复杂应力环境下胶结充填采矿法进路开采顺序优化

针对复杂应力环境下胶结充填采矿法进路开采顺序合理性问题,以金川二矿区为例,借助数值仿真软件构建三维数值模型,对不同进路开采顺序下应力场、位移场及塑性破坏区进行分析;在此基础上,采用组合赋权与模糊综合评价相结合的方法对进路开采顺序优化,并开展现场工业试验。结果表明:不同走向进路开采顺序和进路开采空间顺序均对开采区域最大主应力、最大拉应力、垂直位移、塑性破坏区以及临近下一采场最大主应力、垂直位移有一定程度影响;采用下盘至上盘、先开采垂直矿体走向进路的开采顺序时,采场整体开采安全性高,且现场试验效果良好。研究结果可为复杂应力环境下胶结充填采矿法进路开采顺序设计与优化提供理论依据。

特厚煤层仰采综放工作面过断层应力分布与围岩控制

针对特厚煤层仰采综放工作面过断层时煤壁片帮及冒顶严重、围岩难以控制的问题,结合济宁二号煤矿10301工作面地质条件,采用理论分析的方法得出工作面过断层时要采取的合理措施,并通过数值模拟方法得出工作面过断层时的应力、塑性区演化规律。结果表明:仰采工作面过断层时超前15 m破底、下扎角为11°的方式推过F49断层最为合理;工作面推进至断层35 m时,超前支承应力峰值逐渐增大并向煤壁侧靠近,易造成煤壁片帮;与此同时,断层活化程度逐渐增强,基本顶超前垂直应力峰值增加,周期来压步距减小,顶板不易控制;当工作面推进至断层15 m时,工作面上方岩层塑性区开始逐渐导通断层,直至揭露断层时完全导通,研究结果提出了加强放煤控制、顶板管理措施,能确保10301工作面顺利通过断层。

极破碎中厚矿体开采方法及稳定性分析

根据极破碎中厚矿体开采中下向进路承载层受力特点,将其简化为受均布载荷及自重应力的简支"梁"模型,求出承载层最大拉应力σtmax的表达式,并以最大拉应力强度理论作为承载层的破坏判据,由此得出下向进路不同承载层厚度与安全系数的关系曲线。当进度高度为3.4 m,进路宽度为3.0 m时,安全系数法分析表明人工假顶厚度1.4 m为最优。利用二维有限元分析矿山原有的1.0 m厚人工假顶与安全系数法得出的1.4 m厚人工假顶进路的稳定性,结果表明下向进路回采时,影响进路稳定性的主要因素是充填体的力学特性,顶板沉降位移统计表明,采用1.4 m厚人工假顶的进路顶板稳定,与安全系数法分析结果一致。

基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术分析

为探索下向进路胶结充填采矿法充填技术经济分析的科学方法，通过建立下向进路力学模型求出承载层应力分布规律及最危险点的位置，确定该种采矿方法充填体稳定性评判依据，并在此基础上，应用可靠度理论建立承载层稳定性极限状态方程，以及承载层稳定性可靠度不变时充填成本与进路宽度、承载层厚度之间的关系方程。结合某矿山实际情况，得出该矿山下向进路胶结充填采矿法承载层稳定性可靠概率为90％和在不同进路宽度条件下承载层厚度与充填成本之间的关系方程。研究结果表明，增加承载层厚度、减少承载层的灰砂比，既可保证承载层的稳定性，又可降低充填成本。对不同进路宽度的承载层厚度与充填成本之间的关系对比分析结果表明，当该矿山进路宽度增加到5．5m和6．0m，承载层稳定性可靠度达到90％时，充填成本将分别增加3．5％和7．7％，采场的生产能力提高10％～20％。

