倾斜矿体崩落法采矿塌落错动范围的圈定研究

随着矿山开采技术的进步,对采用崩落法开采的地下金属矿山塌落错动范围研究提出了更高要求。基于矿体赋存特点,借助顶板渐进崩落理论开展了典型剖面的塌落错动范围的崩落角、移动角的计算,并依据移动角圈定了典型剖面的塌落错动范围,进而圈定了矿山的塌落错动范围。研究发现采用顶板渐进崩落理论方法相对于工程类比法,结果更精细化,保证了矿山开采安全。

杏山铁矿塌落区外矿体开采研究

杏山铁矿床属于鞍山式沉积变质贫铁矿。由于受F9断层破坏,矿床被分割为大杏山和小杏山两部分。根据生产勘探及倒段工程揭露情况,按照设计推荐的岩石错动角,小杏山端部矿体如果继续沿用崩落法开采,会导致地表塌落范围超出杏山现有购地界线。为回收这部分采矿证内的矿石资源,从安全环保、防止地表塌陷的角度考虑,对塌落区外矿体充填开采进行研究。

水平互层围岩隧道破坏机理及其范围预测模型

水平互层围岩因其显著的层理构造,导致其破坏形式相较于均质围岩有较大区别.目前针对水平互层围岩的研究集中在单一破坏模式,未考虑破坏形式的多样性.为探究水平互层围岩的破坏范围,首先按其层理面划分为单层围岩进行分析,将围岩破坏分为拉破坏、楔形剪切破坏和拱形剪切破坏3种典型模式,分别建立了岩梁受拉分析模型和拱形关键块剪切分析模型进行分析,提出了相应的破坏准则,并引入塌落系数和临界高度对不同破坏模式的孕育条件进行研究,将此方法应用于矿井巷道和隧道工程实例中,与既有方法进行比较,验证了单层围岩破坏机理模型的可靠性,同时代入离层破坏算例中验证其实用性.并以此为基础,结合破坏范围层间连续条件和破坏休止条件建立水平互层围岩破坏预测模型,将上述水平互层围岩破坏模型应用于补连塔矿巷道实例.结果表明本文预测的水平互层围岩破坏范围与数值模拟结果、真实塌落情况吻合较好.研究成果可为水平互层围岩隧道支护方案设计提供理论基础.

含溶洞隧道在地震和渗流耦合作用下塌落特征研究

为研究隧道正上方溶洞在地震力和渗流力耦合作用下浅埋隧道塌落特征,以广西逻皓隧道为工程背景,基于非线性Hoke-Brown准则,结合上限定理及能量守恒定律,对溶洞位于隧道正上方时围岩塌落面进行二维分析。本文推导塌落曲线公式,并求出工程风险可控极限值h;通过调整地震力和渗流力参数大小,分析其对塌落体形状及塌落范围的影响。研究结果表明:地震力和渗流力耦合作用下隧道塌落曲线类似于一条开口向下且顶部水平截去小部分的抛物线;塌落体体积随孔隙水压力系数r的增大而增大,而随竖向地震系数k的增大而减小。