缓倾斜薄矿体采场顶板跨度及矿柱尺寸计算

采用房柱法开采缓倾斜薄矿体时,合理的顶板跨度和矿柱尺寸对矿山安全和持续生产至关重要。以大新锰矿为工程背景,分别采用经验公式、板理论及梁理论等对采场顶板跨度进行了计算与分析,推荐采场顶板跨度为8 m。在此基础上借助矿柱荷载理论,兼顾矿柱的几何形状、流变效应、尺寸及爆破破坏等影响因素,对矿柱进行了设计。结果表明:本研究推荐的采场顶板跨度和矿柱计算方法简便、可行,适用于缓倾斜层状薄矿体房柱法开采设计。

大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理及效果研究

大跨度破碎岩体顶板采用预应力锚固支护,能最大程度地维持顶板围岩稳定,因此研究预应力锚固对大跨度破碎岩体顶板的支护机理及支护效果,对于保障破碎岩体下大跨度地下工程、露天大断面隧道工程的长期稳定性具有重要意义。对锚固后锚固体强度变化进行力学解析,剖析大跨度破碎岩体顶板预应力锚固支护机理,以云南金厂河多金属矿Ⅳ级破碎岩体大跨度顶板支护难题为工程背景,针对其支护方式建立数值模型进行分析,对FLAC3D软件中结构单元Cable的布置,设计新的三段式布置法,将预应力锚杆(索)在FLAC3D软件层面分为预紧段、自由段、锚固段分别赋予指定参数进行数值计算,建立3组不同支护方式的数值模拟方案对预应力锚固支护效果进行验证。结果表明:预应力锚固后,支护区域顶板受拉应力基本小于破碎岩体顶板抗拉强度,塑性区体积对比普通无预应力支护方案,下降比率达到61.95%,顶板Z方向垂直沉降量降低比率高达83.90%,预应力锚固范围内围岩得到了有效控制。

盐穴储气库建槽工程实践与顶板极限跨度分析

通过分析金坛盐穴储气库的建槽工程案例,探讨建槽施工中遇到的若干问题,总结经验教训并提出工艺改进方案,进而讨论建槽期工艺设计应考虑的关键问题,阐明确定盐腔顶板极限跨度的必要性,并提出建槽期盐腔顶板极限跨度的确定方法,应用该方法开展基于数值试验的极限跨度分析,获得不同侧溶底角及盐腔高度条件下的盐腔顶板极限跨度,并对其规律进行分析。

金属矿山嗣后充填采场顶板合理跨度参数研究及建议

根据河北某铁矿现有的开采技术条件,对该铁矿嗣后充填采场的结构参数进行了研究,采用材料力学"简支梁"理论计算及Flac数值模拟相结合的手段分析了采场顶板的安全合理跨度。理论计算合理跨度为18 m左右,数值模拟分析采用3种模拟方案,采用"隔一采一"的开采顺序,由此模拟分析了不同尺寸采场跨度条件下矿岩的应力分布、塑性分布及位移变化情况。结果表明,随着矿房跨度的增加,矿房顶、底板围岩的应力由受压状态逐渐转向受拉状态,尤其是当跨度达到20 m时,矿柱的塑性分布范围增加十分明显,矿柱剪切破坏的程度加大,增加了矿柱失稳的可能,所以采取矿房、矿柱宽度为18 m时是比较合理的,这和理论计算的结果是相符的,同时建议在回采过程中,要加强对矿柱及充填体进行应力应变监测,确保矿体的安全高效回采。

