浅议竖井保安矿柱回收的地压控制问题

介绍了山东罗山金矿竖井保安矿柱回收试验研究.实践表明,首先从工程地质调查入手,进行岩体与采场稳定性分析,确定采场结构参数;通过数值模拟分析对井筒安全极限值、采场开采顺序进行优化,进行采场及井筒安全性评价;及时利用废石浇注充填体限制岩石移动;对井筒周围岩体进行应力、位移监测.由于采取了多种方法综合管理地压,不仅确保了采场回采过程中的安全,而且保证了保安矿柱回收后竖井的安全.     

浅议竖井保安矿柱回收的地压控制问题

在山东罗山金矿竖井保安矿柱回收试验研究中 ,首先从工程地质调查入手 ,进行岩体与采场稳定性分析 ,确定采场结构参数 ;通过数值模拟分析对井筒安全极限值、采场开采顺序进行优化 ,进行采场及井筒安全性评价 ;及时利用废石浇注充填体限制岩石移动 ;对井筒周围岩体进行应力、位移监测。由于采取了多种方法综合管理地压 ,不仅确保了采场回采过程中的安全 ,而且保证了保安矿柱回收后竖井的安全。     

竖井保安矿柱回采过程中采场稳定性分析

文章针对保安矿柱的回采,运用先进的手段对岩体进行稳定性评价分析;运用岩体地力学分级结果,确定了采场支护原则,不仅确保回采过程中井筒的安全,而且保证了回采后井筒的安全,为制定地压控制措施提供科学依据,为合理回收保安矿柱奠定了基础。     

近距离井筒保安矿柱优化研究

保安矿柱是采掘区域和井筒之间的重要隔离屏障,是确保井筒安全稳定运行的关键。单个井筒保安矿柱的留设方法较为简单,当数个井筒集中在某一小范围区域时,近距离多井筒保安矿柱的留设则较为复杂,需同时考虑数个井筒的保护问题。结合苍山铁矿的现场实际,针对其主井、主溜井和盲竖井保安矿柱的留设问题,设计了不同保安矿柱半径尺寸的多个方案,采用三维数值模拟对保安矿柱进行优化研究,最终确定保安矿柱的最佳尺寸为40m。     

基于AHP-3DEC的井筒保安矿柱稳定性综合评价

某大型金矿的主井已处在开采岩移界线范围以内,但是,针对地下规模化采矿扰动对井筒保安矿柱稳定性的影响缺乏系统的评估和论证。通过矿区地表沉降变形监测、层次分析法(AHP)安全评价、历史开采过程数值模拟等手段,对井筒保安矿柱的稳定性进行综合评价。矿区沉降监测显示,地表沉降变形值都未超限,总体上在正常范围内波动;层次分析法分析得到的安全现状评价值在0.590～0.740之间,绝大多数采场的安全评价等级为Ⅱ级,稳定性较好,保安矿柱安全风险水平较低;数值模拟结果表明,新、老主井和副井井筒受到了历史回采过程的轻微扰动,但岩移量小于1～2 mm,在规范允许的范围内。     

锡林浩特萤石矿副井保安矿柱稳固技术研究

锡林浩特萤石矿采用留矿法开采,随着空区长时间暴露及井下采动不断影响,保安矿柱遭受了不同程度的破坏,导致副井安全运行受到严重威胁。为解除这一威胁,采用FLAC 3D数值模拟方法对四、五中段保安矿柱范围内矿体开挖与充填前后,副井附近的应力及位移变化情况进行了模拟分析,证实了开挖对竖井造成的威胁及充填对竖井保护的有利作用。基于此,研究提出顺次崩落中段遗留顶柱与地表塌陷坑同步废石充填相结合的保安矿柱稳固措施,并对充填后矿柱范围内剩余空区实施二次补充,实现了保安矿柱破坏范围的有效充填,为矿山安全、绿色、高效开采提供了有力保障。     

基于水平构造应力比圈定新城金矿竖井保安矿柱初探

在以往的竖井保安矿柱圈定过程中,岩层移动角是主要的考虑因素,地应力条件则通常不被重视。而对于水平构造应力显著的矿山,在回采扰动下竖井周边易形成应力集中区,不利于竖井稳定。新城金矿水平构造应力突出,为了在圈定竖井保安矿柱时考虑水平构造应力作用,建立了竖井周边采矿的概念模型,模拟在不同水平应力条件下开采对竖井围岩变形及应力的影响。研究表明:当采空区位于竖井的最大主应力方向上时,回采具有显著的卸压作用,可以减小水平构造应力对竖井的影响,变形场主要集中于采空区周边,且竖井围岩也向采空区挤压变形;在竖井的最小主应力方向回采矿体则会加剧竖井处的应力集中,竖井围岩呈现出整体向井筒内部加剧挤压变形的趋势。在此基础上,建立了新城金矿竖井与矿体的大尺度数值计算模型,对比分析了圆形保安矿柱方案与根据水平应力比圈定的椭圆形保安矿柱方案,结果表明:针对新城金矿的地应力及矿体条件,目前保留100 m的竖井保安矿柱为较优方案。     

基于 AHPＧ３DEC的井筒保安矿柱稳定性综合评价

某大型金矿的主井已处在开采岩移界线范围以内,但 是,针对地下规模化采矿扰动对井筒保安矿柱稳定性的影响 缺乏系统的评估和论证.通过矿区地表沉降变形监测、层次 分析法(AHP)安全评价、历史开采过程数值模拟等手段,对 井筒保安矿柱的稳定性进行综合评价.矿区沉降监测显示, 地表沉降变形值都未超限,总体上在正常范围内波动;层次 分析法分析得到的安全现状评价值在０．５９０~０．７４０之间,绝 大多数采场的安全评价等级为Ⅱ级,稳定性较好,保安矿柱 安全风险水平较低;数值模拟结果表明,新、老主井和副井井 筒受到了历 史 回 采 过 程 的 轻 微 扰 动,但 岩 移 量 小 于 １~２ mm,在规范允许的范围内.     

