基于三铰斜拱的不同宽度区段煤柱下底板应力变化规律研究

为获取上保护层充分采动后,区段煤柱影响下的上覆岩层结构及底板应力传递规律,基于三铰斜拱理论推导了合理拱轴线方程;数值模拟了不同宽度区段煤柱的保护层底板应力分布规律;基于三铰斜拱和弹性力学理论2种方法得到了保护层底板应力分布的解析解,并通过现场实测验证。研究表明:三铰斜拱形态参数与留设煤柱宽度、煤层开采高度、采空区卸压宽度等动态相关;当煤柱宽度大于15 m时,采空区底板重新压实区将产生三铰斜拱结构引起的附加应力,并且应力极值点随煤柱宽度增加而向采空区中心移动。现场试验得出被保护层回采巷道应内错布置,合理错距为10~20 m。

高承压水上采煤工作面斜长的确定方法

根据岩体水力学理论及突水系数理论推导了确定工作面斜长的公式 ,并用此法确定了东庞矿910 3工作面的斜长为 70m。实践证明此方法具有可靠性和可操作性。

改进铜坑锡矿分段空场嗣后充填采矿法的设想

铜坑锡矿采用一步骤采场和二步骤采场宽度相同的分段空场嗣后充填采矿法开采 ,其胶结充填量占总充填量的 50 %。作者提出改进方案 :用较小尺寸布设需胶结充填的一步骤采场 ,用较大尺寸布设非胶结充填的二步骤采场。这样可达到减少胶结充填量 。

某矿采场结构参数设计及顶板稳定性判别

某矿采用人工矿柱代替原生矿柱的房柱采矿法回采,首先根据采场顶板围岩的应力分布和破坏机理得出矿房宽度;然后通过考虑人工矿柱应承受的压力与矿柱强度的关系,在一定的安全系数条件下计算出人工矿柱的宽度,确定出合理的采场结构参数;最后通过Mathew稳定图表法,判别出该采场结构参数对应顶板暴露面积的稳定性。研究结果表明:通过计算得出的采场结构参数为:矿房宽度14 m,人工矿柱10 m;运用Mathew稳定性图表查出N=18.31和S=6.14时,对应的采场顶板暴露面积落点位于稳定区,判别出采场顶板稳定性较好,暴露面不需进行全面支护,只需有局部支护用于控制岩块的片落。

不同地质条件下的采场结构参数优化

为了确定不同地质条件下较为合理的采场结构参数,采用理论计算与数值模拟相结合的方法,对不同矿岩稳定性条件下的采场跨度进行选择与优化。以程潮铁矿西区作为研究的工程背景,采用简支梁理论、矿房宽度计算公式对合理跨度与临界跨度进行了计算,并通过FLAC3D数值模拟软件对不同跨度参数的采场稳定性进行了分析。结果表明:矿岩条件为稳固、中等稳固、稳固性较差时的矿房合理跨度分别为18.87、14.93、8.08 m。多矿房回采,位移及拉应力的最大值通常出现在区域中间部位,且矿房跨度的增加极易引起开采区域最大沉降值的迅速增加。矿柱顶板沉降值对矿房跨度也非常敏感。数值模拟结果与理论计算值相符,这表明数值模拟能很好地反映地下开采的真实状态,为采场结构参数确定提供依据。

电耙运搬削壁充填采矿法在通化铜镍公司的应用

对于稀贵金属急倾斜薄矿脉、围岩稳固性较差的开采条件,提高采矿回采率,降低矿石贫化,实现高效、安全生产是矿山所追求的目标。分析了电耙运搬在削壁充填采矿法中应用的可行性,详述了电耙运搬削壁充填采矿法采削参数确定及回采工艺过程。应用实践表明,削壁充填采场可以很好地使用电耙运搬矿岩,提高采矿效率,降低工人的劳动强度,应用取得了较好的经济技术指标。

紫金山深部铜矿采场结构参数研究

以紫金山深部铜矿采场为背景,运用多种理论对采场及凿岩硐室的主要结构参数进行计算。借助ANSYS软件进行仿真分析,验证了理论计算所得参数的合理性,模拟结果表明,采用"隔三采一"的回采方式,同时凿岩硐室采取直接布置方式,能够最大程度保证凿岩及回采过程的安全开展。

大体积充填体下胶结充填法回采进路参数优化研究

为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。

河流及村庄下硫铁矿回采上限与矿房宽度确定方法

以安徽某河流及村庄下硫铁矿开采为背景,通过理论计算,确定了安全回采上限、优化了矿块结构参数,并利用数值模拟手段对优化后地表变形进行了预测。预测结果显示,地下开采对地表河流、建(构)筑物影响很小,能满足该矿安全开采的要求。

