大型机械化作业下固体废物充填处理超大型采空区

针对超大型采空区传统处理方法具有成本高、技术难度大、安全风险大、效率低等不足，将固废资源利用与采空区处理有机结合，利用固体废弃物对大型采空区进行充填处理，并研究了充填工艺及安全控制方法。以福建龙岩某矿山为例，首先采用Mathews稳定性图解方法对该矿3个超大型采空区的稳定性进行了分析，认为采空区具备了进行大规模机械化充填作业的条件；然后对废弃物充填材料的性质及合理配比进行了试验，得到了建筑垃圾与尾矿砂的最佳配比（体积比）为5∶2；最后应用FLAC3D模拟方法分析了充填后的采空区对下部铁矿开采的影响，开采后顶板位移为5～8 mm、两帮位移为 2～4 mm，变形较小，采空区较稳定，通过对采空区处理费用及消纳建筑垃圾收入的综合分析，所提采空区处理方法的平均成本约9.13 元/m²，远低于其他采空区充填法。研究表明：采用大型机械化作业充填固体废物处理超大型采空区，有助于解决超大型采空区稳定问题，降低采矿成本，提高作业效率，满足非煤矿山超大型采空区处理和固体废物资源利用的实际需要。     

城市建筑垃圾充填煤矿采空区研究

为了减少地表土地资源的浪费,节约空间,降低污染以及减少煤矿充填开采成本.把地面堆放的城市建筑垃圾处置与地下采空区填充治理理念相结合,针对城市综合利用垃圾物理处理和热处理的方法,将垃圾脱水、压制成块体,作为煤矿采空区充填材料.针对煤矿采空区,采用"充填开采一体化"的方法处理采空区,在充填机构配合下实现每一充填循环的封闭,...     

我国煤矿充填开采技术现状及发展方向

煤矿充填开采作为绿色开采技术体系的重要组成部分,是提高资源回收率、减少环境破坏的最有效方式。通过对我国现有煤矿充填开采技术进行总结和分类,分析了其开采工艺、充填材料、充填成本及工业应用等方面的特点。结合目前我国实际情况及未来发展趋势,提出了我国煤矿充填开采的发展方向:应大力发展深井充填技术,提高煤矿深部开采资源回收率;高效利用采空区空间,布局煤炭地下产业;重点研发以淤泥、流沙、黄土、建筑垃圾及生活垃圾等作为主要充填材料的煤矿新型充填开采技术。     

城市固体废弃物充填采空区的离散元分析

在分析城市垃圾组分及矿山地下采空区处理的基础上,以某矿业城市垃圾充填附近矿山采空区为例,采用离散单元法对利用垃圾充填和自然崩落两种采空区处理产生的力学效应进行了分析,可对垃圾充填采空区提供参考。     

佛子冲矿采空区群模糊聚类分级及综合治理

为对佛子冲矿104#矿体采空区群进行稳定性分级及综合处理研究,在前期空区探测的基础上,基于三维数值计算软件ANSYS与FLAC^3D耦合,对采空区的稳定性进行模拟分析,选取空区顶板暴露面积及数值计算得到的采空区顶板最大主应力、最小主应力、最大位移4个因素,运用模糊聚类理论对空区进行聚类,实现采空区稳定性4分类。针对4采空区分别提出加强监测管理、加强支护、部分充填和全部充填等处治措施,以保障佛子冲矿生产安全,节约空区处理成本。     

某矿山采空区围岩和地表建筑地基稳定性分析

根据某矿山的采空区围岩的条件,建立三维有限元模型,运用三维有限元软件ABAQUS,对采空区围岩和地表建筑地基稳定性进行了数值分析,得到了采空区影响范围的位移场和应变分布规律。模拟结果表明,采空区存在破坏的可能。因此,对矿区内老采空区必须进行处理。同时结合采空区现状,建议中部采用粗骨料胶结充填,两翼采用尾砂胶结充填。     

基于FLAC3D的分级尾砂充填治理采空区的研究

为避免采空区垮落对地表的生产建筑造成危害。根据某铁矿Ⅰ号铜矿带浅部矿体的特点及矿山的生产现状,用分级尾砂高浓度胶结充填的方式进行采空区治理。并利用Fl AC3D软件对采空区充填前后上部围岩的应力、位移变化和塑性区等进行稳定性分析。模拟结果表明,进行分级尾砂胶结充填治理采空区能够有效减少采空区围岩位移量,改善应力重新分布情况,从而维护矿山生产安全。     

