综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系研究

针对综放采场开采过程中瓦斯频繁超限现象,对综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系进行了分析研究,通过理论分析、现场实测和数值模拟相结合的方法得出综放采场矿压与卸压瓦斯运移关系。     

基于PFC数值模拟的无底柱采场结构参数优化研究

结合大冶铁矿东采车间工程条件,设计了几种无底柱采场结构参数,并运用PFC数值模拟软件,对多个采场结构方案进行模拟分析,根据各方案的矿石回收指标和现场实施的难易程度,推荐采用分段高度12 m、进路间距15 m、崩矿步距2.0~2.5 m的最优采场结构参数组合。同时研究了放矿过程中不同阶段颗粒间接触力的变化规律,详细分析了数值模拟结果回收率偏高和贫化率偏低的原因。     

急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法采场结构参数研究

针对无底柱分段崩落法开采急倾斜中厚矿体时采场结构参数确定困难问题，基于Bergmark-Roos方程放矿理论，分析了放矿椭球体在采场内的空间排列特征，推导出了放矿的矿石损失率及贫化率理论计算公式。基于矿石损失、贫化率的理论计算公式，用Python语言开发了急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法采场结构参数优化程序，输入矿体倾角、厚度及矿岩散体流动参数后，该优化程序可自动计算出急倾斜中厚矿体的采场结构参数，有效地解决了采场结构参数确定难题。结合某铁矿的实际情况，采用优化程序计算了采场结构参数，根据计算结果进行PFC^2D数值模拟放矿试验。研究表明：PFC^2D数值模拟与优化程序计算得出的放矿损失贫化指标十分接近，矿石损失率平均误差值为1.82%,贫化率平均误差值为1.17%。此外，优化程序计算的开采参数下放矿指标都低于15%,放矿效果较好，能够为无底柱分段崩落法采场结构参数设计提供指导。     

分段崩落法采场底部结构的参数优化

本文以室内棋拟放矿试验和计算机数值模拟为手段,在综合考虑放矿指标和矿柱承压能力的基础上,对小寺沟铜矿铲运机出矿的分段崩落法采场底部结构进行了参数优化。现在试验结果已在矿山推广应用,获得了良好的经济效益。     

程潮铁矿放矿模拟试验研究

为了减少对矿产资源开采的浪费,提高矿石回收率,对武钢程潮铁矿进行矿石开采的放矿规律研究,进行采场结构参数的优化.根据物理相似模拟原理及正交试验原理,对采场进行分段高度、进路间距、放矿步距的三因素正交相似模拟放矿试验,探索三因素对矿石回收率的影响.并结合采场实际情况.给出适当提高当前放矿步距的有效建义.     

特厚煤层综放开采应力场的数值模拟研究

为掌握综放工作面开采过程中矿山压力显现规律,应用FLAC数值模拟软件对塔山矿特厚煤层综放开采应力场进行了数值模拟研究,得出了开采影响下的采场应力分布规律,并与微地震监测结果进行了对比,得到了岩层受采动影响下的应力分布情况与岩层运动规律。     

基于PFC3D的崩落法采场放矿步距优化研究

无底柱分段崩落采矿法结构参数是影响放矿损失与贫化的重 要 因 素.以 某 矿 山 崩 落 法 采 场 为 工 程 依 托,基 于PFC３D软件,建立崩落法采场三维单体数值模型,保持分段高度(２１m)与进路间距(２０ m)不变,对放矿步距进行了优化研究.结果表明,放出体的高度随着放矿步距的增加而有所增加,但当达到５．０m 放矿步距后变化不大;随着放矿步距的增加,近椭球体形态的放出体由“短粗”向“瘦长”发育.综合考虑回采率、贫化率与回贫差指标,放矿步距合理范围宜为５．５~７m.随后建立物理相似模型,取不同的放矿步距进行试验,结合实验室物理放矿结论与三维单体放矿数值模拟结论,得到２１m×２０m 采场结构参数下,以矿石回采指标为比较对象,最优放矿步距范围宜为５~６m.     

