崩落法转充填法开采安全隔离层厚度研究

地下矿山崩落法转充填法开采是矿山行业维持可持续发展与保护生态环境的重要趋势,为保障某大型地下矿山崩落法转充填法安全开采的有序衔接,本文对该矿安全隔离层厚度及稳定性进行了深入的计算与分析。首先,通过荷载传递线交汇法、结构力学简化梁法、普氏拱理论计算了隔离层厚度,厚度分别为19.5 m、20.1 m和22.7 m;其次,建立三维精细化矿体开采模型,设计崩落法转充填法安全隔离层15 m、20 m、25 m三种厚度方案进行对比,采用有限差分计算软件FLAC^(3D)对矿体崩落法分层开采、充填法首采中段开挖进行了全过程模拟。研究结果表明:安全隔离层厚度20 m时,最大沉降变形值为21 cm,最小主应力为压应力0.05 MPa,隔离层岩体未出现受拉破坏,产生的塑性破坏区域零散分布,影响范围有限。综合理论计算和数值模拟结果,最终确定矿山安全隔离层厚度应不小于20 m。矿体留设安全隔离层可有效降低崩落法开采和充填法开采区域的相互影响,保证深部矿体充填法开采的安全进行,研究方法和结果可为相似条件矿山提供参考。

露天开采台阶面下伏空区安全隔离层厚度及声发射监测

开采台阶面下存在空区危害的露天矿山很多,这些空区不仅包括之前常规地下开采遗留的空区,还有很多因民采、盗采形成的无资料记录的空区。经过多年的演变,这些空区的形状、大小都发生较大的改变,这直接威胁着露天台阶面作业人员及设备的安全,极大地制约了露天安全高效开采。以国内三道庄矿露天开采工程台阶面下伏空区为背景,运用数值模拟方法对台阶面下伏空区的安全隔离层厚度进行确定,通过模拟计算不同跨度、不同顶板厚度空区的稳定性,寻找出特定跨度下空区的安全隔离层厚度,进而得到不同跨度空区安全隔离层厚度速查表,为现场台阶面推进及空区处理提供必要的参考。同时,运用声发射监测技术对台阶面下伏空区进行监控,给出具有代表性空区的声发射监测数据,选取不稳定空区、稳定空区、台阶面有钻机作业空区、台阶爆破后空区的声发射监测数据进行分析,找出这些代表性空区声发射监测数据的规律,为后续声发射监测结果的解释提供参考。这样就可以在利用安全隔离层厚度对空区稳定状况进行初步评价的基础上,通过声发射技术实时监测空区的稳定性,从而为露天台阶面作业提供有效的安全保障。

崩落采矿转型安全隔离层厚度的确定

某矿山由无底柱分段崩落采矿法转型为充填采矿法的过渡阶段,需预留一定厚度的安全隔离层。采用简化梁法理论计算了隔离层的安全厚度为18.2m;采用Flac数值模拟软件对现场建模并进行模拟研究以验证理论计算结果。研究发现,充填前后,采空区周围拉应力变化较小,基本保持在0.3MPa以下,而地表应力基本没有变化。通过对地表位移研究发现,安全隔离层厚度18.2m时,满足安全生产要求。数值模拟结果与理论计算值一致,表明该值具有合理性。

露天开采地下矿室隔离层安全厚度的确定

露天开采地下矿室的矿山,坑底隔离层安全厚度的确定,目前还没有统一规范的计算方法。文章以大宝山矿露天地下开采的工程实例,结合计算隔离层安全厚度的方法,选择了具有代表性的五种理论计算方法和数值模拟方法,对各种计算结果进行了比较和评价,最后对各计算结果进行了求和归一法数据处理,并对结果进行了多项式数值逼近,得到了不同空区跨度与隔离层安全厚度的关系。这说明了作者方法的正确性与实用性,也为矿山设计隔离层厚度提供了参考,对指导露天地下开采安全生产施工具有重要意义。

崩落法转充填法隔离层安全厚度的确定

以广东信宜银岩锡矿崩落法转充填法为例,采用厚跨比法、简化梁法和普氏压力拱法,对隔离层最小安全厚度进行了理论研究,并通过数值模拟手段,对所选的最小隔离厚度进行了验证,研究结果对于确保矿山井下安全生产具有重要意义。

露天台阶下空区安全隔离层计算及稳定性分析

我国很多露天矿山存在开采境界下有空区危害的现象,安全隔离层厚度及稳定性分析是保证露天安全开采的关键,也是迫切需要解决的问题。以广东省大宝山露天矿开采为例,理论计算得出不同跨度下的安全隔离层厚度,再结合数值模拟软件建立二维空区模型进行模拟,比较理论计算和数值计算的结果。通过二者的比较最终得出不同跨度下最佳的安全隔离层厚度。最后就矿山具体存在的空区群,建立三维空区群模型进行稳定性分析。为露天开采境界下空区稳定性分析提供了一套系统的方法。

基于爆破振动速度的露天转坑采矿体隔离层安全厚度确定

为了确定江西某露天—地下联合开采铜矿隔离层安全厚度,采用TC-4850振动记录仪对不同炸药量级爆破下的爆破振动进行了监测。基于爆破振动监测数据拟合出适用于该矿区的萨道夫斯基公式,并据此计算了不同最大单响药量下的隔离层安全厚度。结果表明:该矿区水平径向、切向以及竖向的场地系数(K)、衰减系数(α)分别为:(129.14,1.459 7),(120.71,1.463 3)和(96.46,1.404 3),表明该矿区岩石属于坚硬岩石。当最大单响药量分别为400,450,500 kg时,露天与地下联合开采间隔离层的安全厚度应分别不小于32.3,33.5,34.7 m,可作为露天—地下联合开采矿山隔离层安全厚度确定的有效方法之一。

露天地下开采隔离层稳定性研究

露天地下开采隔离层稳定性分析是矿山中经常遇到的问题。以大宝山矿露天地下开采的工程实例,采用数值分析方法,对隔离层稳定性进行分析计算,发现空区顶板的拉应力是关系隔离层稳定性的关键因素。通过对隔离层的安全厚度数值计算,与5种理论计算方法结果进行了比较,综合求和归一法数据处理和多项式数值逼近得到了不同空区跨度与隔离层安全厚度关系。结果为露天地下开采隔离层稳定性分析的方法进行了验证和补充,也为矿山设计隔离层厚度提供了参考,对指导露天地下开采安全生产施工具有重要意义。