红庆河煤矿厚煤层巷道切顶卸压关键参数研究

为研究红庆河煤矿切顶卸压无煤柱自成巷开采技术关键参数,并改善3101工作面巷道及其煤柱的围岩应力环境,减小巷道大变形,进行了定向聚能爆破切顶卸压技术试验。通过有限元数值模拟软件对比计算不同切顶高度下巷道围岩的应力云图和位移云图,得出不同切顶高度下的巷道卸压效果。同时结合现场定向爆破试验效果,确定了炮孔装药量和炮孔间距。结果表明,预裂切顶后,煤柱应力峰值和巷道顶底板位移量明显减小,巷道围岩应力得到改善,围岩变形量得到控制,试验效果良好,可为切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术提供应用参考。     

自动沉落式采矿方法设计及数值模拟分析

为了从根本上提高金矿的开采效率,降低采矿成本和贫化率,争取最短时间内完成富集区金属资源的安全可持续开采,本文首先针对吉尔吉斯斯坦某金矿矿体围岩特征及矿体赋存产状特征,探索出一种"直立破碎矿体自动沉落式采矿方法";然后,提出相应的工艺难点和关键技术;最后,利用有限差分软件(FLAC3D)与离散单元软件(PFC3D),耦合对自动沉落式回采方式条件下支架上部岩体的垮落形态进行了数值模拟分析。通过4次开挖模拟,揭示了自动沉落式回采方式条件下支架上部岩体能自动垮落并充填采空区,避免空顶作业,具有一定的可行性。     

基于3DMine的金属储量核算及富集分区研究

为了解决某金矿矿体赋存环境和围岩软弱破碎等不利条件使矿石开采难度增大、成本增加等问题,首先利用3DMine程序构建金矿三维工程地质模型;然后,基于距离幂次反比理论,结合金矿西区29副地质勘探线剖面信息,对西区1^#、2^#、3^#、4^#、4A^#、5^#、6^#、北矿脉、中间矿脉共9条矿脉进行了金属储量核算和富集分区;最后,根据实际操作能力,按品位值范围将矿体划分为4个富集分区(欠富集区、富集区、较富集区和极富集区);根据实际开采年限,按照品位t=7 g/t划分为2个富集分区(富集区和不富集区)。该研究可为后期矿山开发建设,布置相关开采巷道、溜井、运输平硐、通风井等设施提供决策依据。     

软岩巷道支护优化及数值模拟研究

为解决新疆沙吉海煤矿的工程问题,决定采用FLAC~(3D)有限差分法三维数值模拟方法,对该软岩巷道在不同支护条件下的围岩变形状况进行分析,确定较为合理的支护方案。根据数值模拟的所得结果,决定将原有支护锚杆长度缩短0.2 m,其不仅提高了支护效率、节约了成本,更为下一步的工程实际应用提供了较为可靠的参考依据。     

隐伏断层对采空区悬顶诱发突出的影响研究

为了揭示采空区顶板诱发煤与瓦斯突出机理,进行了相关数值模拟研究。研究结果表明:采空区悬顶导致上覆岩层的重力传导至工作面附近煤体中,诱使煤体内部应力集中现象严重,塑性区范围增大。同时使得煤体内部的裂隙较为发育,裂隙范围也相对较大,为瓦斯的运移和储存提供了良好的地质条件;煤体内部的压力增大有利于瓦斯的吸附解吸活动;采空区悬顶使得工作面附近煤体产生应力集中且有利于裂隙发育而提高了瓦斯的运移和储存;隐伏断层的存在加剧了上述情况,使得煤与瓦斯突出的危险性进一步提升;通过3DEC模拟出了隐伏断层失稳时的泄压现象。     

无煤柱自成巷聚能切缝技术研究

聚能切缝技术能够有效地切断顶板的应力传递,为无煤柱切顶成巷提供保障。以宝山煤矿6302工作面为工程背景,通过现场实验和理论分析,对聚能切缝参数进行研究和优化。试验结果表明,在3+2的装药形式下,成缝率可达90%以上,成缝效果最明显,且在工作面回采过程中顶板能够及时垮落,现场应用效果良好。