深部开采过程中隔离矿柱承载机理及厚度优化

深部开采是未来矿产资源开采的必然趋势。深部开采过程中高地应力极易诱发岩爆、大变形、大体 积塌方等工程灾害。浅部开采形成了大量采空区、甚至地表塌陷等严重影响着深部资源安全开采。以某铅锌矿浅 部开采存在大量采空区、地表已经出现塌陷以及深部存在大量矿体为背景,提出在采空区下方预留原岩隔离矿柱 来隔离浅部与深部开采,保证深部采矿方法转换,实现深部资源安全开采。借助理论分析、数值模拟,开展原岩矿 柱厚度计算,结果表明 25 m 厚的原岩隔离矿柱满足安全需求。通过相似材料物理仿真实验和利用梯度加载的方 式,实现原岩隔离矿柱作用机制分析,揭示了原岩隔离矿柱承载作用。研究成果可以为类似矿山深部矿体安全高 效开采提供有益的借鉴。     

急倾斜矿体深部开采的矿柱尺寸计算

作者指出σ＝γｈ公式中的σ－ｈ并非线性函数关系。本文从两个角度讨论σ随ｈ非线性变化特性，并将其运用于深部开采的矿柱尺寸和采场稳定性计算。     

崩落法转充填法采场隔离矿柱合理厚度研究

对于由崩落法开采向充填法开采转变的矿山,受崩落法开采的采动影响,其工程地质条件会变得相对复杂,围岩完整性及其稳定性相对较差,开采技术条件相对复杂。为确保矿山下步生产作业的安全,必须要在崩落法采场与充填法采场之间留设隔离矿柱。本文结合矿山实际工程地质条件,创新地采用了以考虑采空区顶板垮塌冲击动载荷的弹性小薄板理论为代表的多种理论分析方法确定了崩落法转充填法采场之间水平隔离矿柱的尺寸,采用结合矿山围岩移动参数和Bieniawski矿柱强度理论的方式计算了崩落法转充填法采场之间隔离间柱的尺寸,与此同时,采用Phase2二维数值模拟的方式对隔离间柱的尺寸合理性进行了验证,最终实现了矿山崩落法转充填法的顺利转型,在保证矿山下步安全回采的基础上,提高了矿石回收率,为矿山创造了一定的经济效益。     

大规模深部开采诱发上覆岩体变形规律研究

为深入研究金属矿山岩层移动及地表变形规律，针对大红山铁矿大规模深部崩落法回采岩层冒落及地表变形的特点，分析了深部开采对岩层及地表变形的影响和时空关系。通过矿山现场长期观测及实验室相似模拟试验，揭示了岩层冒落移动变形、地表塌陷过程和“三带”规律，认为金属矿山采用崩落法大规模深部开采后在地表形成了一个以裂隙为引导的塌陷区，明显存在崩落带和裂隙带，弯曲变形带不明显，但其岩层变形过程仍具有“三带”破坏特征。上覆岩层冒落依次经历了三个过程，即首先呈现正三角拱状冒落，向上发展并发育到地表，再形成小范围塌陷，后期以该小范围塌陷点为中心向四周扩张，呈现倒三角的敞开式发育。在上述分析的基础上，进一步分析了矿山深部巷道围岩变形特性及造成破坏的原因，提出了防治上覆岩层冒落的围岩抗变形措施。     

大规模深部开采诱发上覆岩体变形规律研究

为深入研究金属矿山岩层移动及地表变形规律，针对大红山铁矿大规模深部崩落法回采岩层冒落及地表变形的特点，分析了深部开采对岩层及地表变形的影响和时空关系。通过矿山现场长期观测及实验室相似模拟试验，揭示了岩层冒落移动变形、地表塌陷过程和“三带”规律，认为金属矿山采用崩落法大规模深部开采后在地表形成了一个以裂隙为引导的塌陷区，明显存在崩落带和裂隙带，弯曲变形带不明显，但其岩层变形过程仍具有“三带”破坏特征。上覆岩层冒落依次经历了三个过程，即首先呈现正三角拱状冒落，向上发展并发育到地表，再形成小范围塌陷，后期以该小范围塌陷点为中心向四周扩张，呈现倒三角的敞开式发育。在上述分析的基础上，进一步分析了矿山深部巷道围岩变形特性及造成破坏的原因，提出了防治上覆岩层冒落的围岩抗变形措施。     

深部厚矿体两步骤开采实践

介绍了红透山矿在开采深度大、地压现象明显、矿体肥厚条件下采用两步骤开采方法的论证设计、施工实践与效果。讨论了充填体自立性、矿块尺寸、中深孔爆破等技术问题     

矿山隔离矿柱回采稳定性分析及开采方案研究

冬瓜山铜矿在进行完大规模1步骤矿房回采和2步骤矿柱回采后,形成了大量的采空区和充填采场,致使岩体应力分布十分复杂,盘区隔离矿柱的回采条件已发生根本性改变。通过对开采状态的调研分析,以52-54线隔离矿柱为例,提出了2种隔离矿柱回采方案,从开采难度、矿石回收率、采切工程量等方面进行了对比分析,并结合数值模拟软件FLAC^3D对2种矿柱回采方案进行了模拟。模拟分析显示：方案1隔离矿柱在回采过程中侧壁出现了较大的位移,容易形成侧壁垮塌,并且其塑性区面积较大;方案2在隔离矿柱回采后,采场侧壁位移很小,对于在回采过程中出现的应力集中区域,减小矿房跨度,避免矿壁受到进一步破坏,回采作业对围岩的影响最小。通过综合比较,认为方案2较为合理,为可行性较高的方案。     

91号矿体矿柱开采技术研究

对如何高效地回采矿柱的问题进行了深入研究，并在现场进行了试验，回采了两条矿柱，回采矿量达１８．８万ｔ。采场生产能力达２００ｔ／ｄ，回采率达９０％，贫化率５％，取得了很好的经济效益。试验为铜坑矿及类似开采条件的矿山提供了有益的参考价值。     

某硅灰石矿开采顶板围岩稳定性数值模拟分析

以某硅灰石矿区8线和47线Ⅳ矿体为研究对象,利用FLAC3D数值模拟软件分别建立地质模型,模拟Ⅳ矿体在不同埋深条件下开采时,其顶板的围岩应力、垂向位移变化特征,进而分析顶板在不同开采深度下的围岩稳定性.模拟结果显示:在相同的采厚、采宽等地质条件下,与浅部矿体开采相比,深部矿体开采时:(1)采空区顶板应力的释放更大,顶板...     

