地下矿山新型浮箱式膏体充填接顶技术研究及应用

膏体充填后充填体存在一定下沉量和自流坡度角,导致充填接顶效果不佳的问题。为了提升窄长形下向进路式采场的充填接顶效果,避免顶板暴露面积过大而失稳,提出浮箱式点柱接顶技术。分析了浮箱式点柱的承载机理,量化了浮箱尺寸、强度和排间距计算方法。开展现场实验,探究浮箱在高黏度料浆中能否浮起问题。结合该技术在云南某铅锌矿的应用实例,验证了本文提出的设计方法和接顶技术的有效性。结果表明:浮箱可在高黏度料浆中浮起,且部分凸出充填体,对顶板形成有效支撑。采用该技术的实验采场顶板对充填体浮箱的压力约为0.65 MPa。采用浮箱式点柱接顶技术可以形成充填体-浮箱式点柱共同支护体系,提升顶板稳定性,具有显著的安全效益。

基于概率积分法理论模型的累积不接顶充填效应沉降变形预测

金属矿山地下开采后所形成的采空区会导致地表出现变形。通过对传统概率积分法进行优化,提出一种适用于充填采矿法的改进概率积分法。采用该方法对白象山铁矿西部厚大矿体应用充填不接顶累积效应的4种不同采矿方法所导致的地表变形量进行了预测,并分析了变形对地表建(构)筑物的影响。结果表明,西部厚大矿体地表最大下沉值范围为64.4~294.2 mm,最大水平移动值为19.3~88.3 mm,最大倾斜值为0.5~2.4 mm/m,最大曲率值均不高于3×10^(-5)/m,最大水平变形值均不高于1.1 mm/m。各采矿方法引起的变形量均不会超出规范对地表建构筑物的要求。研究结果为该矿山采矿方法的选择和优化提供了理论支撑。

膨胀剂在充填接顶中的应用研究

为探究膨胀剂对充填体强度以及充填采场接顶效果的影响,采用工业试验、室内试验及建立数学模型等方式对加入膨胀剂前后充填成本、试件强度、接顶率变化规律等进行分析。结果表明:加入膨胀剂后,总充填成本由56.81元/m^(3)增加至57.46元/m^(3);膨胀剂主要作用在前期,并且能够保证充填料浆不沉缩;添加膨胀剂会降低充填体强度,对试块的后期强度影响较大,对试块前期强度的影响较小;通过添加膨胀剂和增加下料点的方式,可以极大幅提高接顶率,为矿山后续开采提供保障。

上向进路充填采矿法充填接顶方案优化

为解决上向进路充填采矿法进路充填接顶工艺要求高、难度大、成本高等问题,对进路布置方式及充填组织进行优化。通过各条回采进路下坡施工,在回采进路迎头处挑顶形成放砂硐室,同时在回采进路入口处挑顶并架设上部敞口式的充填挡墙;回采进路接顶充填时,利用回采进路顶板的自然坡度及充填管道内的料浆压力实现充填接顶,对于局部不平整顶板区域,则利用充填管道振动实现局部接顶。新方案接顶情况观察方便、工艺简单、成本低廉、充填挡墙要求较低且安全性好,便于推广应用。

充填体接顶质量对综放沿空留巷围岩变形的影响

针对潞安矿业集团常村煤矿 S2 - 6 综放工作面沿空留巷工业性试验中的具体情况 ,对充填体强度和接顶时间的不同 ,导致的沿空留巷围岩变形特征的差异 ,进行了实测分析。结果表明 ,充填体强度越高 ,初凝时间越早 ,接顶效果越好 ,越有利于沿空留巷围岩的稳定。

基于近水平中厚矿体充填接顶的矿山开采技术与优化研究

近水平中厚矿体充填接顶技术在矿山开采中具有重要应用价值。本文分析影响该技术应用的主要因素,包括矿体特征与地质条件、充填材料特性与性能选择、充填参数与基本设计标准、支护结构与充填接顶工艺,并对基于该技术的优化策略与措施进行研究。此外,论述近水平中厚矿体充填接顶技术在矿山环境与安全管理中的重要作用。

