上覆遗留煤柱下开采矿压规律及控制技术研究

对榆家梁煤矿433042工作面过上覆煤层集中煤柱和房柱式煤柱时的矿压规律进行现场实测和数值模拟,并进行了分析研究。研究表明,工作面在上覆煤柱下经历了6次周期来压,平均来压步距16.8 m,最大压力48.8 MPa;在房采区下的5次周期来压平均步距14.4 m,与在采空区下来压步距类似。通过数值模拟可以看出,工作面从上覆采空区进入煤柱后,超前支承压力峰值位置从煤壁前方25 m转移到煤壁前方5 m;在距离第二条集中煤柱边界3 m时,超前支承压力峰值急剧增大,并持续到工作面出煤柱4 m。现场实践表明,在出集中煤柱时采取水力压裂、工作面调斜和加大采高的方法可有效避免大面积、高强度来压,从而保证矿井安全高效生产。

矿柱回采诱发的深部房柱系统的瞬态及长期变形特性

当采用房柱法开采深部矿石矿柱时,采空区可能面临着一系列的变形和沉降问题。为此,构建一个双中段的深部房柱模型并进行矿柱回采。分析矿柱回采瞬间的变形响应及矿柱回采后的长期沉降特性。在矿柱回采过程中,不同区域围岩受到不同动力扰动作用,这些动力扰动可以分为3类:(I)爆破扰动与卸荷扰动共同作用、(II)爆破扰动与卸荷扰动依序作用和(III)纯卸荷扰动作用。矿柱回采后,第一个回采矿柱上方的沉降最大,且它对周边区域的沉降起到牵引作用。模型的沉降过程可分为稳定位移及不稳定位移两个阶段。当房柱系统进入不稳定位移阶段时,将发生岩体剥落及级联式坍塌。

滨海大型金矿床取消矿柱及房柱交替采矿的新工艺(英文)

针对三山岛金矿条件,研究了深部开采取消点柱的工艺技术。首先,调查测试了矿岩物理力学参数,并对矿岩质量进行了分级。其次,在详细分析上下盘及矿体的物理力学特性的基础上,对三山岛金矿深部开采取消矿柱进行了有限元数值模拟,研究得出-555 m水平以下矿体的开采可全面取消矿柱。最后,结合矿床条件,提出了房柱交替式盘区上向分层充填采矿新工艺。工业试验结果显示,该新工艺大幅度提高了单位面积开采强度,对岩层扰动小,盘区生产能力大,矿石损失贫化小,获得了显著的经济效益。此外,对三山岛金矿由于深部开采而导致的地表沉降利用ANSYS软件进行分析,同时对岩层变形进行了监测。结果表明,三山岛金矿深部开采取消矿柱和采用房柱交替采矿新工艺后能够有效控制岩层变形,从而可实现滨海大型金矿床安全高效低贫损开采。

房柱式开采的通风系统

根据房柱式开采的盘区巷道布置的特点 ,提出了房柱式开采的 5种通风方式 ,即局部通风机通风系统、独立回风巷道通风系统、 2进 1回通风系统、 2进 2回通风系统及联合式通风系统 ,并对通风方式进行了分析 .

空场采矿法采场顶板破坏模式识别专家系统

对房柱式空场采矿法采场顶板破坏模式及其影响因素进行了探讨 ,建立了识别顶板破坏模式的知识库 ,并用VC++语言开发出了识别顶板破坏模式的专家系统。实际应用表明 ,用该专家系统识别的顶板破坏模式与实际的顶板破坏模式基本吻合。

连续采煤机房柱式机械化开采工艺系统的研究

为提高开采速度、提升回收率以及确保作业安全性,有必要对短壁式机械化采煤方式进行深入研究。文章对于连续采煤机房柱式的采煤工艺进行介绍,然后在此基础上对于该工艺进行了分析,并且给予了一定的技术参数,最后根据目前的技术指标对于开采的技术和开采的工艺进行了对比的分析,在此基础上提出了展望。

房柱法房间矿柱回采的研究

本文介绍用浅眼留矿法回采湖北省大冶市刘家畈铁矿房柱法房间矿柱的实践 ,通过经验公式和三维有限元数值模拟对矿柱稳定性进行计算 ,结合工程实践经验确定了矿柱的回采工艺与尺寸 ,并对两种稳定性评价方法的适用性进行了评述。为最大限度回收矿产资源和提高矿柱回收率提供一定的理论依据 ,对类似矿山矿柱回收具有一定的借鉴作用。

岩柱失稳对岩柱-顶板系统扰动效应的数值模拟研究

为了研究浅埋房柱式采空区岩柱群失稳机理,以吕梁某铝土矿采空区为研究区,建立采空区二维模型,运用有限元数值模拟的方法,分析单个岩柱失稳对岩柱群及采空区顶板产生的扰动效应。通过对岩柱-顶板系统应力场特征及监测点位移资料的分析,发现单一岩柱失稳后,荷载转移到其邻近岩柱上,并引起该岩柱应力集中及偏压,继而造成岩柱破坏,这种渐进演化导致了岩柱失稳的多米诺效应。

基于房柱式的综合机械化固体充填开采改造

基于印度MAHA煤矿一直采用传统房柱式炮采或房柱式连续采煤机开采,不仅效率低而且资源浪费严重的情况,经过综合比较多种开采方法,最终决定将房柱式改造为综合机械化固体充填开采,并提出了巷道布置方案。经过配比试验,确定了充填主料矸石和辅料粉煤灰的配比,同时对充填料运输系统的关键部分—垂直投料系统进行了初步设计。与原有的房柱式开采相比,固体充填综合机械化开采实现了煤炭资源的安全高效回采。

