五道岭钼矿大规模采空区群失稳复活的数值模拟

五道岭钼矿由于无序开采形成了大规模的采空区群,先后造成了3次大规模的地压活动,大量矿柱失稳破坏。根据现场复杂采空区群的几何形态,建立矿山遗留空区三维数值模型。利用MIDAS对上部采空区及隔离带的应力、位移和塑性区分布特征进行了数值模拟。数值结果表明：五道岭钼矿大规模采空区群必须进行充填处理,否则,极有可能出现失稳复活现象。     

采空区群失稳模型构建及隔离矿柱安全厚度研究

许多金属矿山存在采空区群安全隐患。基于CMS对某矿山的采空区群开展定期探测,形成动态监测机制,精确获取采空区群三维边界;研究构建空区群连锁式失稳模型：基于突变理论分析方法,构建了采空区顶板-隔离矿柱力学模型,提出隔离矿柱失稳的判据,计算合理的隔离矿柱安全厚度,阻断空区群连锁失稳过程。运用数值模拟验证了计算结果的合理性。研究表明通过精确控制隔离矿柱的安全厚度,可有效阻断空区群连锁失稳导致的工程灾害;计算结果为下一步资源回采方案提供了设计参考。     

纵向采空区群失稳动态演化过程研究

基于细观损伤力学,运用RFPA岩石破裂过程分析软件,建立纵向采空区群动态失稳的等效数值模型,研究单列和多列纵向采空区群的动态失稳演化过程。结果表明:相比于单列纵向采空区群,多列纵向采空区群的顶板更易发生破坏,岩体结构的抗破坏能力较弱;单列和多列纵向采空区群动态失稳具有不同的演化过程,即单列纵向采空区群按照空区群左右两侧帮壁、顶(底)板到整体的顺序失稳破坏,多列纵向采空区群按照间柱、空区群顶(底)板到左右两侧帮壁的顺序失稳破坏。     

五道岭钼矿电耙道出矿结构设计和管理

介绍了五道岭钼矿浅孔留矿采矿方法底部结构的设计原理,分析了出矿结构中电耙道的施工管理,提出了五道岭钼矿电耙道塌落处理的方法.     

五道岭钼矿床矿物学特征及成因

通过对五道岭钼矿的矿区地质、矿床地质等进行研究,并结合光片鉴定分析,总结了五道岭钼矿床的矿石矿物组成,结构构造,划分了成矿期次,探讨了矿床成因和找矿标志。     

空区群结构力学效应模拟分析

铜坑矿在不断的开采过程中,留下大量采空区未及时处理,形成了复杂的空区群,严重威胁矿山的安全生产。为探究空区群失稳破坏的规律,指导处理空区群重大安全隐患,选取了92#矿体的典型空区群,运用RFPA软件建立了典型空区群的数值模型,并进行了力学效应分析,得到了空区群失稳破坏的规律:拉破坏是顶板破坏的主要原因;空区间上下斜交的薄矿柱最易失稳破坏;空区群中距离其他空区较远的空区一定程度上相当于单个独立空区,不易失稳。     

潜孔锤技术在三道庄钼矿采空区探测中的应用

结合高风压潜孔锤钻进技术在洛阳栾川钼业集团三道庄钼矿区采空区探测中的应用,介绍了高风压潜孔锤技术钻进塌陷区、穿越采空区施工技术。应用高风压潜孔锤钻进技术在洛钼集团三道庄钼矿进行采空区探测,摸索出了相应的钻进工艺方法,大幅度提高了成孔率,对同类型矿山采空区勘探具有参考意义。     

岩柱失稳对岩柱-顶板系统扰动效应的数值模拟研究

为了研究浅埋房柱式采空区岩柱群失稳机理,以吕梁某铝土矿采空区为研究区,建立采空区二维模型,运用有限元数值模拟的方法,分析单个岩柱失稳对岩柱群及采空区顶板产生的扰动效应。通过对岩柱-顶板系统应力场特征及监测点位移资料的分析,发现单一岩柱失稳后,荷载转移到其邻近岩柱上,并引起该岩柱应力集中及偏压,继而造成岩柱破坏,这种渐进演化导致了岩柱失稳的多米诺效应。     

浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱稳定性研究

为了降低房柱式采空区煤柱失稳引发顶板灾害的危险性,通过建立浅埋煤层房柱式采空区单个煤柱失效引发大面积垮落的数值模型,对房柱采空区煤柱的承载特征进行分析,得到了房柱式采空区煤柱尺寸对整个采空区稳定性的影响关系。基于房柱式采空区煤柱应力与强度的关系,建立了浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统数学分析模型,借助数值模拟方法,对鄂尔多斯地区奎乌煤矿房柱式采空区顶板-煤柱群系统的稳定性进行迭代计算,可对该矿房柱式采空区的稳定性及破坏发展过程进行预测,为浅埋煤层房柱式采空区顶板-煤柱群系统稳定性的评价提供了理论支持,同时再现了在流变条件下诱发大面积顶板灾害的煤柱群失稳过程。     

缓倾斜中厚矿体采空区稳定性数值模拟分析

为研究缓倾斜中厚矿体采空区稳定性,在研究采空区失稳机理以及收集矿床资料、采矿进程及进行室内岩石力学实验的基础上,利用数值模拟软件FLAC对磨坊矿五号井2号矿体4号采场的开采活动进行了模拟.通过对采空区竖向应力分布,塑性区发展趋势以及剪应变增量的分析,得出了空区的稳定性程度及破坏发展趋势:(1)在空区顶板与地板中心处出现了拉应力的集中;(2)空区剪切破坏首先发生在角隅与矿柱的中下部,导致矿柱的失稳,然后再向空区边缘顶板上部发展,最终导致顶板整体塌陷;(3)一、二步开挖后空区处于稳定状态,最后一步开挖后,采空区失稳.     

