结构的分段矿房法。研究表明,这种方法可有效回采挂帮矿,且有利于采后边坡处理与覆盖层形成。采用有限元软件进行挂帮矿开采过程中边坡与采场稳定性数值分析,结果证实,低分段平底结构分段矿房法可安全、高效地回采高陡边坡下的挂帮矿。     

露井联合开采条件下矿山边坡运动损害规律研究

露井联合开采时,采动效应会综合叠加,矿山边坡将受到数个应力场作用,复合采动影响下的边坡岩体的滑移机制与变形规律会更加复杂。以安太堡露天矿露井联合开采影响边坡为研究对象,利用数值模拟的方法研究了该露天矿东帮边坡在露井联合开采影响下不同开采进度时,边坡岩体的运动规律、地下开采上覆岩体的损害机制,从而系统地归纳出安太堡露天矿露井联合开采影响边坡可能发生的破坏模式,为采区安全生产提供了科学指导。     

断层影响下境界矿柱稳定性数值分析

露天转地下开采的矿山,其露天坑底境界矿柱厚度的确定,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。针对石人沟铁矿露天转地下设计资料和地质资料,运用RFPA进行建模,研究了地下开采对露天境界顶柱受力和变形情况,分析了境界顶柱的稳定性,为矿山设计提出的境界顶柱厚度进行了验证和补充,同时也为矿山设计施工提供依据和指导。     

露天转地下开采充填体变形参数对边坡稳定性影响研究

以舞阳铁矿铁古坑采区露天转地下首中段开采为例,运用力学理论分析充填体变形参数对露天边坡稳定性的影响,并根据该矿充填体变形参数取值范围设计相应的数值模拟方案,采用有限元局部强度折减法计算各方案下边坡安全系数,分析充填体变形参数与露天边坡稳定性的关系,结果表明,随着充填体弹性模量或泊松比提高,露天边坡稳定性安全系数逐渐增大,充填体的弹性模量与泊松比取值共同影响露天边坡稳定性;确定了满足露天转地下开采边坡稳定的充填体变形参数范围,并确定灰砂比1∶8及以上配比的充填体可满足矿山安全生产的要求。工程中可以采用弹性模量与泊松比较高的充填体进行充填,降低地下开采对边坡稳定性影响,保障矿山露天转地下的安全生产。     

某矿山露天转地下开采对露天边坡的稳定性研究

以某露天转地下开采矿山为背景,利用FLAC~(3D)软件建立露天采坑及矿体模型,并对地下开采和充填过程进行模拟,得出露天边坡和坑底的位移及应力变化情况。模拟结果显示,在露天坑底预留保安矿柱的前提下,采用充填法开采能有效控制露天边坡及坑底的沉降、变形,从而减小地下开采对露天边坡稳定性的影响;但随着开采区域向上推进,应加强对露天边坡及坑底保安矿柱等应力集中区的监测,以确保矿山生产安全。     

急倾斜矿体露天转地下开采边坡滑移机制研究

露天转地下开采的安全问题是近年来研究的热点问题之一,边坡及环境安全因受矿体赋存条件、工程地质及其断裂带分布条件的影响较大,所以不同矿区的破坏属性差异大。本文以北京某矿山的生产实际为工程背景,研究了地下采区不同区域的开采对不同空间位置边坡稳定性的影响,揭示了两种开挖体系之间相互诱发与相互扰动机制、以及采动影响域相互重叠加或包含的特点,然后根据其数值模拟结果,并结合采动效应相互作用和相互叠加特征,区划出不同开采位置诱发的危险变形区域。在此基础上进一步分析其对边坡稳定性的影响特点及其变形规律,并提出了有效控制方法,从而为矿山安全生产提供了决策依据。     

北衙露天转地下开采隔离矿柱的稳定性分析

露采边坡和隔离矿柱稳定性分析是露天转地下矿山经常面临的问题,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。根据北衙金矿矿段隔离矿柱的厚度以及边坡工程地质条件,采用有限差分法数值软件对露采转地下的隔离矿柱进行了不同厚度的模拟计算。结果表明,露采边坡在地下开采期间隔离矿柱设为50m较为可靠,边坡基本处于稳定状态,为该矿体安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

露天转地下开采对露采边坡稳定性影响分析

露采边坡和隔离矿柱稳定性分析是露天转地下矿山经常面临的问题,对于金属矿山地下开采安全生产极其重要。根据阳雀箐钒钛磁铁矿矿段隔离矿柱的厚度以及边坡工程地质条件,采用有限元数值软件对矿山3个阶段的矿体回采进行了模拟,结果表明:露采边坡在地下开采期间均处于稳定状态。验证了隔离矿柱已确定厚度的合理性,为该矿体安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

用数值模拟方法确定露天转地下境界矿柱厚度

露天转地下开采的矿山，其露天坑底境界矿柱厚度的确定，对于金属矿山地下开采安全生产极为重要。针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况，对其安全顶柱厚度运用东北大学岩石破裂与失稳研究中心的RFPA^2D数值模拟系统，对具有代表性的断面进行了分析计算，模拟了开挖过程中境界矿柱的变形和破坏情况，为矿山设计提出的境界矿柱厚度进行了验证和补充，同时也为矿山设计施工提供依据和指导。