程潮铁矿无底柱分段崩落法开采诱发地表变形规律

以采用无底柱分段崩落法的武钢程潮铁矿开采为工程背景,采用GPS测量和水准测量,建立了193个水平位移点和95个沉降点的地表塌陷监测系统,对塌陷区中心和周边地带进行为期12个月的地表变形监测,特别是对沉降量、沉降漏斗发展过程剖面图、矿区关键构筑物的变形、地表移动边界随时间及地下采空区的扩展关系分析,总结出该矿地表塌陷的特征和一般规律。     

程潮铁矿深部矿体联合开采地表沉降规律研究

程潮铁矿选厂位于该铁矿深部矿体之上,采用2种采矿方法联合开采-430~-500 m阶段矿体时会引起选厂区域地表沉降。应用数值分析相关理论,建立采矿模型,采用FLAC3D有限差分法软件对开挖进行数值模拟,根据模拟结果分析地表沉降规律,从而预测是否要搬迁地表选厂,并根据不同情况提出相应的预防措施。结果反映地表选厂区域受地下开采沉降较大,影响选厂正常生产及选矿车间构建筑物的安全,且选场区域沉降与开采深部矿体间水平距离呈现一般规律,因此建议搬迁选厂。     

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。     

程潮铁矿保安矿柱控制开采相似模拟实验研究

为了研究程潮铁矿选矿车间下面保安矿柱的安全回采,采用相似材料模拟实验研究手段,模拟该矿柱的两种开采方案:房柱采矿法和无底柱分段崩落采矿法相结合的开采方案;无底柱分段崩落采矿法开采方案。根据矿柱模拟开采过程中岩层破坏和地表变形,分析了应力变化规律和地表位移规律。结果表明,采用房柱采矿法和无底柱分段崩落采矿法相结合的开采方案开采保安矿柱,可以保证选矿车间在搬移期间内不受影响。该研究为该保安矿柱的安全开采提供了理论依据。     

程潮铁矿两种采矿方法并存下地表变形规律研究

程潮铁矿拟采用充填法回收选厂下保安矿柱,同时在同阶段延续无底柱分段崩落法回采其余矿体的方法回收-500 m水平以上的矿体。采用室内模型相似材料试验对该方法对选厂区域地表的影响情况进行探究。结果表明距离塌陷坑边缘20～150 m范围的地表受到地下采矿活动影响较大,150 m以上范围则基本不受影响。并得到了选厂区域地表沉降情况以及近地表区域岩体应变与塌陷坑距离的一般规律。采用该方案回收-500 m以上矿体对保护选厂是可行的。     

程潮铁矿东区地表及井筒变形监测分析

针对程潮铁矿东区地表及构筑物开裂变形日趋严重的问题,采用GPS、水准仪和数字裂缝计开展了高精度的地表三维变形和井筒裂缝变形的监测工作.根据现场接近两年实测的东区地表位移和两主井井筒裂缝变形数据,分析了矿区地表及井筒变形规律和趋势.结合场地工程地质条件、采矿情况等,对监测结果出现的水平位移波动、裂缝闭合、区域变形差异等几...     

程潮铁矿残矿回收引起的地表变形规律及安全性分析

程潮铁矿残矿的回收条件复杂,在井下形成较多采空区,影响地表建筑物设施的安全性,因此,采用FLAC3D软件模拟分析残矿回收对地表沉降、水平位移、地表水平变形、倾斜变化和曲率变化的影响。结果表明,地表最大沉降值、最大水平变形值、最大倾斜及最大曲率分别为15.894cm,0.045mm/m,0.12756mm/m和0.00212mm/m~2,均远小于建筑物保护等级的要求,同时工程现场监测的数据与数值模拟分析的结果基本吻合,表明残矿回收对地表的安全性影响很小。     

程潮铁矿西区运输巷道变形规律研究

依据程潮铁矿西区的地表水平位移、沉降位移和运输巷道关键测点的变形监测成果,对运输巷道区域地表变形规律及变形机理进行了分析研究。结果表明:运输巷道目前位于倾倒区,深部岩体变形处于弯曲变形阶段,变形趋势为向采空区的整体倾倒,该区域变形不大,以稳定变形为主;随着采矿工作在深度和平面上的拓展,深部岩体有可能形成弯曲折断面,进入倾倒滑移区,地表变形以快速为主。其成果对程潮铁矿西区运输巷道的安全运营及类似工程具有重要的指导意义。     

程潮铁矿深部开采塌陷坑移动规律研究

程潮铁矿进入围岩性质复杂多变的深部开采环境,塌陷坑移动变化规律与浅部不尽相同,以致无法准确预测周边地表重要建筑物的稳定性.为保证新副井和塌陷区周边地表重要构筑物安全,基于室内相似模拟试验和数值模拟方法,对-500 m以下深部开采塌陷坑移动规律进行了研究,分析了塌陷坑移动角和远近地表围岩随开采深度的变化规律.研究表明:①...     

