基于数值模拟的大型采空区稳定性数值模拟研究

南温河钨矿南秧田矿区采用全面法开采矿体,近年来生产强度的不断增加导致地下形成了大量采空区,大面积的采空区对矿山安全生产构成严重的威胁。对已采用废石充填和未充填的采空区进行了稳定性分析。分别建立FLAC3D数值计算模型进行计算,并在采空区顶板布置合理监测点进行顶板应力与位移监测。结果表明,矿体开采完毕后,矿柱存在明显的应力集中,采空区顶板位置为主要变形区域;部分未充填采空区顶板变形超过2cm,变形较大,采空区稳定性较差;采用废石充填采空区能够防止顶板垮冒形成的冲击波,进而提高采空区稳定性,减少安全事故的发生。模拟结果可为大型采空区治理提供理论支撑。

大型机械化作业下固体废物充填处理超大型采空区

针对超大型采空区传统处理方法具有成本高、技术难度大、安全风险大、效率低等不足,将固废资源利用与采空区处理有机结合,利用固体废弃物对大型采空区进行充填处理,并研究了充填工艺及安全控制方法。以福建龙岩某矿山为例,首先采用Mathews稳定性图解方法对该矿3个超大型采空区的稳定性进行了分析,认为采空区具备了进行大规模机械化充填作业的条件;然后对废弃物充填材料的性质及合理配比进行了试验,得到了建筑垃圾与尾矿砂的最佳配比(体积比)为5∶2;最后应用FLAC3D模拟方法分析了充填后的采空区对下部铁矿开采的影响,开采后顶板位移为5~8 mm、两帮位移为2~4 mm,变形较小,采空区较稳定,通过对采空区处理费用及消纳建筑垃圾收入的综合分析,所提采空区处理方法的平均成本约9.13元/m^2,远低于其他采空区充填法。研究表明:采用大型机械化作业充填固体废物处理超大型采空区,有助于解决超大型采空区稳定问题,降低采矿成本,提高作业效率,满足非煤矿山超大型采空区处理和固体废物资源利用的实际需要。

露天深孔爆破处理大型采空区的实践

矿山由地下开采留下的大型采空区,在矿山转为露天开采时,会给日常生产留下安全隐患。本文通过实例,介绍采用露天深孔爆破对采空区进行处理,该方法可供同类矿山参考。

大型采空区顶板冒落危害预测

某矿31-1#矿体采空区暴露面积6000 m2,高度达65 m,在其下部有一定矿量需要进行回采,空区一旦冒落,将对下部作业人员和设备造成巨大的危害。通过对采空区稳定性、冒落形式进行现场调查,并结合现场实际,建立了采空区顶板冒落危害预测模型,对空区顶板围岩大批量冒落和零星冒落进行了危害预测,并根据预测结果,提出了相应的预防措施。

超大型采空区充填技术在铜陵有色矿山的应用

原狮子山铜矿东、西狮子山矿段采用崩落法及空场法开采,两矿段分别在2000年、2002年闭坑,均形成了通地表的超大采空区.东狮子山空区体积为1 570 175 m3;西狮子山空区体积为3 011 817m3,2个超大采空区一直没有得到处理,对矿山正常生产及周边环境造成了一定影响.采用尾砂充填方式对超大采空区进行处理,消除超大采空区存在所带来的安全隐患.

大型采空区铁路地基稳定性分析

山东省大莱龙铁路龙口进港线穿越多个大型采空区。通过对采空塌陷稳定时间、安全深度、最大下沉量、最大下沉速度的分析 ,论证了采空区地基的稳定性 ,提出了选线及工程处理措施建议。

矿山特大型采空区全尾砂充填封闭工程实践

为了解决采空区安全隐患,同时为矿山生产中大量的尾砂寻找堆存场地,经充分论证,利用全尾砂对采空区进行充填处理。井下采空区的封闭是实施全尾砂充填的必要条件之一,本文简述了井下采空区全尾砂充填封闭工程封闭墙位置的选择、墙体结构型式与厚度的确定及施工过程和实施效果等。

大型复杂采空区群的稳定性数值分析及隐患区域预测

大型采空区灾害存在突发性与破坏范围大等特点,如何对采空区灾害进行有效的预防和控制是采空区隐患治理的重要工作。以某矿山为背景,利用井下无人机三维激光扫描系统对采空区进行精细探测,并利用Geomagic对模型进行优化,然后利用FLAC3D进行采空区稳定性分析,确定了大型复杂采空区的隐患区域;将圈定的隐患区域与现场采空区实际冒落情况进行对比,验证了采空区空间结构演化结果与数值分析结果相吻合,证实了该数值分析方法的可靠性。最后基于采空区三维激光扫描结果,再次对采空区进行数值分析,重新圈定采空区的隐患区域。研究结果为矿山采空区安全隐患识别和治理措施的制定提供了科学依据。

采空区空气冲击波流速及其在巷道中的传播规律研究

为了探究采空区顶板冒落落地瞬间形成的空气冲击波流速和空气冲击波在巷道中的传播衰减规律,以赤峰中色白音诺尔矿业有限公司大型采空区为工程背景,利用相似模型,建立空气冲击波流速与采空区顶板高度H、采空区顶板暴露面积Se、采空区暴露面积Sk等参数之间的关系式,计算出采空区顶板围岩突然崩落时形成的空气流流速。当由此产生的空气冲击波在巷道中传播时,考虑在巷道中摩擦阻力和局部阻力的作用下,从理论上计算冲击波在巷道中传播时所受的阻力和传播距离,并探究空气冲击波在巷道中的传播衰减规律,为指导矿山正常生产、保障矿山的安全提供了依据。