超前管棚支护在矿山巷道垮塌区的应用

由于金属矿山巷道施工过程中,地质条件复杂,软弱岩层遇水后会导致金属矿山巷道顶帮出现大面积垮塌,严重制约生产进度,提高了施工成本,而相比于传统的封闭注浆,采取施工超前管棚通过垮塌区,其在支护强度、施工成本、施工工期、安全保障等方面也具有一定的优势。

一种斜坡道掘进遇喀斯特溶洞垮塌区处置的方法

瓮福磷矿磨坊矿深部磷矿150万t/a地下采矿工程中,南采区进风斜坡道在掘进至桩号K0+033时发生垮塌,根据原始地质资料分析及初步探查确定该区域是喀斯特溶洞垮塌区,垮塌区可测高度17 m左右,导致掘进受阻。为确保作业人员安全,经过探索,决定采用混凝土充填+注浆固结+短掘短支方法安全通过溶洞垮塌区域,经实践验证该方法可行。

垮塌区隐患资源爆破开挖变形响应的DDA法

针对地下金属矿山垮塌区隐患资源开采的安全问题,应用非连续变形分析法(DDA)研究垮塌区隐患资源在爆破动荷载作用下的变形响应.通过势能极小化原理和平面应变假设探讨DDA法的计算过程,在DDA模型中引入自由场边界和设置边界单元体的法向与切向自由阻尼器来模拟垮塌区边缘采场的爆破开挖,讨论了注浆加固后的垮塌区滑移面附近区域在爆破动荷载作用下的变形特征.研究结果表明:DDA模型中的输入波表现出明显的滞后性,根据输入波的滞后性计算波的传播速度与现场实测结果非常接近;爆破开挖后垮塌区滑移线下部区域的变形明显小于上部区域,与实际开挖后现场的监测结果相符合;距离爆源越远的监测点,速度放大系数越大,在DDA法中引入自由场边界和边界单元的自由阻尼器来研究垮塌区边缘采场在爆破动荷载作用下的变形响应是可靠的.

凡口铅锌矿0^#采场垮塌区影响范围数值模拟

凡口铅锌矿Sh-320 0#采场的回采过程中,因出矿不及时而致使该主矿体区成为隐患区域,采用FLAC3D快速拉格朗日差分分析方法对隐患区域稳定性进行数值模拟。结果表明,采空区两帮的最大拉应力达到1 MPa,两帮的最大位移分别为11.6和11.1 cm,顶板位移为8.0 cm,而且出现较大范围的剪切破坏和抗拉破坏塑性区,并且塑性区发生贯通。空区是在两帮充填体受横向拉伸发生垮落,同时顶板发生冒落,最终导致空区的大面积失稳。由数值模拟圈定垮塌区的影响范围,进而得出受垮塌区影响的采场分布。

金属矿垮塌区内注浆加固效果检测与评价

采用取岩芯分析、岩石力学试验和压水试验等方法对凡口铅锌矿主矿体垮塌区注浆工程的加固效果进行了检测,结果表明,注浆后岩体完整性更好,注浆加固增强了矿岩体强度,吕荣值大幅减小。为了更好地评价垮塌区内注浆加固的效果,降低开挖风险,在RMR法的基础上,并结合模糊德尔菲层次分析方法(FD AHP),根据采场实际情况选取评估因素对注浆前后的矿岩和充填体进行分级,由注浆前后矿岩体和充填体的质量改善情况来综合评价注浆效果,评价结果与实验结果一致。

某铅锌矿垮塌区隐患资源回采顺序数值优化

结合某铅锌矿矿山垮塌区开采技术条件复杂的工程实际,基于高效安全回采矿石的思想,提出了4种可行的回采方案。运用MIDAS/GTS有限元软件,构建了垮塌区复杂开采条件下的三维数值模型,并采用FLAC3D数值模拟软件对垮塌区的失稳垮塌进行了数值模拟分析,确定垮塌区的影响范围和科学经济的回采顺序,为安全高效地回采矿石提供技术支持。研究表明:0#空区的失稳垮塌影响了5个采场的安全开采;优化后的回采顺序为先确保充填体质量,再由两边向中间开采。

深井采场大规模垮塌三维探测及可视化计算

运用空区激光探测系统(CMS)和大型矿床三维软件Surpac等数字化工具,结合冬瓜山铜矿深井采场垮塌区实际,研究一种新颖的大规模采场垮塌区综合信息可视化计算方法。采用CMS对采场垮塌区进行三维探测,获取垮塌区相关信息,并以垮塌区实测数据为基础,运用Surpac构建起垮塌区三维可视化模型,准确获取采场垮塌区三维形态和实际边界;运用采场设计资料建立采场底部结构、回采设计单元及矿堆三维模型,通过模型间的布尔运算,准确计算垮塌区体积、顶板暴露面积及存留矿量等综合信息。研究结果表明:采用该方法可有效地实现大规模采场垮塌区综合信息的可视化计算;计算获得的采场垮塌区信息可靠,为矿山准确掌握垮塌区现状,制定治理及回收垮塌区周围矿体方案提供重要的依据。

基于CMS探测的深部主溜井垮塌三维可视化分析

针对某金属矿深部4#主溜井筒壁中段卸矿不断冲击受损垮塌的现状,运用空区激光探测系统(CMS)对4#主溜井进行跟踪探测,获取垮塌区相关的实测信息,建立精确的垮塌区三维可视化模型,准确获取溜井垮塌区三维形态、空间位置和实际边界。通过对溜井垮塌前后三维模型间的布尔运算,得出了垮塌区体积的大小、最大垮塌区横剖面面积等,实现了溜井垮塌严重程度的三维可视化分析。通过对-600 m水平溜井垮塌范围与周边巷道位置关系分析,确定了溜井对周边巷道的影响程度,为4#主溜井的恢复加固及周边巷道的安全分析提供了可靠的技术支撑。

开采环境再造在隐患资源回采中的应用

隐患资源的开采条件极其复杂,回采难度大。凡口铅锌矿主矿体Sh-320 m中段0#采场在回采过程中,由于受矿岩结构破碎、断层、采矿爆破震动、空区暴露时间过长等因素的影响,发生了采场两帮跨塌,导致周边相邻区域出现较大面积失稳,形成隐患资源。通过再造开采环境,构建安全的回采条件,实现了隐患资源的安全高效回采。