地表移动带范围内建构筑物安全可靠性分析

地表建构筑物位于在生产矿山地表开采移动范围内,如果按照一般圈定地表移动范围原则判断建构筑物的安全可靠性,结果是不安全或者预留保安矿柱可保证安全。为分析地表移动带范围内建构筑物安全可靠性,采用FLAC3D软件建立数值模拟模型,对矿区地表移动进行分析研究,并结合建构筑物的破坏等级评判标准,可以更加合理地判断地表移动范围内建构筑物的安全可靠性,对存在相似条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

煤矿井下提高煤柱回收率技术研究

提高煤矿井下煤柱回收率的技术措施主要包括采煤方法的选择以及巷道的合理设计与布置,从管理安全措施、技术安全措施方面论述了加强安全对于提高煤柱回收率的重要性,同时给出了具体的措施,为提高井下煤柱回收率提供了技术参考。     

悬移支架在复采面的应用

平煤集团高庄矿属于衰老矿井,主要开采阶段煤柱、大巷煤柱及对下分层进行复采,巷道顶板破碎,支护困难。通过采用悬移支架配合网下放顶煤采煤工艺,增加了工作面支护强度,提高了工作面单产水平,保证了矿井的安全生产,为类似条件矿井提供了借鉴经验。     

Impact of mining on the groundwater chemistry in the Upper Silesian Coal Basin (Poland)

The Upper Silesian Coal Basin (USCB), 7500 sq.km area (including 5500 sq.km in Poland), is situated in the Variscian Upper Silesian intermountain depression. Coal-bearing Upper Carboniferous rocks occur beneath the permeable Mesozoic and Quarternary sediments in the NE part of the USCB and the impermeable Tertiary clay series in the southern and north—western parts. Studies on hydrogeochemical environment showed a normal vertical and horizontal hydrogeochemical zone in the full extent of the basin. This zone is characterized by changes in mineralization and chemical of waters along circulation routes. Strongly mineralized waters of isolated structures represent brines of the type Cl?Na and specially Cl?Na?Ca. A general trend of increased mineralization is noted along with depth of occurrence of water independently of age of the strata. The general regularity is disturbed by the phenomena of hydrochemical inversion mainly due to the mining activity. In the USCB coal deposits have began to be intensively exploited as early as the 18th century. The coal seams are exploited by the underground mining method, mainly by the longwall system, down to the average depth from 650 m to 1200 m. The steadily increasing mining depth and the opening of new mining levels increase the extent of drainage by mines and amounts as well as salinity of pumped out water. The total quantity of water pumped out of mines equals 724 m³/min. Area of decreased piezometric heads, because of the mine drainage, covers about 2000 sq.km. As the coal mine workings are carried out in different hydrochemical zones, the chemistry of the pumped mine waters vary significantly, with the mineralization of natural mine water ranging from 0.2 to 372.0 g/dm³. The artificial hydraulic interconnections created by mining activities and deep drainage cause changes in the natural hydrochemical regime of groundwater. The desalination effect caused by mining activity depends mainly on the depth and size of mining, duration of exploitation, drainage activity and geological conditions of the USCB. The present hydrochemical zone in the USCB determined by the mining impact is shown on the maps of groundwater mineralization at the depth of 500 and 750 m, as well as on the map of the depth of the occurrence of saline waters (35 g/dm³). There is a close correlation between mineralization of water in the Carboniferous within the coal fields and the type of overlying rocks as well as degree in which the rock mass is affected by mine workings. The maximum salinity of water was found in depressional structures under the cover of sealing. Tertiary rocks, host structure not covered by the Tertiary and affected by mine workings for over a hundred years are characterized by a marked desalination of waters to the depth of about 500 m.     

传统矿柱安全系数计算公式优化研究

从矿柱强度、矿柱所受荷载等多方面对湖南省某铅锌矿采空区矿柱稳定性展开了深入研究,并采用基于面积承载理论及普氏理论对矿区1 365根矿柱的安全系数进行了计算与分析,结果表明,2种理论计算出的矿柱安全系数相差较大,且基于面积承载理论的矿柱安全系数计算公式过于保守。通过建立多种空区模型进行三维数值模拟计算与对比分析,并采用Matlab软件拟合出矿柱应力与矿柱间距、矿柱埋深之间的函数关系,最终得到 适用于该铅锌矿的矿柱安全系数计算公式。研究结果可为其他类似矿山的矿柱设计、技术服务提供参考。     

充填开采安全深度与保安矿柱圈定研究

地下矿山深度充填开采过程中,保安矿柱的留设不可避免,传统的保安矿柱圈定方法问题明显,以安全深度结合岩移角圈定保安矿柱的方法被认为是可行的,但安全深度的计算方法尚不明确。以三鑫金铜矿桃花嘴矿区为工程背景,采用理论计算、有限元数值模拟方法来研究安全深度,进而圈定保安矿柱。结果表明:通过理论计算,得到临界安全深度为-428.9m,运用有限元数值模拟软件FLAC3D对开采过程中顶板下沉量与塑性区分布、井筒位移与应力变化情况进行模拟,进一步确定了安全深度为-442m。基于安全深度理论对保安矿柱重新进行圈定,与传统方法相比,释放了大量压覆资源,提高了矿产资源利用率。     