建筑垃圾再生骨料膏体充填采空区技术分析

针对目前存在的建筑垃圾处理和煤矿采空区充填等难题,本文从理论上详细分析了以建筑垃圾再生骨料膏体充填采空区的可行性,并提出了一种基于建筑垃圾再生骨料的膏体充填系统,总结了建筑垃圾再生骨料膏体充填采空区技术在实际应用过程中需要解决的两个问题,对相似条件下建筑垃圾处理和采空区充填有一定的参考价值。     

灵宝铁矿采空区充填稳定性分析

为避免灵宝铁矿露天边坡滑坡及采空区失稳垮塌,拟对-50 m水平采空区进行充填处理。采用三维有限元法对未充填、石灰土和尾砂充填下的露天边坡及采空区的稳定性进行模拟分析,得出在充填情况下,露天边坡及采空区稳定性得到有效改善。通过对比两种充填方案的施工工艺、经济成本等,建议该矿采空区采用尾砂充填方案。     

闭坑矿山多层空区消纳盾构渣土稳定性分析

为确保由石材厂改造建成的渣土消纳场的安全运行,利用有限元分析软件FLAC~(3D)对原石材厂开采过程进行数值模拟,综合分析地下采空区对地表房屋及消纳作业场所的影响。结果表明:采空区顶板位移沉降量较小,大部分顶板围岩拉应力为0.1~0.13MPa,大面积受拉破坏可能性小,但可能出现局部冒落现象;采空区上方岩体移动范围影响至地表,最大位移发生在6号采空区的顶板位置,处于目前消纳场作业区域,采空区上方地表位移3~4 mm。渣土浆充填入采空区后将改善采空区的稳定性,对地表房屋及渣土车作业场所影响较小。     

某矿采空区胶结充填方案研究

针对某露天转地下矿采空区复杂的工程地质条件,利用正交试验对采空区以及露天采坑充填方案进行设计,通过对各充填方案稳定性分析以及经济比较,给出了采空区以及露天采坑最终充填方案,探明了充填方案对三期开采的影响,对复杂工程地质条件下的采空区胶结充填具有指导性的作用。     

分段空场爆力运矿嗣后充填采矿法在良山铁矿的应用

为探讨适合良山铁矿的开采方法,根据该矿太平矿区东翼矿床的开采技术条件以及采矿方法选择的要求,综合考虑国内国外对此类矿体的开采经验及矿山所做的前期工作,对比优选出了适合该矿体开采的分段空场爆力运矿嗣后充填采矿法,并对回采工艺、设备选择以及采空区充填方案等进行了详述,对类似矿体采矿方法的选择和采空区充填作业具有一定的借鉴意义。     

特大采空区近区开采的稳定性分析

广东大宝山矿由于民采泛滥，在井下形成了大小不一的众多空区。其中576特大采空区高达数百万m^3，在其北部有大量矿体赋存，开采迫在眉睫。为避免冲击地压及塌陷隐患，必须对576空区进行处理。提出用废石充填576采空区的方案并且正在实施。应用ANSYS三维有限元程序研究了采空区处理前的围岩应力应变情况，分析了采空区在充填处理后其对近区开采的影响。结论表明，采空区在未经处理前，围岩表现为局部应力集中，空区顶部拉应力集中，在充填处理后，应力集中程度明显减小，应变程度也得到遏制，安全隐患得到消除，近区开采得以保证.     

洛钼露天矿复杂采空区治理一体化技术应用

介绍了洛钼露天矿采空区探测、采空区稳定性监测和采空区处理一体化技术。洛钼露天矿采用高密度电法和地震映象法对采空区位置进行初探,再利用钻孔探测和三维激光探测方法对采空区赋存形态进行精确探测。利用微震监测技术对采空区稳定性进行全天候、实时和立体监测,在对矿山采区岩体稳定性微震量化评估、爆破震动对采空区稳定性影响和采空区治理前后稳定性监测等方面取得了很好的应用效果。采用碎石充填和控制爆破技术对不同采空区进行处理,并根据采空区的赋存特点和处理的难易程度,对采空区进行分类一次处理或分次处理。洛钼露天矿采用该一体化技术已经成功治理了大量采空区,保障了矿山的安全生产,对矿山的可持续发展有着重要的意义,对国内外相似矿山有重要的参考价值。     