天然气管道建设场地房采采空区稳定性评价方法

为了准确评估天然气管道建设场地房柱式开采工艺遗留采空区的稳定性,在分析采空区地质条件的基础上,根据有关规范要求,完成了开采沉陷区地表残余影响的移动变形计算、覆岩破坏高度与建设工程影响深度的安全性分析、煤柱的长期稳定性分析。综合分析结果表明,天然气管道建设场地房采采空区不稳定。论文还提出了处理不稳定采空区的措施建议,可为房柱式开采工艺遗留的采空区地表建设提供参考。

浅埋房式采空区煤柱群稳定性评价

基于"品"字形煤柱分布及尺寸、采空区上方塑性区域边界拱角大小计算得出房式煤柱上覆平均载荷σ_(aps),结合煤柱完全塑性失稳后其邻近煤柱上覆平均载荷变化规律定义了煤柱单元失稳概率P_0。采用重整化群方法将煤柱群划分并建立为一维、二维元胞模型,将煤柱失稳概率密度函数(PDF)表示为威布尔函数分布形式并给出不动点方程,进一步求解煤柱失稳临界概率。以石圪台煤矿为实例,计算3-1-1号煤层房式采空区中煤柱稳定性,结合房式采空区煤柱群数值模拟结果,评价了石圪台煤矿房式采空区煤柱群稳定性,最后选取两个房式采空区工作面进行表土层剥离揭露实验,验证煤柱群稳定性理论计算可靠性,为相邻采区及井田内房式采空区下开采提供理论及工程参照。

基于数值模拟的房柱式采空区关键层-岩柱系统破坏机理分析

为了提高浅埋房柱式采空区稳定性评价的精度和可靠性,本文以吕梁某高速公路桥梁下伏采空区为研究区,建立采空区二维模型,运用有限元数值模拟的方法,研究关键层厚度对关键层-岩柱系统应力场的影响。研究发现关键层-岩柱系统发生了应力重分布,应力集中主要位于岩柱的帮角、关键层跨中表面及岩柱正上方关键层上表面。随关键层厚度减小,岩柱应力呈先增后减趋势,关键层应力先缓慢增大后急剧增大。建立关键层-岩柱系统稳定性与关键层厚度之间的定量关系,确定关键层局部破裂、岩柱失稳、岩柱保持长期稳定时的关键层临界厚度分别为3.2 m、5.8 m和6.7 m。将数值模拟成果应用到实际工程中,发现与实际资料的吻合度较高。

综合物探方法在房采采空区勘查中的应用研究

针对单一物探方法在煤矿采空区探测中的局限性和多解性问题,结合陕北侏罗纪煤田地质及地球物理特性,综合运用瞬变电磁和可控源音频大地电磁法对普泉煤矿勘探区内浅埋房柱式采空区进行探测。综合探测成果对勘探区内3-1煤层采空区和采空积水区的位置、深度、范围等信息进行了推断解释,与地质资料和验证钻孔钻探成果基本吻合。研究结果表明:瞬变电磁和可控源音频大地电磁法相结合的方法在浅埋房柱式采空区探测方面具有较高的可靠性和准确性,能够为煤矿的安全生产和采空区的综合治理提供科学依据。

辽阳石膏矿Ⅰ膏组分采房柱采矿法的研究与应用

针对经过该矿实际条件并反复实践,对石膏组矿体采用一次采全高的分采房柱采矿法进行试用并取得了成功,而且在全矿推广使用,提高了矿井生产的安全性,减少了矿柱损失,增加了我矿经济效益。

房柱式小窑采空区地震探测研究

在关停不具备安全生产条件的小煤矿中,多数采用房柱式开采方式。该方式下产生的采空区周围并未出现大的物理变形,因此常规的地震勘探方法和解释手段很难准确圈定其采空区范围。为此在鄂尔多斯高原选择已知采空区块为试验区,采用高密度三维地震观测系统,在高保真处理的基础上,利用方差顺层切片及综合层属性切片,准确地解释出采空区的范围。试验证明,地震属性的综合运用是识别房柱式采空区的有效手段。

某岩金矿山残矿机械化回采试验

某岩金矿山0 m中段以上矿体采用平硐—溜井开拓,空场法开采,遗留许多具有经济价值的顶底板矿、矿柱以及边角残矿。根据残矿赋存情况,采用无轨开拓系统,进行机械化浅眼房柱法回采试验,取得了很好的技术经济指标,社会效益与经济效益显著,为类似条件的矿山提供了技术参考。

泗顶铅锌矿下部矿体的开采实践

泗顶铅锌矿的古丹矿区采用平窿开拓,其最低开拓中段以下尚赋存有规模不大的矿体。对下部小矿体采用脉内斜井电耙出矿的浅孔房柱法开采。这种开采方法不需要在下部水平掘进运输巷道,减少了运输提升环节,因而可提高开采效益。本文详细介绍了该采矿法的采切工程布置和回采工艺,及其主要技术经济指标。

房柱采矿法重复采动的数值模拟研究

本文以弹-塑性有限元为数值模拟手段,研究了在地表不允许崩落的条件下,留连续条形矿柱的房柱采矿法重复采动的问题。对上、下矿层间的夹岩层较厚大时,下矿层的开采对上层已采空区稳定性的影响进行了讨论。提出了隔离层的概念。分析了隔离层的存在,在开采参数的选择和矿房及矿柱的布置中所起的重要作用。