基于"崩、冒"耦合效应的近矿体小空区处理方法

地下空区存在危及生产安全和影响资源充分回收,如何有效利用和治理空区成为当下面临的主要问题。针对这一问题,从补偿空间不足作为切入点,将诱导冒落技术与协同利用思想相融合,研究了基于耦合效应的近矿体小空区处理新方法。以双鸭山铁矿北区急倾斜破碎中厚矿体典型空区——S3号采场回采过程中形成的约15 m高空区为例,在分析矿岩可冒性的基础上,结合采场结构参数及采空区大小,提出利用现有的上盘绕道,进行空区扩宽爆破的"崩、冒"耦合效应的近矿体小空区处理方法。该矿北区矿体可冒性良好,且遵循拱形冒落形式,采矿方法选用适合矿体条件的进路诱导冒落法,补偿空间高度约为30 m,通过分析回采长度与冒落高度的关系,选定崩矿高度20 m,扩宽后的爆破范围大于空区尺寸11 m×9.6 m(长×宽),采用同次微差爆破方式,控制矿体冒落接近回采高度30 m。试验表明:爆破实施效果较好,冒落块度适中,崩、冒落高度估算值约为29 m。为验证爆破补偿空间是否满足要求,爆破了两排回采炮孔,在出矿过程中对最大矿石块度进行了跟班标定,发现崩落块度整体良好。该方法消除了空区安全隐患,可回收大量矿石,达到利用并有效处理空区的目的。     

多因素影响下的方形溜井结拱实验研究

为探究矿石粒径、湿度、料位高度和溜井角度对溜井结拱的影响,基于矿山溜井的比例尺寸,设计制作了方形溜井放矿模拟器,进行了四因素五水平的溜井放矿正交实验。研究结果表明,影响溜井结拱概率大小的主次顺序为:矿石粒径>料位高度>矿石湿度>溜井角度;当矿石粒径2～4 mm、湿度1%、料位高度50 cm、溜井角度85°时放矿效果最佳。     

基于数值模拟的充填采矿地表移动规律研究

通过FLAC3D软件建立的三维数值仿真模型,结合有限元理论,针对辽宁某矿露天转地下开采过程中的地表沉降问题进行了研究。研究结果表明,随着充填率的增加,顶板最大主应力和竖向位移均呈现出降低的趋势。在-40米首次开采中段回采后及时进行充填的情况下,100%充填率相比于90%充填率,竖向位移最大值降低了45%;当回采至305米中段时,100%充填率相比于90%充填率,竖向位移值降低了22%。地表监测点的竖向位移和水平位移均随充填率的增加而降低。在保证95%充填率的情况下,地下开采对地表构筑物的影响较小,满足规程允许的地表变形值。该研究结果对该矿山露天转地下开采地表沉降规律提供了有益参考。