程潮铁矿选厂预选工艺的优化改造

程潮铁矿选矿厂通过对原预选工艺的优化技术改造，使中碎后的粗粒矿石全部进行预选抛尾。改造后的新工艺流程能适应原矿性质的变化，取得了提高入磨矿石品位、降低生产成本的显著效果。     

程潮铁矿选厂细碎——干选抛尾试验

程潮铁矿选厂中碎13~65 mm粒级干抛精矿铁品位43.30%,细碎后新生成脉石或低品位矿块。对其再次抛尾可进一步降低入磨量、提高入磨品位。在分析细碎排矿和闭路细碎-13 mm筛下产品粒级组成的基础上,进行干选抛尾工艺参数试验和工艺流程对比试验。结果表明,在挡板竖直(与筒体表面间距7 cm)、皮带速度0.6 m/s、细碎排矿口24 mm、磁选磁场强度192 k A/m条件下,通过细碎排矿不水洗干选抛尾流程处理,最终精矿铁品位46.41%、尾矿含铁6.18%,抛尾产率7.73%;综合考虑技术指标和经济效益,细碎排矿直接干选抛尾工艺筛分负荷较小,适宜用作该选厂的细碎—干选抛尾工艺流程,并可供类似选厂参考。     

程潮铁矿东区地表塌陷规律及东主井错动机理研究

针对程潮铁矿东主井附近岩层错动角超出设计范围的实际情况,首先采用现场调查、地表移动监测手段进行东区地表塌陷规律的分析.其次采用岩层深部变形观测、调查分析和FLAC数值模拟手段进行东主井地表变形破坏机理的研究.研究表明,东主井附近地表开裂破坏的直接原因是滑坡引起的,实际的错动角为63.0°,并非51.8°.     

小官庄铁矿北区开采扰动的地表及井筒变形规律

针对由于地下开采引起的小官庄铁矿地表及井筒产生较大移动变形的问题,利用FLAC3D程序对小官庄铁矿地下开采进行了数值分析,为现场的采矿方案确定提供指导。根据对-387 m阶段、-450 m阶段矿体开采的数值模拟,北区-450 m阶段矿体的开采必然导致地表及井筒移动变形的继续增大,采用充填采矿法能够限制地表及主、副井井筒移动变形的发展。权衡考虑降低采矿成本和限制地表和井筒变形的需要,提出了小官庄铁矿北区-450 m阶段保安矿柱外150 m范围内的矿体采用充填法过渡开采,其他部分继续采用无底柱分段崩落法开采的方案。     

程潮铁矿东区地表塌陷规律及东主井错动机理

针对程潮铁矿东主井附近岩层错动角超出设计范围的实际情况,首先采用现场调查、地表移动监测手段进行东区地表塌陷规律的分析,其次采用岩层深部变形观测、调查分析和FLAC数值模拟手段进行东主井地表变形破坏机理的研究。研究表明,东主井附近地表开裂破坏的直接原因是滑坡引起的,实际的错动角为63.0°。     

程潮铁矿选厂细筛再磨系统问题浅析

根据程潮选厂生产考查,找出了生产中细筛再磨系统存在的主要问题,如细筛筛分效率与再磨效率较低.依据试验研究,分析了细筛再磨系统的影响因素,并采取了相应的对策措施,从而提高了选厂的生产能力和各项技术经济指标.     

程潮铁矿崩落充填法同时开采巷道群稳定性研究

结合程潮铁矿工程实际,选取胶结充填体强度、回采顺序、过渡带厚度3个影响因素,选用L_(25)(5~6)正交表,采用FLAC~(3D)数值软件对正交实验方案进行模拟运算,分析了各个方案巷道群围岩的应力、位移及塑性区大小。研究结果表明:过渡带厚度对巷道群稳定性影响高度显著,胶结充填体强度次之;遵循经济、安全原则,得出20m厚过渡带、充填体强度2.40 MPa左右、充填采场回采顺序右-中-左为合理方案,且合理方案下采场及过渡带均满足安全性要求;距过渡带0~55m范围内的巷道群受充填采矿的影响最严重,为指导矿山安全生产提供了理论依据。     

程潮铁矿西区地下开采引起的地表下沉规律初探

以鄂州程潮铁矿西区为工程背景,对矿区地下采矿活动引起的地表下沉规律进行了研究。结果表明:地下开采后,矿区不同区域所表现出的不同的沉陷规律主要是采空区的形态所造成的;目前矿区采空区顶部不存在空区,即使有,也只存在小的空区;当矿体平均开采深度与回采累计垂直高度的比值k在5.1~5.9范围时,矿区地下采矿引起的变形会传播到地表并引起地表塌陷;下盘山上矿区公路、粉矿堆场和高压电塔南部区域进入了以自重应力为主的变形阶段,在岩层露头处出现台阶状的移动;上盘的下沉机理和煤层矿山很类似,在靠近采空区区域出现许多错断台阶。     

基于非线性固液耦合模型的程潮铁矿地表变形研究

运用三维非线性孔隙介质固液耦合模型,研究了饱和介质条件下地下开采对上覆岩层变形和地表移动的影响,并利用OpenSees有限元平台,以程潮铁矿西区回采采用的充填开采法为例,模拟了-360m至-500m的水平开采过程;文中还研究了地表沉降在饱和孔隙介质中的响应规律、移动特征和破坏状态,并给出其破坏等级,为地表移动范围的设计提供了依据。     

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。