红透山铜矿深部大跨度采场顶板稳定性分析

红透山铜矿是目前我国开采最深的金属矿山,深部大跨度采场经常遭受顶板垮塌问题,为了保证矿山安全高效开采,必须对深部大跨度采场顶板的稳定性进行分析。通过对研究区域进行工程地质调查和矿岩力学试验,获得了表征岩体质量的Q、Q′指标,岩体质量为很差~差,并采用经验公式计算岩体力学参数;通过对原始数据对数回归分析,改进了Mathews稳定图,基于此,计算出红透山铜矿深部1-1采场顶板稳定的概率为20%,破坏与严重破坏的概率为80%,崩落出现的概率为0;根据采场顶板的受力特点,建立了采场顶板的厚板力学模型,基于弹性板理论,推导出采场顶板下表面的挠度方程和拉应力方程,并计算出顶板最大拉应力σ为4.1 MPa,远大于矿体的抗拉强度(0.041 MPa),理论分析与Mathews稳定图法的结果具有较好的一致性。可通过改进的Mathews稳定图和厚板理论相结合的方法对红透山铜矿深部大跨度采场顶板进行稳定性分析,并为类似矿山提供参考。

大跨度煤巷软岩顶板控制技术研究与实施

平煤天安煤业股份有限公司朝川矿一井1970年8月1日建井,1980年5月投产,设计生产能力0.45Mt/a。2012年核定生产能力0.57Mt/a。主采煤层为己组煤,平均厚度为4.5m,煤层沿走向起伏变化大,煤层顶板为泥岩、砂质泥岩和砂岩,底板为泥岩。直接顶厚度变化大,岩性较软,顶底板及煤层条件复杂。煤层瓦斯绝对涌出量0.17m3/min,相对涌出量1.36m3/t;煤层可自燃,自然发火期12个月;煤尘具有爆炸性,爆炸指数22.2~25.3%。一井己16-17-21070(里)采面位于二水平暗主斜井以东,己16-17-21070工作面以北,第四勘探线以西,采面南侧为己16-17-21070工作面采空区,煤柱宽度8-10m,采面北、东、西侧尚未采动。为朝川矿首个综合机械化放顶煤工作面。该工作面井下标高-185.0^-251.5m。可采走向长度300m,采面倾斜长度140m,可采面积40727m2,可采储量24.7万吨。根据己16-17-21070(里)综放工作面掘进揭露资料统计,该面煤层厚度变化较大,煤厚2.0~8.4m,平均4.5m。

大跨度种植顶板虹吸排水技术探讨

对传统大跨度种植顶板排水技术在应用上存在的一些问题进行论述,如结构找坡难、轻质找坡漏水、排水不畅、植物烂根死亡等。通过分析上述问题产生的原因,提出并总结防护虹吸排水技术设计及施工应用措施,虹吸排水系统相比传统排水做法可减轻荷载3~4 kN/m^(2),节约成本50~100元/m^(2),节约工期17~21 d。

小跨度分段充填法在某破碎铜矿中的应用

针对某铜矿床矿岩破碎、稳固性差的开采技术条件,初步评价了岩体质量,分析了顶板不支护时的允许跨度和暴露面积。综合矿岩稳固性、回采安全和技术经济方面分析了矿山应用分段充填法的可行性,提出了小跨度分段充填法,并对采矿工艺进行了研究。采矿方法通过协调匹配采场结构参数,充分利用矿岩的自稳能力,结合预控顶加强顶板和留矿支撑侧帮的措施,可有效地维持采场稳定。现场应用结果表明:该采矿方法安全程度高、技术和经济指标较好,可在矿山推广应用。

缓倾斜矿体采场顶板维护的试验研究

辽宁金凤黄金矿业有限责任公司采用全面采矿法开采 ,采场顶板常发生塌方冒顶 ,通过采矿方法试验 ,对采场顶板维护方法进行了系统研究。文中应用材料力学 ,推导了计算顶板最大允许跨度的公式 ,提出了矿柱设计新方法 ,同时对锚杆支护参数进行了计算。实践证明 ,该矿柱设计方法简便可行 ,采用矿柱 -锚杆联合支护适用于缓倾斜矿体的开采。

矿柱参数计算研究

将采场顶板假设为简支梁 ,应用材料力学理论 ,根据岩梁的假说 ,推导了计算顶板最大允许跨度公式 ,据此确定矿柱间距 ,并借助确定的硬岩矿柱强度的新方法设计矿柱参数 .实践证明 ,该矿柱设计方法简便、可行 ,适用于开采缓倾斜及水平的坚硬矿体 ,可有效地防止采场顶板冒落 .