论康家湾铅锌金矿大型防水矿柱的开采

针对康家湾铅锌金矿大型防水矿柱的赋存条件，从技术经济角度论证了防水矿柱安全开采的可行性，为该矿超前开采防水矿柱提供了参考依据，亦可为类似条件的矿山借鉴。     

西曲煤矿水文地质类型划分探讨

矿井水文地质类型划分,对煤矿的安全生产划分有着重要的意义。探讨西曲煤矿矿井水文地质类型的划分,对井田内水文地质条件及矿井充水因素进行分析,得出该矿开采受水害影响程度以及防治水工作开展的难易程度均为中等。具体为,2+3#煤层矿井水文地质类型为中等,4#煤层矿井水文地质类型为复杂,8#、9#煤层矿井水文地质类型为复杂。分析认为,该矿应加强对陷落柱的物探和钻探、本矿采空积水探放水、矿界防隔水煤柱的留设等工作,研究结果可为煤矿防治水工作提供依据,在一定程度上可确保矿井安全生产。     

关闭煤矿老空水危害与防治对策

为了防范关闭煤矿老空水可能产生的安全环境危害,应用水文地质学和采矿学理论,研究了关闭煤矿形成的老空水存在的威胁相邻生产矿井安全、资源损失、反向补给含水层、污染水资源等一系列水文地质问题,提出了做好关闭矿井收尾阶段地测工作、采掘资料归档、开展前瞻性研究、注浆加固薄弱煤岩柱、加强水位观测、做好应急管理、注浆封堵反向补给的集中通道以及资源化利用老空水等对策与建议。     

浅埋煤层开采压架类型

浅埋煤层长壁开采工作面矿压显现有时很强烈,在支架工作阻力和支护强度很大时仍发生严重的压架事故。据不完全统计,神东矿区自2007年以来先后发生十多起严重的压架事故,造成了巨大的经济损失。压架灾害是目前影响神东矿区浅埋煤层安全高效开采的重要因素之一。为了有效防治压架灾害,通过大量的工程实测,并结合模拟实验和理论分析,对神东矿区浅埋煤层开采压架机理与类型开展了系统深入的研究,结果表明:当浅埋煤层覆岩呈现复合单一关键层结构和上煤层已采单一关键层结构时,在下列4类特定条件下上覆岩层直至地表的荷载易直接作用到该单一关键层结构上,导致关键层结构的滑落失稳,引发工作面压架:1厚风积沙复合单一关键层条件;2过沟谷地形上坡段条件;3采出上覆集中煤柱条件;4上覆房采煤柱下开采条件。揭示了上述4类条件下关键层结构失稳机制与压架机理,并提出了相应的防治对策,指导了神东矿区浅埋煤层开采压架灾害的防治实践。     

锡林浩特萤石矿竖井保安矿柱优化方法

锡林浩特萤石矿原设计采用65°岩移角圈定保安矿柱,随着采矿不断向深部发展,发现越来越多的矿石资源位于保安矿柱圈定范围内,导致可采矿量大大降低,严重影响矿山的正常生产。为解决这一问题,在对地表塌陷范围与准确塌落角测确的基础上,研究提出了利用临界散体柱作用机理来优化保安矿柱的新思路,有效解决了传统保安矿柱的过度圈定问题,避免了矿产资源的不必要浪费。现场应用中,释放矿量约5.1万t,经济效益显著。该保安矿柱优化方法可为类似条件的矿山提供借鉴。     

采空区群失稳模型构建及隔离矿柱安全厚度研究

许多金属矿山存在采空区群安全隐患。基于CMS对某矿山的采空区群开展定期探测,形成动态监测机制,精确获取采空区群三维边界;研究构建空区群连锁式失稳模型：基于突变理论分析方法,构建了采空区顶板-隔离矿柱力学模型,提出隔离矿柱失稳的判据,计算合理的隔离矿柱安全厚度,阻断空区群连锁失稳过程。运用数值模拟验证了计算结果的合理性。研究表明通过精确控制隔离矿柱的安全厚度,可有效阻断空区群连锁失稳导致的工程灾害;计算结果为下一步资源回采方案提供了设计参考。     

废弃煤矿水位回升诱致邻矿突水威胁分析

煤矿废弃后地下水位重新回升,并对矿井边界的隔离煤柱产生破坏作用,对邻近生产矿井造成极大的突水威胁。根据矿井间隔离煤柱组成及其所受侧向支撑压力的分析,获得隔离煤柱遭到破坏的最大水压计算公式。通过建立典型废弃矿井理论模型,并进行地下水位回升模拟计算,获得水位变化资料,利用公式获得了此模型中隔离煤柱破坏的临界水位和可能破坏的时间,分析了邻近矿井突水威胁程度。     

Possibility of energy acquiring from coal mines in low-temperature geothermal power plants

An effective method of low-enthalpy energy acquiring from waters pumped out from mines in a low-temperature geothermal power plant with the capacity of 5 MWt has been presented. The geothermal power plant will allow to achieve favorable energy and ecological effects. It can be built in all underground mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB) that ensure access to the water stream in a suitably long period of time, minimum a dozen or so years. Cooled waters can be injected back into mine workings — however, this depends on local geological and mining conditionings. With the aim of quick selection of installation capacity a nomogram was constructed to determine the parameters of the geothermal power plant installations.     