《矸石充填新工艺、新方法在华恒公司的应用》

华恒公司技术人员探索出矸石充填新工艺、新方法。该技术主要应用2．2t底卸式矿车运料，K-2型给料机喂料，碎石机对矸石进行粉碎，矸粉及颗粒通过YDB-11型给料皮带输送机进入JS1000型搅拌机，加水搅拌成胶结体，再用溜槽溜至HBM80-16型煤矸石输送泵经直径159mm管路充填采空区。该技术提高了矸石充填能力和机械化程度，拓宽充填范围，保证了充填效果，减少了人工，提高了效率，降低了充填成本。可广泛应用于各类井下采矿业。     

全面法点柱群安全系数计算与采空区稳定性评价

为了研究房柱法开采中矿柱及采空区稳定性难题,以南温河钨矿为工程背景,采用理论分析的方法对矿柱稳定性进行分析,并利用数值模拟软件,建立数值模型,对采空区的应力分布、位移演化、塑性区分布进行分析。研究结果表明:矿柱K5、K12、K20安全系数小于1.0,属不稳定矿柱。其余矿柱安全系数均大于1.0。采空区顶板下沉量最大分别为8.2 mm和5.0 mm。底板有略微的鼓起,最大鼓起量为5.0 mm和24.1 mm。采空区1和采空区2应力分布较为均匀,其最大值分别为7.7 MPa和8.2 MPa。采空区1和采空区2顶板稳定,基本不发生塑性形变,底板部分区域发生拉伸破坏。理论分析与地压监测结果表明采空区稳定性能够满足南温河钨矿安全生产的需求。     

基于DIMINE-MIDAS/GTS的采空区稳定性分析

随着矿山的开采,形成大量的采空区,采空区的存在严重威胁井下作业人员安全,并影响企业的长期发展。为了保障安全生产,采用室内试验、数值模拟等技术手段针对南川河石灰岩矿井的地下采空区进行了稳定性分析。在室内岩石力学试验基础上,根据Hoek-Brown准则及其强度参数的估计法,对该矿的岩石力学参数进行折算,利用大型三维矿山软件DIMINE建立有限元三维数值模型,结合有限元数值分析软件MIDAS/GTS进行矿山开采及采空区稳定性有限元数值模拟分析。得出结论:老采空区顶板出现拉应力破坏,局部最大拉应力为2.27MPa,易发生冒顶片帮事故;13号矿柱产生主应力集中,处于压应力破坏;采空区周边矿柱仅有少量单元发生塑性破坏,塑性区主要存在于采空区顶板;地表位移沉降较小,矿山采空区基本处于稳定状态。     

长壁开采老采空区带状注浆设计方法

在分析老采空区残余沉降机理的基础上,结合开采沉陷理论,对控制老采空区残余沉降的注浆充填的技术方法进行了研究.得到如下结论：控制老采空区残余移动变形的关键是控制垮落带和断裂带内岩体的变形.在一定开采深度下,老采空区注浆充填可采用带状注浆充填.当开采深度小于导水断裂带高度和地面建筑载荷作用深度时,注浆孔间距为2倍的浆液扩散半径;当开采深度大于导水断裂带高度和地面建筑载荷作用深度时,给出了带状注浆充填注浆孔间距计算公式及注浆孔布设原则.注浆孔首先应布置在距离工作面边缘内20 m范围内、急倾斜煤层上山方向和断层发育区域,以充填采空区边缘的空洞和欠压密区.     

五道岭钼矿大规模采空区群失稳复活的数值模拟

五道岭钼矿由于无序开采形成了大规模的采空区群,先后造成了3次大规模的地压活动,大量矿柱失稳破坏。根据现场复杂采空区群的几何形态,建立矿山遗留空区三维数值模型。利用MIDAS对上部采空区及隔离带的应力、位移和塑性区分布特征进行了数值模拟。数值结果表明：五道岭钼矿大规模采空区群必须进行充填处理,否则,极有可能出现失稳复活现象。     

全充填式注浆法在铜陵某采空区治理中的应用

铜陵市某住宅建设用地位于采空区上部。在分析采空区塌陷形成原因、危害、稳定状态的基础上,提出采空区的治理方案,采用全充填压力注浆充填法处理采空区,并对全充填式注浆工艺及位移监测进行设计。位移监测数据表明,该采空区治理达到了预期目的。