深部综放工作面区段平巷合理位置数值模拟研究

巷道维护和冲击矿压问题是矿井进入深部开采后所面临的重要问题。以实际的工作面生产地质条件为基础,模拟分析了区段平巷不同尺寸煤柱对护巷煤柱、实体煤垂直应力及巷道变形的影响,探讨了深部开采护巷煤柱选择问题,研究结果对深部综放工作面巷道布置及支护参数的确定具有很好的参考价值。     

刀柱下复采工作面矿压显现规律研究

莒山煤矿针对矿井3#煤层常规可采煤炭资源枯竭,同时又存在大量刀柱式采空区下弃置资源的现状,立项对刀柱式采空区下弃置煤炭资源回收进行研究。通过查阅资料、现场调研、数值计算、计算机模拟等方法对复采工作面顶板赋存进行了分析,并通过对试采工作面的矿压监测,初步掌握了刀柱下复采工作面的矿压显现规律,为复采工作面选择合理的支护设备和支护参数,为安全有效地管理复采工作面顶板提供了科学依据。     

深井条带开采地表沉陷规律分析

为掌握煤炭深部开采带来的地表沉陷规律,根据矿区实情并参考以往设站参数建立区域观测站。通过4年多连续不间断的监测,拟合出该矿区地表下沉曲线及水平移动曲线,求出概率积分法所需各种移动变形参数。分析结果表明：深部开采时的基岩厚度增大,影响地表移动变形的因素多,地表沉陷在倾向上最大影响范围超过700 m,相应的盆地边缘移动变形值小。条带开采地表下沉比较平缓,没形成大的沉陷盆地,一次采全高情况下地表沉陷值相对较大,地面出现了塌陷区。采全高与条带开采的边界角相差不大,相同的开采影响范围内,条带开采下沉值较小,地表下沉盆地相对平缓。     

塌陷采空区近区安全开采可靠性研究

为实现大宝山矿塌陷采空区近区矿体安全开采和最大限度地回收资源, 建立了塌陷采空区近区开采保安矿柱力学分析模型, 得出了矿柱内应力大小与开采深度、采场高度及矿柱宽度的计算公式, 并用可靠性理论确定了大宝山矿塌陷区近区开采合理保安矿柱尺寸。研究结果表明, 矿柱宽度越小, 矿柱内垂直压应力越高; 开采高度越高, 矿柱越容易破坏。结合大宝山矿塌陷采空区近区开采工程实际, 推荐了不同开采高度下的保安矿柱宽度。     

煤矿开采对既有隧道稳定性影响及保安煤柱留设

邻水县小庄子煤矿开采将穿越邻垫高速公路铜锣山隧道,小庄子煤矿开采通过设置运输巷道及保安煤柱确保铜锣山隧道的安全运营,煤矿运输巷道开挖对隧道的影响以及保安煤柱范围的研究成为小庄子煤矿开采的前提。针对以上问题的研究,得出了一套运输巷道开挖对隧道影响的评价体系,确定了保安煤柱的范围。     

煤矿深部开采存在的问题及对策探讨

随着我国煤炭资源的开采向深部延伸,带来了地表沉陷预测与控制等主要技术难题。在深部开采条件下,结合深部地质灾害的特点,总结分析了目前深部开采存在的主要问题,提出了深部开采条件下应深入开展相关研究工作的意见和建议。     

深部开采的地表沉陷预测研究

我国煤炭资源的开采已向深部延伸,深部开采将带来新技术上的难题,地表沉陷预测就是技术难题之一,浅部开采和深部开采引起的地表沉陷特点是不同的．结合实例以及力学分析,对深部开采引起的地表沉陷问题进行了研究,论述了深部开采的地表沉陷规律及特点,深部开采工作面的覆岩破坏,具有均匀、整体压缩、移动、变形的特点,地表移动变形连续、缓慢、周期长;提出参数修正的概率积分预测模型,来预测深部开采的地表沉陷,以指导我国的深部“三下”压煤的开粟．     

深部宽条带开采地表变形规律研究

采用压力拱理论和A.H.Wilson理论确定条带开采的开采宽度和保留宽度,通过相似模拟实验结合数值模拟计算分析深部宽条带开采地表变形规律,预计地表变形参数。实验结果表明深部条带开采在增大采出宽度和保留宽度的条件下,对地表下沉的控制仍有着显著作用,且地表不会出现波浪形下沉。在预计参数难以确定的条件下,采用相似模拟实验结合数值计算的方法预计地表变形是一种可靠的途径。     

膏体充填法回收工业广场煤柱地表变形分析

运用地表沉陷预计软件MSPS,分别对工广煤柱回收前后地表变形程度,以及在地表下沉系数不同时的地表建筑物破坏程度作了详细分析,并根据"三下开采"规程判断建筑物损坏等级,以确定膏体充填法开采的可靠性,合理解决了工广压煤问题。