石膏矿隔离矿柱留设厚度数值模拟研究

隔离矿柱留设对采空区上部矿体的安全回采起着至关重要的作用.以某地下开采的石膏矿为工程实例,借助FLAC3D数值模拟软件建立了数值模型,在采用房柱法开采下部矿体,形成众多采空区的条件下,对采用无底柱分段崩落法回采上部矿体进行了数值模拟,分析了回采过程中隔离矿柱的应力、位移、塑性区发展变化情况,结果表明,隔离矿柱的最小厚度应为37 m.     

某铀矿山分区开采隔离矿柱留设尺寸研究

通过对某铀矿山上下分区同时开采需留设水平隔离矿柱尺寸的影响参数进行分析,应用FLAC3D和正交试验得出分区开采时隔离矿柱留设尺寸与影响参数之间的关系式,用以推测其他铀矿床留设隔离矿柱的安全尺寸。与其他经验公式计算结果的对比表明,正交试验法的计算结果可靠程度高,可以为其他铀矿山分区开采时隔离矿柱留设提供一定的指导。     

基于FLAC3D的谦比希铜矿盘区保安矿柱稳定性分析

井下开采时,每隔一定距离经常留设一定厚度的保安矿柱与围岩共同作用来支撑上覆岩层维持采场结构稳定,实现矿体安全回采.谦比希铜矿东南矿体采用预切顶空场嗣后充填法条带式开采,分两步骤回采,盘区间留设25 m厚的保安矿柱.为分析盘区间留设的保安矿柱稳定性,同时为后期优化开采提供借鉴,本文运用FLAC3D数值模拟软件,分别模拟2...     

程潮铁矿联合开采隔离矿柱合理厚度研究

程潮铁矿矿体随开采水平下降而逐渐西移, 导致选厂下保安矿柱的矿量逐渐增加。为了保护地表选厂同时尽可能回收矿石资源, 程潮铁矿采用充填法回收保安矿柱和无底柱分段崩落法开采塌陷坑下矿体联合开采回收-430~-500 m阶段矿体。为了防止两种采矿方法交界处的采矿活动相互影响, 采用数值模拟方法, 选取15 m、20 m和25 m厚度的隔离矿柱分别建立了联合开采数值模型模拟开采, 得到联合开采后地表沉降以及充填采场的安全系数, 并对其进行比较。结果表明, 隔离矿柱厚度为20 m时, 选厂地表监测点的沉降值较小, 充填采场安全系数较高, 能够满足选厂和充填采场安全性要求, 同时矿柱压矿量少, 经济效益较优。研究结果能够为矿山的实际生产提供一定的指导。     

郑家坡铁矿隔水矿柱厚度的确定

郑家坡铁矿水文地质条件复杂,矿体赋存于厚大、含水丰富的第四系下部沉积变质岩中,在开采过程中,第四系中孔隙潜水会通过矿层的顶板隔水层慢慢渗透到坑道中去,直接威胁矿山基建和生产安全.为了确定合理的隔水矿柱厚度,采用顶板厚跨比法、坍塌填塞法等方法和FLAC3D软件估算了隔水矿柱厚度,确定在风化带以下留36m厚度的原岩作为隔水矿柱隔离上部水体,当矿体延伸至风化层或第四系时,留未风化矿体作为保安矿柱,可满足矿山安全开采的要求.     

板庙子金矿深部开采留设隔离矿柱控制地压数值优化

井下开采常引起地表产生岩体移动,直接影响地表构(建)筑的稳定。针对板庙子金矿深部急倾斜薄矿体开采诱发地表产生移动及其控制问题,提出采用留设隔离矿柱与干式充填相结合的方法,减少或控制地表岩体移动影响范围及岩体移动速度。结合板庙子金矿深部开采工程地质条件与生产实际情况,分别构建无矿柱、留1个矿柱、3个矿柱和留两矿柱与干式充填采矿结合4种研究方案;分别应用FLAC~(3D)数值分析软件,对4种隔离矿柱留设方案进行数值计算,结果表明:随着留设矿柱数量的增加,地表沉降能够得到有效控制,即增加留设矿柱数量对控制地表移动能起到决定性的作用;减少矿柱而采用干式充填后地表沉降能得到进一步控制,但由于充填体自身强度较低的原因仅能起到辅助支撑作用,通过采用隔离矿柱与干式充填的方法能更好地控制开采诱发地表产生的变形与采场围岩的稳定。     

采矿方法转变中的隔离矿柱稳定性分析

隔离矿柱在矿山开采中对维护矿山稳定具有重要的作用。结合某矿的实际情况,在矿山进入深部开采并转变采矿方法的过程中,采用极限平衡理论计算得出了隔离矿柱厚度为10 m。应用二维数值计算软件RFPA对其稳定性进行了分析研究。结果表明,留设10 m隔离矿柱可以维持采场的稳定,满足矿山生产的要求。     