东沟钼矿采空区顶板最小安全厚度确定

应用三维有限元数值模拟法,对东沟钼矿井下采空区顶板最小安全厚度进行了计算研究,确定了不同跨度下采空区顶板最小安全厚度,为采空区综合治理以及露天安全开采提供了理论依据。     

大采空区灾害控制技术的数值模拟

不少金属矿山由于前期民采在井下遗留下大小不一的众多空区,其中某些采空区体积多达数万立方米,暴露面积达数万平方米,是造成大规模冲击地压及塌陷隐患的主要诱因。为保证下部及相邻中段安全回采,提出在合理水平实施废石充填,形成应力隔离层。以某金矿为例,采用数值模拟手段研究了大采空区充填前后围岩应力及剪应变增量情况。分析计算结果表明,充填处理后,大采空区围岩应力集中程度明显减小,拉应力区域相应减少且值较小,剪应变增量值减小且剪应变增量区域不贯通,安全隐患得到消除。     

小汪沟铁矿采空区冒落进程控制及监测技术研究

小汪沟铁矿井下存在大规模连续采空区,严重威胁到地表运输公路及矿山附属建筑的安全性。为解除采空区塌陷对地表道路和建筑的威胁,矿山决定向塌陷坑充填废石,以控制塌陷坑的扩展。采用FLAC3D数值模拟的方法对采空区冒透的时间进行了预测,同时对不充填废石和充填废石的塌陷坑地表位移发展分别进行了模拟研究。最后采用钻孔监测技术对采空区的冒落进程进行监测,同时对塌陷坑充填废石后的空区冒落高度变化过程进行了监测。现场实践证明,向塌陷坑内充填废石可以有效控制采空区的冒落进程。     

基于K.B.鲁佩涅依特理论的露天坑下采空区算顶板安全厚度计算

对三道庄露天开采境界内采空区的顶板岩体进行了受力分析。采用K.B.鲁佩涅伊特理论计算方法及假设条件,建立了采空区顶板岩体力学模型。应用MATLAB数值模拟软件,建立了安全系数K=1.3时不同采空区跨度与顶板安全厚度之间的对应关系,对指导该矿露天开采的安全生产具有重要的意义。     

塌陷空区治理及稳定性分析

毛坪铅锌矿在采矿活动中,地下空区发生了垮塌,导致矿区地表边坡出现多处塌陷坑及裂缝,危及了地表的安全,影响了井下矿体的回采。对山坡坍陷开展工程地质调查,并分析其成因,提出井下塌陷空区采取充填及封闭处理,对地表塌陷坑进行高、低压注浆加固固结充填体,并清理地表危岩。采用数值模拟的方法,进行了空区治理前及空区治理后的稳定性对比分析。分析结果认为矿山采用的治理方法能够保证矿山地表稳定,保障矿山深部矿体的安全开采。     

采空区稳定性评价的综合指数法

房柱法开采容易造成采空区失稳事故。考虑地质条件和开采技术条件因素在采空区灾害形成过程中的作用,利用综合指数方法建立了房柱法开采形成的采空区危险源的分级评判模型;根据某石膏矿具体情况,采用综合指数分级法对其大面积采空区失稳的危险性进行了综合评价,求解出用于评价该石膏矿空区失稳危险程度的综合指数W和危险性等级,并把该评价结果与基于二维离散单元法的数值计算模拟结果进行了对比分析。研究结果表明:该采空区稳定性评价方法评价结果与实际情况吻合较好。     

用深孔爆破成井次品矿充填技术治理采空区

针对三道庄露天矿大型高危复合空区的特点,结合国内目前“崩、充、撑、封”等处理采空区的方法,论述了深孔爆破成井次品矿充填处理采空区技术;根据设备现状设计了深孔爆破成井方案,重点研究了参数选择方法、装药结构和爆破网络;提出了充填井等边三角形的布置原则,建立了充填效果评估几何模型,推导出井壁间距与采空区高度、充填井半径之间的函数关系,为评估空区填充效果以及优化大空区多井布置方案奠定了基础;进行了深孔成井处理采空区的现场试验,试验结果证明了该方案是合理的、经济的。该技术的研究与应用不仅提高了生产的安全性,解决了规模化开采和空区处理的矛盾,也有利于二级矿量管理,实现资源综合利用,达到均衡配矿的目的。     

夹沟矿不同跨度采空区顶板的稳定性分析研究

采空区是影响矿山安全生产的主要危险源之一。夹沟矿采空区的节理调查表明,结构面是夹沟矿采空区顶板稳定性的主控因素。数值分析结果表明:夹沟矿采空区的顶板是不稳定的,顶板岩体容易发生垮落事故。     

基于有限元分析的复杂采空区群危险度分级

针对某矿山大型复杂采空区群的实际情况,应用空区三维激光探测技术获得了复杂空区的真实形态及相对位置关系,结合SURPAC软件构建了包含复杂空区群在内的矿山三维地学模型,将地学模型分别转换导入FLAC3D和Phase2有限元软件形成数值计算模型,经计算获得围岩变形和应力分布状况.通过对数值计算结果分析并参考空区形态、体积及周边环境等因素,确定了采空区的危险度等级.运用空区实测模型进行数值模拟提高了计算结果的可靠度,同时运用不同计算软件,降低了计算误差,所得结果更为可靠,更有利于指导生产实际.