进路式充填采矿法充填接顶技术要点及有效应用

现阶段,在我国金属采矿工程技术不断发展的过程中,进路式充填采矿法与充填接顶技术正在发挥其积极作用.广大工作人员在实践尝试的过程中,已经充分意识到了进路式充填采矿法与充填接顶技术的应用价值,正在逐步探索充填接顶技术的操作要点,充填接顶技术已经应用于更加广阔的矿山资源开采环节之中.鉴于此,本文主要围绕进路式充填采矿法充填接顶技术的操作要求进行多角度分析,着重探索充填接顶技术的操作要点,深入分析进路式充填采矿法的高效应用途径.

浅议上向进路式充填法的接顶率

接顶是上向进路式充填法的主要安全技术措施之一，尽可能提高充填接顶率是这种方法安全使用的客观需要，但接顶率能达到多高？本文分析了影响接顶的主要因素，并从理论上阐明了进路正常断面积条件下接顶率的最大值．

新城金矿采矿方法和充填接顶工艺探讨

为开采新城金矿-480m水平下部矿岩破碎、稳固性较差的V#矿体,开展了开采工艺的技术经济论证,确定用沿走向布置的机械化盘区上向进路充填采矿法,并对充填接顶工艺进行了探讨,该方法在满足生产持续稳定的同时,既解决了与矿山原有系统的衔接问题,又有所创新。

管幕预加固中近接顶管施工的三维模拟分析

管幕法隧道施工引起的地表沉降主要是由施工各个近接单管顶进引起的沉降叠加而成,顶管引起的地表沉降控制是管幕法隧道施工中的关键问题。论文分析了顶管顶进过程中管-土-润滑浆液可能的接触方式,顶进力影响因素及合理预计方法。对近接多孔顶管引起的地表沉降规律进行了分析。对管幕中近接三根管线顶进引起的地表沉降规律进行了三维数值模拟计算分析,为采取措施减小管幕顶管施工引起的地表沉降提供依据。

基于不同充填接顶率的采空区顶板拱架自稳效应

以金属矿采空区顶板为对象,构建以顶板跨度(L),冒落高度(H)为变量的三铰拱力学模型,推导出不同接顶率(m)下顶板最大拱轴力表达式,结合岩体临界轴力判别式,研究充填体不同接顶率下空区顶板的拱架自稳效应。以某金属矿山不同跨度的3个采空区为例,通过顶板最大拱轴力计算,分析不同接顶率对顶板拱架支撑作用的影响;利用数值计算及矿山地压监测数据,对比校验分析结果的合理性。结果表明:随着充填接顶率的增加,顶板最大轴力随之降低;当充填接顶率达到80%时,顶板的轴力值低于临界值,顶板拱架支撑效果明显。

不稳定矿岩上向进路充填不接顶采矿方法试验

鲁地铁矿矿岩体解理裂隙发育,胶结程度差,岩体破碎,属于极不稳定矿体,开采过程中经常出现冒顶、片帮现象,开采效率低。针对该矿山这些不利情况,通过现场勘察、室内试验及数值模拟等手段,对鲁地铁矿工程地质条件及开采技术条件进行了详细研究,并有针对性提出了"采用半光爆掘进技术控制巷道成型,超前长锚杆主动支护控制顶板,纤维混凝土喷浆支护控制进路围岩,同时采用上向进路充填不接顶技术"的新方案。新设计方案在鲁地铁矿190 m分段2073和2074采场进行了现场试验,每个分段垂直高度上由3次接顶充填变为1次接顶充填,每个分段减少了2次接顶充填的工作,施工难度大大降低,施工工序得到简化,安全性好,采矿效率提高了50%,取得了良好的技术经济效果。

简述提高充填接顶效果的控制措施

充填接顶是充填工作的重要内容,关系到充填体的承载效果,本文深入分析了导致充填不能接顶的各种原因,并提出了相应的解决方案和改进措施,为解决矿山充填体不接顶问题,改善作业条件提供了有效途径。