近距煤层合层综放工作面矿压显现规律研究

针对近距煤层合层综放开采覆岩移动破坏与矿压显现规律等问题,以涡北煤矿842首采综放工作面为工程背景,采用相似模拟试验和数值分析手段对工作面开采过程进行研究。结果表明：相似模拟试验下覆岩冒落带高度为38 m,开切眼附近裂隙带的高度为103.8 m,停采线附近裂隙带的高度为95.4 m,基本顶初次来压步距为28 m,周期来压步距为17.5 m。由数值分析得到采场围岩位移场与应力场的变化颇为相似,分析采场前方支承压力分布特征与相似模拟试验的结果相吻合。研究结果可为近距煤层合层综放工作面煤柱宽度、工作面支护参数设计提供技术指导。     

含瓦斯煤的瓦斯与粉尘综合防治的研究

针对曙光矿瓦斯与粉尘治理工作中存在的问题,提出首先进行瓦斯抽放、然后利用抽放钻孔进行煤层注水来解决瓦斯与粉尘灾害问题的技术方案。根据曙光矿1214工作面的实际情况,利用FLUENT数值模拟软件对1214工作面进行瓦斯抽采数值模拟,并在此基础上进行了煤层注水模拟。研究表明:曙光矿将瓦斯与粉尘综合治理的技术方案是可行有效的。     

无底柱分段崩落法进路顶部压力变化规律的PFC~(2D)模拟

以无底柱分段崩落法为研究对象,采用颗粒流数值模拟软件PFC~(2D)研究了在大量放矿时采场底部及侧壁突发的高动态应力变化规律,并通过两种不同的回采顺序对放矿时放矿口附近的压力增高区、压力降低区范围的变化进行了模拟分析。结果表明:随着放矿的进行其侧壁压力峰值逐渐增大,顶部压力降低区的范围随着工作面的推进逐渐减小,直至消失。两翼向中间回采时采场底部将产生应力集中,其采场底部压力将远大于一翼向另一翼回采。     

国强煤矿4~#煤层综采放顶煤工艺对回采率的影响

为实现煤矿生产的安全高效和高采出率,针对国强煤矿4#煤层的赋存情况和采煤工艺,利用理论分析和数值模拟相结合的方法,通过正交试验设计数值模拟方案,研究不同采放比、控顶距条件下工作面矿压特征和煤炭采出率,得出安全生产条件下该矿4#煤层的合理采高为3 m,采放比为1∶1.5,放煤工艺为"一采一放、单轮间隔"。     

有底柱崩落法采场放矿顺序和一次放矿量对地压影响的研究

本文从物理模拟试验出发,研究了有底柱崩落法采场放矿顺序和一次放矿量对地压影响规律,并提出了采场地压管理的一些措施。     

综放采场围岩压力分布规律数值模拟研究

通过对淮南谢桥矿 1 2 2 1 ( 3 )综放面围岩压力进行数值模拟研究 ,获得了综放采场前方和侧向以及煤层底板的围岩压力分布规律 ,并结合现场实测结果验证了模拟结果的正确性 ,从而为巷道合理布置提供了理论依据。     

急倾斜厚煤层综放开采覆岩运动及安全开采模式研究

 摘 要：采场上覆岩层的变形、破断和离层等矿压显现是制约工作面高效安全开采的关键,针对默勒二矿主采煤层厚、倾角大等复杂条件,通过现场观测、相似材料模拟试验和数值模拟方法研究了放顶煤开采时工作面的矿压显现及上覆岩层运移规律。物理模拟直观地反映了工作面开采中煤层顶板的运移特点与支撑压力分布,数值模拟反映了巷道及采场周围的塑性范围和应力分布。理论及模拟结果表明：工作面开采中有明显的初次来压和周期来压,支架沿走向易向煤壁失稳,沿倾向易向工作面下方失稳。工作面压力集中体现在下顺槽与工作面相接及附近区域。试验工作面合理参数为：放煤步距0.8 m（两采一放）,采放比1:2左右,工作面采煤机割煤高度2.3 m。     

