急倾斜中厚矿体开采引发的岩体移动规律模拟实验

急倾斜中厚矿体开采过程中,不同采深下崩落区开采引起的周边岩体移动趋势对诱导冒落法的安全使用起到至关重要的作用。以双鸭山铁矿诱导冒落法开采为工程背景,采用相似材料实验方法模拟了400、600、800、1000 m采深下,矿体及近矿上、下盘围岩受开采扰动的影响。研究表明:400~1000 m采深条件下,矿体及近矿上、下盘围岩均呈现压密→滑移→压密的现象,且放矿对顶板矿岩受扰动的影响较大;矿体水平位移变化相较于近矿上、下盘围岩位移变化更剧烈,同时上盘围岩较下盘围岩对放矿的扰动更敏感;随采深的增加,矿体及近矿上、下盘围岩水平位移和垂直位移均出现由指向采空区转变为背离采空区的现象,且矿体总位移和应变波动范围均增大。

基于半航空瞬变电磁法识别倾斜厚大矿体采后空区的应用研究

对采后空区的探测是后续对其安全防治及处理的基础,通过半航空瞬变电磁法对黄山铜镍矿30#矿体采后区域进行探测,将瞬变电磁响应得到视电阻率数据,与地质勘探岩性数据及中段采场布置图进行对比分析,结合三维成像技术对探测异常区进行圈定。结果表明矿区整体视电阻率异常区域与开采区域相一致,结合钻孔、微震监测等物探手段可大致确定采后异常区顶板高度低于600m,采区内覆盖层含水率较低且空区无明显冒落扩展情况。

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。

基于诱导冒落开采的强制崩落区范围确定方法

强制崩落区范围是否合理对诱导冒落法的冒落范围、过程及矿石回收影响重大。为此,以急倾斜破碎中厚矿体诱导冒落法开采条件为工程背景,采用数值模拟的方法,在确定崩落区采幅、高度及开采方式的前提下,构建动态开采模型,分析不同崩落区开采范围、埋藏深度条件下的诱导冒落矿体的致冒机理,形成强制崩落区确定方法。研究结果表明:结合崩落形状、应力分布状态和岩体破坏情况可有效确定强制崩落区,以及特定条件下强制崩落区范围最优形式;增加崩落隅角改变强制崩落区范围,能够有效地提高诱导矿层冒落能力;近崩落区位置存在复杂应力分布状态,崩落区顶板的垂直应力及水平应力的常值受深度影响呈现规律性阶梯型增长。研究结果可为诱导冒落采矿工程提供理论支撑。