谦比希深部开拓-693m水平隔离矿柱的稳定性分析

本文主要针对谦比希铜矿主矿体-700 m水平以上充填区域和-700 m水平以下深部开拓崩落法开采对应区域矿柱留设的安全稳定性,用经验公式法和工程类比法进行对比分析,同时根据分析结果结合生产实际现状提出了保证措施和建议。     

某矿山厚大第四系下开采对地表的影响分析

某铁矿体上方为厚大的第四系松散层,并留设不小于50 m厚的护顶矿柱来控制地表岩移.为探究地下开采对地表建(构)柱物产生的影响,通过现场取样、室内力学实验和岩体参数折减的方法获取矿山岩体力学参数,借助FLAC3D有限元软件进行数值模拟,对矿区岩体移动监测范围内的位移、变形和曲率进行分析.结果表明:留设隔离层矿柱以及采用分...     

基于FLAC~(3d)数值模拟方法的杏山铁矿中段隔离矿柱稳定性分析

杏山铁矿深部开采中采用无底柱分段崩落法和分段凿岩阶段空场嗣后充填法联合开采,为了考察该开采方法的安全性和可行性,以及确定中段水平保安矿柱的合理厚度,采用FLAC~(3d)软件进行数值模拟研究。对模拟结果中塑性区和应力分布情况进行了详细分析。结果显示,-480 m以上矿体开采对下部中段隔离矿柱不会造成损伤,-560 m以上分段矿房回采结束后,下部中段隔离矿柱出现小范围的塑性区和拉应力集中,但塑性区未贯通,拉应力值小于岩体的抗拉强度。因此中段水平保安矿柱厚度在20 m时可以满足安全开采要求。     

急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法研究

急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法研究马毅敏,周文略中钢矿业开发有限公司针对国内急倾斜厚大贫铁矿矿体形态变化大,岩石夹层多等禀赋特征,通过对传统上向分层充填采矿法的创新,提出除1个主运输水平外,全矿床不设辅助中段,按高度225 m大分段,75 m高分层上向连续充填开采全矿体的采矿方法。同时,利用采场内留点柱、顶板水平光爆压顶和全尾砂充填技术,有效减小贫化率,减少空场下凿岩、出矿的安全问题,降低充填成本。实践证明,该采矿方法能有效减少采准工程量,提高充填采矿效率,降低生产成本。     

基于离散元的倾斜薄矿体开采对上部隔水层稳定性的影响

本文以某铅锌矿倾斜薄矿体开采对上部隔水层的稳定性为研究对象,在现场调研和室内岩石力学实验的基础上,采用离散单元法2D-block,在完全空场和预留矿柱两种情况下对上部隔水层的稳定性进行了探讨。结果表明:在完全空场条件下,矿体开采至300m时上盘围岩最大垮落范围约为74m,顶板破坏范围已超过隔水层14m,会影响到隔水层的稳定性;当预留6m顶底柱、3m点柱情况下,回采至300m水平后不会影响到隔水层的稳定性。表明开采过程中预留顶底柱和点柱对于抑制顶板冒落和保护隔水层的稳定性非常重要。研究成果为矿区隔水层的保护提供理论依据。     

某石英砂矿地下开采保安矿柱稳定性分析

某石英砂矿由于受到产品销售问题及周围环境条件的限制，决定采用地下开采方式。矿体南西部已经靠近矿界，为了保证矿体开采过程中的安全，需要在靠近矿界的矿段预留保安矿柱。因此，采用FLAC3D数值模拟软件，对矿体开采留设不同厚度的保安矿柱进行安全稳定性分析及比较，最终确定留设保安矿柱的合理尺寸。     

杏山铁矿废石充填采场间柱尺寸优化分析

合理的废石尾砂胶结充填采场间柱尺寸是保障回采安全和维护地表稳定的重要设计参数之一。采用理论分析,提出了适用于杏山铁矿端部矿体废石胶结充填采场间柱尺寸设计方法和经验值;采用数值模拟分析方法,分析了既有回采顺序条件下采场间柱稳定性,验证了理论分析结果的合理性。研究结果表明,采用理论分析和数值模拟相结合的方式,共同开展废石充填回采间柱尺寸优化设计方法是合理可行的;基于杏山铁矿端部矿体工程现状,设计的6.0m废石充填回采间柱的尺寸在技术和安全层面,能够满足实际需求,为同类矿山的矿柱参数优化设计提供了有益借鉴。     