井下多层开采地压控制管理的分析与研究

无底柱崩落采矿法,随着回采深部的加大及围岩的破碎程度,致使地压对原体产生破坏,导致巷道变形而无法回采。通过对该问题进行分析,提出采矿边掘边采进行局部大量出矿及留有保安矿柱等一系列的安全生产措施,对现存局部矿体进行泄压式回采,对矿山资源的合理开发利用及创建安全节约型大型矿山具有重要的意义。     

Mohr-Coulomb准则下倾斜矿柱稳定性的安全系数法

地下矿床开采中,矿柱的稳定是矿床安全高效开采的基础,是采场作业人员的安全保障。以弹性力学理论为基础,分析正应力和剪应力共同作用下倾斜矿柱的受力状态,应用图解法绘制出表征矿柱应力状态的应力圆。根据应力圆与Mohr-Coulomb强度包络线之间的关系,建立了考虑矿体倾角及矿柱受正、剪应力共同作用下矿柱的安全系数解析式。应用该安全系数解析式能很好评价任意倾角矿柱的稳定性,并分析了水平矿体时,以安全系数评价的矿柱稳定性与实际矿柱稳定状态吻合。最后分析了应力圆圆心所在直线斜率tanβ、矿体倾角θ等因素对倾斜矿柱稳定性的影响。研究表明:应力圆圆心所在直线斜率tanβ是矿体倾角θ及侧压系数λ的二元函数,对每个侧压系数λ,tanβ均能取得一次最大值,且侧压系数λ值不同,tanβ取得最大值亦不同;当侧压系数λ∈[0,1]时,tanβ取得最大值时对应的矿体倾角θ∈[45°,90°];当tanβ取得最大值时,矿柱的安全系数最小,矿柱最容易失稳;随矿体倾角的增大,矿体安全系数呈现先减小后增大的变化趋势。     

突出矿井三软厚煤层综放面沿空留巷技术研究

煤与瓦斯突出矿井普遍存在煤层巷道掘进速度慢、采掘接替严重困难、巷旁煤柱存在发生煤与瓦斯突出危险的重大安全隐患等问题。安阳大众煤业有限责任公司基于开采煤层地质条件,探索适合突出矿井三软煤层特征的沿空留巷技术。13011工作面运输巷沿空留巷后已作为13031工作面回风巷正常使用,并且效果良好。该项技术的实施不仅为矿井创造了良好的经济效益,也可为类似地质条件的煤与瓦斯突出矿井高效安全生产提供借鉴。     

中小型煤矿浅埋厚松散层薄基岩下安全开采

针对陕北煤田中小煤矿采用的长壁留煤柱开采,防灾减灾的技术目标是区分两类不同性质的煤柱,即区内煤柱和区域间的隔离煤柱,实现隔离小区域的适时无灾害垮落,防止跨隔离区的大范围垮落。建立防止大型顶板事故的“设计-诊断-监测-识别-对策”体系。     

水对露天矿边坡稳定性的影响及治理措施

露天矿边坡失稳的情况多有发生,分析影响边坡失稳的原因,水对露天矿边坡的影响是不可轻视的。防水与排水工作虽然是露天矿山的辅助生产工作,但它却是保证矿山安全和正常生产的先决条件。本论文在总结前人的基础上,将水对露天矿边坡的影响因素做了梳理,分析了水对露天矿边坡的危害,根据不同的边坡岩土体的特点,设置安全可靠有效的防排水措施,主要包括:地表水、地下水防治;抗滑桩、锚杆锚索加固;露天矿采场留设防水矿柱等。与此同时提出采取植被防护边坡的措施。最终分析不同的边坡岩土体特点,采取综合的边坡治理措施,建设安全、绿色、环保的露天矿山。     

杏山铁矿废石充填采场间柱尺寸优化分析

合理的废石尾砂胶结充填采场间柱尺寸是保障回采安全和维护地表稳定的重要设计参数之一。采用理论分析,提出了适用于杏山铁矿端部矿体废石胶结充填采场间柱尺寸设计方法和经验值;采用数值模拟分析方法,分析了既有回采顺序条件下采场间柱稳定性,验证了理论分析结果的合理性。研究结果表明,采用理论分析和数值模拟相结合的方式,共同开展废石充填回采间柱尺寸优化设计方法是合理可行的;基于杏山铁矿端部矿体工程现状,设计的6.0m废石充填回采间柱的尺寸在技术和安全层面,能够满足实际需求,为同类矿山的矿柱参数优化设计提供了有益借鉴。