甘肃金川二矿区下向进路充填法开采充填体稳定性分析

金川二矿区充填体的稳定性一直是从事金川镍矿岩石力学研究诸多科研人员长期关注的一个问题。本文通过数值模拟方法分析了金川二矿区进路顶板失稳破坏的可能形式。针对金川二矿区下向进路充填法开采,提出了两种提高进路顶板稳定性的改进方案。此外,还对很多学者关心的金川二矿区充填体的整体稳定性问题进行了思考,给出了其不存在整体失稳可能性的观点。

龙首矿下向分层充填采矿法六角形进路规格优化

龙首矿在“十.五”期间,由于加大了富矿回采力度,使富矿面积相对缩小过快,造成采场下降高度严重失衡。要满足矿石产量的稳产并提高,必须重新设计六角形进路断面规格。本文采用三维有限元数值分析程序,通过现场收集大量的资料,设计了8种方案进行模拟分析。结果表明,龙首矿下向六角形回采进路断面可进一步增大,最优进路断面规格为:底宽3.5 cm,腰宽7 m,高6 m,断面积31.5 m2,并且分析了充填不接顶距对采场稳定性的影响,为该矿今后的生产提供了科学依据。

提高龙首矿下向六角形进路式采矿爆破效率试验研究

龙首矿采矿方法为下向六角形进路式胶结充填采矿法,“低进尺、多循环”是多年来龙首矿进路回采的主要特征,爆破效率低。本文在对龙首矿岩体的可凿性和爆破性分级的基础上,设计了进路爆破掏槽方式,应用断裂力学理论确定了崩落孔和周边孔的布孔参数,采用大直径空孔直线掏槽全断面一次性崩矿方案。实践证明,在炸药单耗不增大的情况下,使六角形进路爆破的炮孔利用率达90%以上,单炮崩矿量平均达120t,爆破效率平均提高20%以上。

尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术的研究

针对喀拉通克铜镍矿在下向进路胶结充填采矿法充填工艺所存在的问题,开展了尾砂与戈壁集料胶结充填工艺技术的研究。矿山应用证明,该技术具有充填浓度高、充填成本低、充填体不需脱水等显著优点,特别适合于下向进路胶结充填采矿法中应用。

基于可靠度理论的钢筋混凝土假顶强度确定与配筋设计研究

根据贵州开磷集团用沙坝矿中厚破碎矿体条件,采用钢筋混凝土人工假顶下向分段充填法开采方法,在上分段设计施工钢筋混凝土人工顶板,使用可靠度理论分析了各参数对假顶强度的影响程度,探讨出人工假顶可靠概率下的合理取值,得出钢筋混凝土顶板可靠概率为90%时的假顶承载强度,以及该强度下的假顶厚度值以及合理配筋值。基于可靠度理论的假顶强度确定方法与配筋设计结果表明,采场跨度对假顶强度影响最大,在大跨度、高载荷下假顶承载强度满足需求,矿山效益及回采安全性得到提高。

下向进路侧帮可动块体的稳定性力学分析

为了研究下向进路侧帮矿体在上覆充填体作用下的变形特征,在综合分析侧帮矿体与充填体交接处可动块体形成条件的基础上,应用弹性理论分析了充填体对进路侧帮可动块体的力学效应。结果表明,充填体对侧帮可动块体的稳定性影响与进路高宽比、侧帮矿体的力学性质及可动块体的滑移面倾角有关,阐明了充填体作用下下向进路侧帮可动块体的变形破坏机理,推导了可动块体顶面受充填体作用力大小的计算方法,以及可动块体在充填体作用下的稳定性系数计算方法。武山铜矿开采的工程实例应用证明了该方法的应用效果。

下向回采和充填顺序对采场稳定性影响的模拟研究

以某矿下向六角形进路回采胶结充填采场为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据,选取4种不同的进路回采和充填顺序,运用FLAC模拟分析进路周围介质应力场、位移场和塑性区分布,研究采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受不同采充顺序扰动的影响。研究结果表明:采场进路从中间开始回采、逐步向上盘推进,先上盘后下盘、分段回采充填的顺序,使采场结构介质稳定性受采充扰动影响较小,是安全可靠、技术可行、经济合理的。同时应注意加强上下盘进路腰部和底板围岩应力集中区的监控和支护,确保顶板充填体强度指标。