上盘预留矿柱回采过程中应力场演化规律研究

针对某金矿具有的缓倾斜、破碎、中厚矿体的特点,提出采用分段矿房法回采矿产资源;试验采场围岩总体稳定性较好,但矿体上盘边界是破碎蚀变带,岩石较破碎,而且矿区内地表水体较发育,上盘围岩中有含水层等特点。上盘围岩的冒落,对矿石贫化及安全采矿产生了很大影响,提出了预留上盘矿柱以减缓围岩冒落的方案。采用FLAC3D进行了回采过程中采场应力迁移、位移变化及单元破坏规律的数值计算研究。结果表明：预留2 m的矿柱有利于维持上盘的稳定性,防止塑性区域的扩大,从而达到降低矿石贫化及安全采矿的目的。     

顶板厚度探测技术在地下铝土矿的应用研究

我国铝土矿多以缓倾斜薄矿脉沉积性矿床为主,普遍存在直接顶板稳固性差、矿体厚度不稳定的问题。铝土矿开采多应用空场法进行开采,依靠留设矿柱和留护顶矿的方式对顶板进行管理。因铝土矿矿层和直接顶板厚度变化较大,无法准确留设护顶矿厚度,造成矿石损失较多,为此探索性开展猫场矿区铝土矿直接顶板厚度快速探测方法,为采场回采作业过程中护顶矿留设厚度提供技术支撑。通过对顶板探测厚度设备选取并在井下进行现场试验,试验探测图像显示矿体和直接顶板总厚度误差为0.65m,探测图像表明矿体与直接顶板界线不明确,SSP地质雷达在试验中达到了预期效果。     

李官集铁矿采场动态地压监测及数值分析

针对李官集铁矿点柱式分层充填法的特点,按照矿山实际的开采和充填步骤,对采场中的间柱、点柱、充填体和上下盘围岩的应力变化进行动态监测和分析,并考虑矿体中优势结构面的影响,运用3DEC构建含有优势结构面的岩体模型,结合地压的实际监测变化量和数值模拟得到的地压值匹配,分析了点柱式分层充填法开采过程李官集铁矿的地压变化规律。结果显示：①开采初期,矿柱和围岩共同支撑上部载荷,随着开挖高度的增加,应力由点柱逐渐向围岩转移,上部载荷主要由围岩体支撑;②应力在上下盘岩体之间随开采向上交替变化：开挖层应力增加,回填层应力局部恢复,扰动层应力释放。在同一点柱间地压呈现分层转移规律,并随开挖进行循环往复。     

金属矿阶段嗣后充填预留顶柱厚度力学模型

预留顶柱厚度是保证金属矿阶段嗣后充填安全的重要影响因素之一。基于弹性力学平面应变基本假设,建立金属矿阶段嗣后充填预留顶柱厚度的力学模型,并利用伽辽金法进行理论求解。以某铜矿为工程分析实例,研究预留顶柱水平应力随厚度和上部荷载的变化规律,以及厚度与矿房长度之间的变化规律。研究表明:当矿房尺寸一定,预留顶柱厚度不变,水平应力随着上部荷载增加呈线性增大;上部荷载不变,水平应力随着厚度的增加呈二项式下降。当矿房宽度、水平应力和上部荷载一定,预留顶柱厚度随着矿房长度增加呈二项式增大。结合工程实例确定预留顶柱厚度,可以满足矿山安全生产要求。研究成果对金属矿阶段嗣后充填预留顶柱厚度的选取具有一定理论指导意义。     

大广山矿残留矿柱回收工程可行性分析

在详细分析大广山矿一期开采残留矿柱分布特征基础上，提出了崩落法结合受矿漏斗出矿的联合矿柱回采法，即先人工崩落矿柱，利用放矿漏斗在覆盖岩层下集中放矿，对分布矿柱回收工程的17m厚预留矿体隔层的稳定性和生产可靠性进行了分析评价，经济分析评价结果说明矿柱回收工程具有较好的社会效益和经济效益。     

缓倾斜中厚磷矿床矿柱稳定性及采场结构优化

以云南磷化集团晋宁磷矿6号坑口东采区+2 150 m水平缓倾斜中厚磷矿床为研究对象,通过矿山压力平面应力相似模拟试验台,进行了房柱采矿法下矿柱稳定性及采场结构参数优化的相似模拟试验。基于试验结果,研究了沿矿体走向推进过程中采场顶板围岩与矿柱的应力、变形破断规律,同时对采场矿柱宏观失稳破坏模式和失稳机理进行了探讨分析,并对房柱法开采下采场结构参数进行了优化。结果表明：房柱法开采下采场围岩的变形破断具有明显的3个阶段特征,按照变形破坏程度,房柱法开采后,采场覆岩划分为垮落带、裂隙贯通带以及微裂隙松动带;矿体开挖结束后,对采场的个别矿柱进行回收,回采结束后矿柱会突然发生整体大规模的垮塌失稳破坏,呈现出明显的“多米诺骨牌效应”;同时建议采用矿房10 m,矿柱8 m的采场结构参数,以保证采矿安全。研究结果可为该采区深部矿体或类似条件的矿山开采提供理论和技术上的指导和建议。