基于Mathews图解法急倾斜采场暴露面冒落分析

针对地下矿山采场结构参数设计中常用方法未能将结构面对岩体的稳定性影响充分考虑等问题,以云南省某铁矿实际情况为基础,通过对矿山上盘围岩进行结构面调查和分析,并应用Mathews图解法对急倾斜采场暴露面冒落问题进行研究,计算得出采场巷道不稳定极限跨度为4.37 m,上盘不稳定暴露面积为366 m^2,可以对矿山采场现在出现的一些零星冒落现象做出合理解释。针对采场冒落现象,根据采空区缓冲垫层设计的经验公式,得出冒落垫层厚度为2.7 m的计算结果。研究结果在该矿山实际生产、采场参数优化方面存在一定的指导意义。

香炉山钨矿采空区现状调查及治理建议

针对香炉山钨矿复杂采空区治理难题,采用现场编录的方法,从矿柱高度、空区顶板跨度、空区暴露面积三个方面进行了调查分析,结果显示:矿柱以5~10 m为主,占51%;顶板跨度以10~20 m为主,占73%;空区顶板主要在1000 m2以下,占83%。根据调查结果对空区治理提出建议:采用逐步治理的方法,优先治理高大高危采空区,空区治理的重点为五坑口和二坑口,同时也是矿石回采的重点区域,为矿山采空区治理和残矿回采指明了方向。

特大断面切眼受载变形特征与支护技术研究

为了解决特大断面切眼巷道支护难题,以曹家滩煤矿122106切眼为工程背景,结合理论分析与离散元数值模拟研究了不同顶板跨度条件下巷道受载变形特征,提出了“二次成巷+单体液压支柱+高强锚网索+W钢护板”的大断面煤巷高强度、高预紧力、低密度减跨支护技术,提高了支护效率,显著加快了巷道掘进速度。研究表明,当顶板跨度超过9m后其稳定性大幅下降,极易出现表层煤体破坏垮冒的现象;随着顶板跨度的增加,两帮破坏范围变化较小,顶板破坏范围显著增加;通过现场实测对研究成果进行了验证,巷道未出现明显变形,支护体受载始终稳定。

岩溶地区码头桩基桩尖标高的确定

岩溶地区的桩底标高设计应把设计和施工融为一体,全面考虑,进行认真的分析研究。同时,建议在条件和技术允许下对溶岩发达地区做综合物理勘探,绘制出岩面和溶洞的三维空间图形,再结合探槽、探井、逐桩钻探等对岩溶地区地质情况综合把握。结合工程实例,介绍了岩溶地区桩底标高的设计方法和经验,希望对今后类似工程设计起到借鉴和帮助作用。

特大断面切眼受载变形特征与支护技术研究

为了解决特大断面切眼巷道支护难题,以曹家滩煤矿122106切眼为工程背景,结合理论分析与离散元数值模拟研究了不同顶板跨度条件下巷道受载变形特征,提出了“二次成巷+单体液压支柱+高强锚网索+W钢护板”的大断面煤巷高强度、高预紧力、低密度减跨支护技术,提高了支护效率,显著加快了巷道掘进速度。研究表明,当顶板跨度超过9m后其稳定性大幅下降,极易出现表层煤体破坏垮冒的现象;锚杆的承载性能与预紧力紧密相关,预紧力越大,越有利于锚杆发挥其承载性能;通过现场实测对研究成果进行了验证,巷道未出现明显变形,支护体受载始终稳定。

无柱大跨度条件下预制拱形顶板拼装工艺研究

上海轨道交通15号线工程吴中路站7轴到18轴为无柱大跨度拱形顶板结构。为了提高施工效率,减少狭小场地的影响,施工现场采用了预制拱形顶板拼装的施工工艺,可有效地加快施工进度,确保施工精度,保证拱形顶板外观质量。结合该工程,介绍和分析了预制拱形顶板拼装的施工方法及控制要点。