海底深井巷道围岩支护与控制技术研究

为保证深井巷道支护效果,以瑞海矿业海底千米深金矿为工程背景,结合其工程地质调查,采用数值模拟研究了不同围岩下巷道应力及位移变化规律,旨在探究巷道破坏机理,同时确定合理的巷道支护方式。结合巷道埋藏深度及围岩物理化学特性,提出该地区的“分区分级”支护技术,对-1060 m中段采用“锚杆+喷射混凝土+金属网”支护方式,-1300和-1480 m中段采用“锚杆+喷射混凝土+金属网+锚索+钢拱架”支护方式,有效控制了巷道的变形破坏。

大尹格庄金矿深部采场胶结充填体强度研究

依据工程类比和理论计算分析,确定了大尹格庄金矿深部采场胶结充填体需求强度,即3 d充填体强度不小于0.5 MPa,整体稳定强度不小于1.0 MPa。同时,对大尹格庄金矿的尾矿进行了胶结充填体抗压强度试验,得到了不同灰砂配比、不同料浆浓度、不同养护时间的分级尾砂和全尾砂胶结充填体抗压强度;根据试验结果,获得了满足矿山需求的胶结充填配比方案。

焦家金矿破碎矿体采场进路的跨度优化研究

焦家金矿-390 m中段矿体赋存条件为缓倾斜,中厚破碎矿体,随着开采深度的增加,深部地应力也随之增加,开采难度加大,岩体的节理、裂隙更为发育,出现更多破碎不稳定的岩体,在开采过程中极易导致安全事故的发生,严重影响矿山的安全生产与经济效益。为此,综合运用3GSM、钻孔摄像与声波测试等手段确定试验采场结构面分布情况,通过离散元数值模拟方法建立了离散元模型,从变形、应力以及节理变形等多角度分析了试验采场在开挖过程中的基本力学行为规律,从而确定了焦家金矿上向水平进路充填法的采场最佳跨度是7.5 m,实现了矿山的安全经济开采,得出的结论与现场实际施工情况相符,进而验证了研究结果的正确性,对于其他相似矿山具有借鉴意义。

某金矿深部采场稳定性分析与参数优化

以某金矿-860 m中段为工程依托,对其进行工程地质调查、矿岩力学性质试验,并应用岩石质量Q和RMR分级系统进行岩体质量评价,以及结合Mathews稳定图法、临界跨度设计法和数值模拟,分析了不同结构参数以及不同暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数为8 m×25 m×3.6 m(跨度×长度×高度),并将其结果应用于现场。应用结果表明,采场围岩及顶板并未发生剥落及垮落现象,采场稳定性良好。

大尹格庄金矿深部采场稳定性分析与参数优化

以大尹格庄金矿-616m水平8204采场为工程依托,对采场进行稳定性分析及结构参数优化。为此,对8204采场进行工程地质调查、矿岩力学性质试验,并应用Q系统和RMR分级法对采场岩体质量进行评价。基于Mathews稳定性图表法、临界跨度图表法和数值模拟,对采场尺寸和最大跨度进行优化。分析认为,8204采场的最佳跨度为12m,并将其结果应用于现场。结果表明,采用采场暴露面尺寸为12m×100m的结构参数进行回采,采场顶板及围岩并未发生垮落及剥落现象,采场稳定性良好。

大尹格庄金矿深部采场矿柱稳定性分析与参数优化

以大尹格庄金矿深部采场8204为工程依托,在合理的采场跨度范围内设计了3种矿柱尺寸方案,并分别建立三维数值模型。通过对比分析不同方案的采场顶板及矿柱的位移及塑性区,研究矿柱由稳定状态向临界失稳状态的演化过程。引入点安全系数法对采场及其点柱进行安全度评价,得出最佳安全矿柱尺寸,并通过Lunder经验公式验证其矿柱尺寸合理性。分析结果确定采场结构参数为:采场跨度约为12m,矿柱宽度约为6m。

大尹格庄金矿深部巷道锚杆支护参数优化

为解决大尹格庄金矿深部复杂应力环境下破碎围岩巷道的支护问题,根据现场实际情况,分析破碎围岩巷道变形破坏规律,提出应用玻璃钢锚杆与管缝锚杆联合支护技术为核心的支护结构。经过理论分析和数值模拟计算,确定了合理经济的支护参数和新的支护方案,能够显著地提高围岩的强度和承载能力,有效地控制破碎围岩巷道的围岩变形,为解决类似工程难题提供了有效途径。

蚕庄金矿全尾砂胶结充填试验研究

为了实现井下全尾砂胶结充填采矿,降低尾矿库的库容压力,开展了蚕庄金矿尾砂的物理化学性质以及胶结性能试验。为了获得合理的充填浓度和灰砂比,制作了不同浓度、灰砂比和不同养护时间下的全尾砂充填体试件并进行了单轴抗压强度试验,获得其单轴抗压强度。通过试验结果分析,得出了不同料浆浓度、灰砂比、养护时间对充填体试块强度的影响规律,为蚕庄金矿全尾砂胶结充填采矿法的实施提供了基础和依据。