马城矿急倾斜厚矿体上向开采围岩应力演化规律

马城矿采用分层充填法进行上向开采,为研究其围岩应力演化规律,以马城矿1、3、5号矿体充填开采实例为研究对象。通过数值模拟分析,对比在单一采区上向开采和上下两采区同时开采的不同工况下,对其围岩水平和垂直应力场的变化规律进行研究。结果显示,上下两采区同时开采的应力场变化不是单一采区上向开采的应力之和,由于矿体属急倾斜矿体,单一采区开采时的部分区域应力值在开采过程中会高于上下两采区同时开采时的应力值。

多次重复开采对围岩稳定及地表变形的影响

以马城铁矿为工程背景,采用PHASE 2D有限元软件建立数值模型,研究多次重复开采影响下的覆岩移动规律及地表破坏范围。研究结果表明:开挖初期,矿体周围围岩最先进入屈服状态。开挖结束后,矿体左上方地表处呈现倒立的三角形塑性区且浅部矿体上方的位移破坏范围直通地表;矿体开挖后在地面形成一个盆地。随着开挖厚度的增大,地表下沉量也逐渐增大。由于矿体具有一定的倾角,且上、下采区同时开采,因此地表下沉曲线并不对称。

多次重复上向开采叠加性影响研究

依托于河北唐山马城铁矿5号厚矿体上向充填法地下采矿工程。借助FLAC3D软件,对5号矿体上下采区同时上向充填开采过程中,地下采场围岩垂直及水平应力场的变化规律进行了分析研究。研究结果表明:在上下采区逐渐靠近的过程中,前期由于两采区间距离较远,相互扰动产生的叠加效果不明显。在开采至第3中段后叠加效果开始凸显,主要表现在上下采区间围岩应力出现应力集中区域,区域存在于上部采区已开采部分的边缘区域,之后随着开采工作的进行影响逐渐消除。