金山店铁矿低贫化放矿数值模拟

概述了PFC数值模拟软件的特点、功能及其应用，并针对金山店铁矿现有的高矿石贫化率问题，开展了低贫化放矿数值模拟研究。利用PFC数值模拟软件，分别进行了低贫化放矿和现行截止品位放矿2种不同放矿方法的数值模拟；然后对所得结果进行比较，发现在金山店推行低贫化放矿方法完全可行，并推荐采用放矿截止品位为30%的低贫化放矿方案。     

颗粒流法在无底柱分段崩落法结构参数优化中的应用

在无底柱分段崩落法中,采场结构参数(分段高度、进路间距和放矿步距)对矿石的贫化、损失以及生产效率影响较大,最佳结构参数的确定至关重要。以国内某金刚石矿为研究背景,采用颗粒流法建立数值模型,在采场分段高度10 m的条件下,设计了进路间距10～13m、放矿步距2～5m共9组方案。根据总矿石回收率、纯矿石回收率、贫化率和回贫差4种指标综合考虑选择最优方案。试验结果表明,进路间距11m、放矿步距4m为分段高度10m条件下的最佳结构参数。试验方法与结果可为同类矿山的结构参数优化提供参考。     

倾斜壁采场放矿的数值模拟研究

在现有放矿数值模拟理论的基础上,本文研究了具有65°倾斜壁采场矿石流动的基本规律,提出了关于放出体形状的多形体组合理论并建立相应的数学模型和模拟方法。在电子计算机上进行模拟计算的结果表明,本文提出的数学模型是有实际意义的,是能够反映主要矿石运动规律的。与小规模的物理模型试验相配合,该法可直接应用于采矿方案的参数计算。     

安庆铜矿1#矿体深部残矿回采安全性分析

为了保障安庆铜矿产量的要求,加快矿山深部矿体的开采进度,对1^#矿体深部残矿的回采区域进行了工程调查与安全性评估。结合深部采场底部胶结充填体原位取芯,获得了采场充填强度的分布规律,进而提出了残矿回采布置方案。通过FLAC三维数值软件,对-618m水平以下新规划的采充时序进行模拟分析,从最大主应力云图可知,在残矿采场回采过程中下向揭露的胶结充填体能够保持稳定,表明不留设-618^-640m水平矿柱的回采方案安全可行。根据数值模拟结果,对残矿回采布置方案进一步优化,实现1^#深部残矿安全回采。     

布尔台矿综放工作面采空区瓦斯运移 规律及瓦斯抽采优化研究

采空区涌出瓦斯是采煤工作面瓦斯重要来源之一,合理的采空区抽采方案可有效解决工 作面瓦斯超限问题。 本文结合数值模拟与现场应用对神东布尔台矿42 号上煤层综放工作面采 空区瓦斯插管抽采系统进行优化。 首先,利用流体模拟软件FLUENT模拟采场瓦斯运移特征,考 虑了采空区遗煤解吸和上邻近层的瓦斯涌出,揭示了采空区瓦斯浓度分布规律,并分析了抽放口 与回风隅角距离、抽采负压和不同配风比对抽采效果的影响,提出抽采优化方案。 然后,将优化 方案进行现场应用,重点考察了抽放口与回风隅角距离和抽采负压,得出当插管间距为70m、抽 采负压为12~18kPa时,抽采效果较好。 研究结果对高产高效低瓦斯矿井采空区瓦斯抽采方案 优化具有理论和现实意义。     

放矿中黄土覆盖层运动规律的数值模拟

针对大冶铁矿铁门坎东采区的回采现状，运用放矿椭球体理论和计算机数值模拟技术，对矿体顶部黄土层在放矿中的运动情况进行了多方案的全历程模拟，并与物理模型试验对比，两者从过程到结果，从图形到数据都很一致，反应了采用数值模拟方法进行土、岩放矿实验研究是可行的。