大体积充填体下胶结充填法回采进路参数优化研究

为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。

下向充填采矿法充填程度与采场稳定性数值模拟

针对武山铜矿北矿带钢筋混凝土下向进路式充填采矿法生产中普遍存在的充填不接顶现象，本文对充填程度与采场稳定性进行了数值模拟研究，为简化矿山充填工艺、降低成本．实施部分充填提供了理论依据。

武山铜矿充填采矿若干技术问题探讨

由于水砂充填采矿法工艺环节多,生产效率低,现欲将水砂充填法改为下向进路式水平分层胶结充填法.通过第一阶段试验论证了下向胶结充填法在武山铜矿的可行性,针对试验过程中出现的一系列问题,在下分层进行第二阶段充填试验,着重对充填系统振动筛、充填区投料方式、充填水排除方式、充填体配筋方式和二次充填工序进行优化研究.实践证明,改进工艺技术可行,经济实用,对同类型矿山具有借鉴价值.

下向进路式胶结充填采矿法中巷道预留技术实践

针对矿岩破碎、高地应力以及采用下向高强度混凝土胶结充填法采矿的特点,提出了在胶结充填体中预留平巷的方案,并采用合理的施工和支护工艺。实践证明,该工艺不仅保证了预留巷道稳定,有效减少了巷道返修量,而且预留工艺简单易行、成本低、实用性强,施工快捷。

轻放工作面大角度俯采技术实践

在大角度俯采条件下,以23123轻放工作面为例,对回采过程中存在的问题进行分析,并提出解决办法,成功实现了轻放工作面的大角度俯采,并为类似地质条件的煤层开采提供了借鉴经验。

下向小分段空场采矿法回采空区端部矿体的实践

介绍了下向小分段空场采矿法回采空区端部矿体的开采工艺、安全措施及效果,残矿回采为矿山缓解资源危机发挥了重要作用。

充填体覆盖下大断面六角形进路离心模拟试验

金川镍矿是我国最重要的镍矿资源基地,矿区岩石破碎,龙首矿区采用的小断面六角形进路分层下向胶结充填采矿法为厚大破碎矿体的安全开采提供了成功经验。金川公司二矿区东部贫矿体厚大、埋藏浅,开采技术条件相对较好,但矿岩品位较低,采用小断面六角形进路由于开采成本高、效率低,无法满足东部贫矿体的开采要求。为了降低成本、提高采矿效率,提出了采用中深孔落矿的大断面六角形进路下向充填法,六角形进路从4 m(腰宽)×5 m(高度)提高至16 m(腰宽)×20 m(高度)。采用离心模拟试验对自重应力影响下的大断面六角形进路充填体的变形破坏进行分析,试验结果表明:随着离心加速度的逐步增加,上覆充填体的位移也逐渐增大,在离心加速度为70g时进路两帮发生坍塌破坏,92g时顶板发生破坏,顶板稳定性强于两帮的稳定性;两帮发生破坏时最大累计竖向位移为0.627 cm,顶板发生破坏时最大累计位移为0.904 cm,顶板比两帮能够承受更大的极限变形量;充填体破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏,六角形进路最终形成半椭圆的塌落拱并趋于稳定。

钢筋混凝土护顶的下向分层采矿法

针对采矿技术条件复杂的薄矿脉开采，推荐采用有钢筋混凝土护顶的下向分层充填采矿法。经过分析比较，认为该采矿法能够提高采矿生产的经济效益。

调整采煤机滑靴高度对俯采工作面采煤机性能影响的分析

通过分析石槽村煤矿1102203俯采工作面采煤机受力状态,提出了该工作面俯斜开采的临界角度,分析了俯斜变化与采煤机对煤壁力、摩擦力之间的关系,采取了调整开采高度,预先留底煤改善俯斜角度和加高采煤机滑靴高度的方案,实现了俯斜开采工作面安全生产,取得了良好效益。