采场结构参数优化与验证

合理设置采场结构参数是矿山企业需解决的技术难题。以大新锰矿西北采区+340 m中段的采矿工程为背景,采用Mathew图法验核现有采场设计参数的合理性,优化了采场结构参数。研究结果为:1矿山矿柱尺寸选取合理,能够保证开采安全;2矿块斜长为60 m时,Ⅰ矿与Ⅱ、Ⅲ矿的矿房沿走向的极限宽度理论计算值分别为13.5,10.8 m;建议在今后采矿设计中矿房宽度取9 m;3合理布置西北采区Ⅱ、Ⅲ矿矿柱与Ⅰ矿矿房采空区位置,使之达到上下对应,减少矿柱不合理布置带来的安全隐患。

刚果(金)某铜钴矿深部复杂矿体采场结构参数研究

为了得到刚果(金)某铜钴矿深部矿体采场最优矿房宽度、地表危险范围与岩层移动角,采用数值模拟软件MIDAS-GTS/NX建立了不同矿房宽度的三维精细化模型,得到了地表位移、矿房应力与塑性区分布,采用数值模拟研究了地表危险范围与岩层移动角。结果表明,依据地表位移、矿房最大主应力、最小主应力和矿房塑性区,判定矿房最优宽度为18 m左右;比较了3种矿房宽度条件下的地表危险范围,以采场宽度18 m开采深部矿体产生的地表移动危险变形较为合理;依据数值分析结果,岩层移动角推荐73°-82°。研究成果可为矿山安全生产提供参考。

厚煤层停采煤柱留设宽度研究

结合具体工程实际,在停采煤柱留设宽度理论计算分析和作业面超前压力监测分析的基础上,运用数值模拟研究,对不同停采煤柱宽度条件下的回采面前方煤体应力分布及回风大巷塑性破坏情况做出探究,从而确定适宜的煤柱留设宽度,希望能为其他矿井相似工程的开展提供帮助。

良山铁矿井下开采安全施工实践

介绍良山铁矿地下开采工程中所遇到的地质安全隐患,对此制定了减小采场冒顶风险的措施并严格实施,有效避免了井下开采施工过程中安全事故的发生。

阿舍勒铜矿采场结构参数优化研究

为了优化新疆阿舍勒铜矿的采场结构,基于矿区地质情况和RQD岩体质量评价方法,对该矿区的岩体展开了试验研究,结果表明,阿舍勒铜矿区凝灰岩的质量一般,矿岩、玄武岩、英岩斑岩的质量比较好。采用ANSYS和FLAC软件建立了采场结构模型,通过对比采幅分别为10 m、13 m、16 m以及19 m条件下采场的最大拉应力、最大压应力、水平位移等数值结果,得知4种采幅条件下的采场结构都比较稳定,其中采幅为13 m的结构最优。对采幅为13 m条件下的开采顺序进行分析,结果表明,隔一采一、隔二采一的开采方式下,采场岩体都存在变形,开采时有坍塌的风险,隔三采一的采场稳定性最好。

二矿区采场稳定性与进路宽度关联性数值分析

为了研究二矿区采场稳定性与采场进路宽度的关联性,采用FALC3D数值仿真软件,揭示了二矿区采场开采期间不同进路宽度下最大主应力、塑性区、矿岩位移量的演化规律,并优选了进路宽度。结果表明,最大主应力随着进路宽度增加而递减,塑性区、矿岩位移量随着进路宽度的增加而增加,数值模拟结果与二矿区现场实际结果吻合。数值试验结果为二矿区采场的进路宽度选择提供了有力支撑。

两步骤上向水平分层充填法采场宽度优化研究

山东招远大尹格庄金矿的点柱式上向水平分层充填法存在矿石损失率大的问题,而且在矿山进入深部开采后,地压逐渐增大,造成部分矿房回采过程出现大面积的冒落及部分矿柱压裂破坏,资源回采困难、作业安全风险高。综合考虑大尹格庄金矿床的开采技术条件,在保证矿山安全生产的前提下,为尽可能减少采矿过程中的矿石损失,降低安全生产的风险,选择采用盘区交错式上向水平分层充填法。为保证采场稳定性,采用数值模拟的手段对该方法的采场宽度进行了优化研究,计算并分析了9种方案的采场围岩应力、顶板下沉位移及开挖后塑性区分布,最终确定一步骤采场宽度为7m~8m,二步骤采场宽度为6m~7m,在生产过程中,矿岩稳固性较好时,取大值;稳固性差时,取小值。