沿空留巷巷旁软介质接顶作用机制及工程应用

针对某矿坚硬灰岩顶板条件下薄煤层沿空留巷问题,建立了巷旁软介质接顶力学结构模型,理论计算得出了软介质的高度范围,利用数值模拟对巷道围岩塑性区、巷旁支护体整体特性、巷道围岩变形与软介质高度关系进行了详细分析,确定了接顶软介质高度为0.2 m。

充填采场内膏体流动规律及接顶率预测模型

为了探明下料点位置、充填流量和料浆质量分数对充填接顶率的影响规律和采场内膏体流动规律,利用自主研发的采场模型,开展相似模拟试验。依据试验结果建立接顶率预测模型,并与采场实际接顶率相对比验证模型可靠性。研究结果表明:地下采场膏体流动规律分为四个阶段,分别是简单剪切流动阶段、双层剪切流动阶段、下部沉积与上层剪切阶段及上层剪切阶段。料浆质量分数、下料口位置和充填流量是影响采场接顶率的重要因素,就影响程度而言料浆质量分数>下料口位置>充填流量。接顶率随料浆质量分数增加而降低,随下料口位置向采场内延伸而升高,随充填流量的变化很小。基于试验结果构建了三因素接顶率预测模型,与实际接顶率对比,预测误差约7.6%。本研究成果可为充填采场接顶率预测提供理论支撑。

全尾砂高水固化充填及底柱采场充填接顶试验研究

全尾砂高水固化充填是一种具有不脱水、速凝、早期强度高等特点的新型充填技术。本文介绍了铜绿山矿全尾砂高水固化充填试验工艺，以及利用该技术实现底柱采场充填接项的试验研究。

贯入式接顶充填在河西金矿的应用实践

充填接顶是充填采矿法中重要的工艺环节。贯入式接顶充填充分利用了高浓度尾砂浆的性质,尾砂浆输送通过由地表到采场的高差而形成的流体静压力,挤压采场内的高浓度尾砂浆体,完成接顶充填。文中详述了贯入式接顶充填的技术要求和充填布置方案,与传统接顶充填相比,贯入式接顶充填具有工序简单、接顶效果好、成本低、安全程度高等优点,应用取得了很好的效果。

浅谈提高充填接顶效果的控制措施

充填接顶是充填工作的重要内容,关系到充填体的承载效果,深入分析了导致充填不接顶的各种原因,并提出了相应的解决方案和改进措施,为解决矿山充填体不接顶问题,改善作业条件提供了有效途径。

接顶对充填体-围岩相互作用影响的声发射监测试验

运用相似原理,进行充填体与围岩相互作用的室内试验,借助声发射仪进行声发射点定位、声发射振铃数、声发射能量等相关数据的监测,引入强度占比系数和损伤变量,提出建立损伤变量与强度占比系数的关系,表征充填空区未接顶、接顶、接顶(充填厚度大小改变)三种工况的内部损伤及整体稳定性。同时借助超声波仪测试三种工况加载破坏前后的声波值变化。结果表明,充填空区未充填接顶时,在加载作用下,声发射点主要发生在充填空区界面以及充填体与围岩的接触面。当充填空区充填接顶后,声发射点主要发生在充填体与围岩接触面。当充填区面积减小时,增大了围岩的整体稳定性,声发射点主要发生在充填体存在区域。相较未接顶,充填空区接顶充分的充填体-围岩共同体的储能能力更强,相应的抵抗应力集中产生的内部破坏及能量释放的能力也更强。

上向进路充填采矿法最佳充填接顶率研究

为解决白象山铁矿在上向进路充填采矿过程中充填接顶效果不理想的问题,对该矿山的充填接顶率进行了研究。运用MIDAS/GTS有限元软件模拟分析二步进路采场开采时,一步进路采场不同充填接顶率胶结矿柱受力状况,并对胶结矿柱安全稳定性进行评价,对不同充填接顶率进行分析,从而确定最佳充填接顶率。当二步进路采场开采时,一步进路采场80%充填接顶率胶结矿柱抗拉安全系数为2.03,抗压安全系数为1.28,综合安全系数为1.6,为该矿上向进路充填法的最佳充填接顶率。该研究为其他矿山科学提高充填接顶率提供了一种全新的指导方向。