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。     

硬岩矿床组合型井筒保安矿柱圈定与压覆资源回采技术

为合理留设硬岩矿床充填开采时的井筒保安矿柱尺寸,考虑硬质围岩的岩体质量等级和自身抗变形、抗破坏能力,在常规岩层移动角圈定方法的基础上提出了组合型井筒保安矿柱留设方案。以山东某铁矿东主井压覆资源开采为研究背景,通过现场调查与岩石力学试验开展了工程地质分区与岩体质量等级评价,根据分级结果将-250 m水平以上的Ⅱ～Ⅳ级围岩按岩层移动角圈定台体状井筒保安矿柱,-250 m水平以下Ⅱ级硬质围岩按极限距离80 m圈定圆柱形保安矿柱,同时设计了两种井筒压覆资源开采方案,即浅孔留矿法嗣后充填开采与上向水平分层充填开采。研究表明:上向水平分层充填开采对应的井筒内壁变形量为浅孔留矿法嗣后充填开采的80%,但两种开采方案引起的井筒变形均未超过安全标准。所提出的上向水平分层充填开采方案与组合型井筒保安矿柱留设法在该矿山得到了成功应用,回收矿量约400万t,可为其他类似矿山的井筒压覆资源开采提供借鉴。     

高水速凝废石浇注充填试验及充填特性

在山东某金矿竖井保安矿柱回收试验研究中,采用了高水速凝废石浇注充填的新工艺,它具有聚高水速凝材料、块石胶结充填、普通尾胶充填的充填特性,其充填体对采场及井筒帮壁的位移和应力变化起到了良好的抑制作用。     

高水速凝废石浇注充填试验及充填特性

在山东某金矿竖井保安矿柱回收试验研究中，采用了高水速凝废石浇注充填的新工艺，它具有聚高水速凝材料、块石胶结充填、普通尾胶充填的充填特性，其充填体对采场及井筒帮壁的位移和应力变化起到了良好的抑制作用。     

金川二矿区16行垂直矿柱安全高效回采实践

分析16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用,以采场稳定性为基础,研究金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱资源回采技术,开展矿柱安全采矿设计和回采实践。结果表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。实践中有效回采了16行垂直矿柱资源。     

谦比希铜矿主矿体深部保安矿柱稳定性分析

谦比希铜矿深部矿体采用大直径深孔分段空场嗣后废石充填法开采,存在凿岩巷道稳定性差、上盘垮冒严重等问题,导致采场回采效率低、安全性差,制约矿山生产能力,同时上部采用嗣后分级尾砂充填,隔离保安矿柱仅厚21 m。为保证深部嗣后采场的安全回采,选用FLAC3D对保安矿柱的稳定性进行分析研究。结果表明,在当前条件下,21 m保安矿柱能有效隔离上下采区,防止上部充填尾砂涌入下部采场,保证采场作业安全。     

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。     

盘区矿柱回收与充填体稳定性的数值模拟研究

盘区隔离矿柱回采的核心问题是能否在矿柱回采过程中保证顶板和两侧充填体的稳定性。 针对龙桥 铁矿充填成本高、盘区矿柱占有储量大等问题,提出了全部回收和部分回收 2 种盘区矿柱回收方案。 根据矿山实际地 质和具体实践资料,建立了三维计算模型,利用 FLAC3D 软件对 2 种回收方案进行了计算,通过分析和比较采场围岩 变形、塑性区及应力状态,确定了合理的回收方案。 计算结果表明:全部回收盘区矿柱会造成采场大范围的破坏,难以 实现回采目标;部分回收即留设部分矿柱作为永久矿柱承载,可以基本确保采场的稳定性。 研究结论可以使龙桥矿 矿柱回收率达到 64. 3%,也可供同类型矿山作为参考设计依据。     

盘区隔离矿柱采场结构参数数值优化

为充分回收矿产资源,提高资源利用率,有效回收暂留盘区隔离矿柱是某大型铜矿必须考虑的一个重要问题.在保障首采区矿房、矿柱采场安全高效开采的同时,为了安全高效回收暂留盘区隔离矿柱,需要确定合理的盘区隔离矿柱采场结构参数.在综合分析该矿山矿床地质概况、矿山压力及开采现状的基础上,提出了3种采场结构初步方案,采用数值模拟方法对盘区隔离矿柱采场结构方案进行了优选,得到了采场处于最有利力学状态时的结构参数以及结构参数变化时采场的力学响应特征,分析结果可为盘区隔离矿柱安全高效开采提供技术支持.     

黄金矿山回收保护矿柱引起的竖井变形预计

针对黄金矿山闭坑前“二步法”回收竖井保护矿柱问题,探讨了小方块矿层开采尺寸计算,基于采动覆岩非线性传播与克诺特影响函数法,预计了保护矿柱开采引起的竖井下沉与变形,为竖井的维修加固提供了依据,同时为深部开采竖井保护矿柱留设及周边矿体开采对竖井的影响预测提供参考方法。     

用“安全深度”对竖井矿柱的圈定与开采

红透山铜矿用安全深度理论重新划定竖井保安矿柱，使原用传统力圈定的主井保安矿柱内的数百万吨积压矿量变为可采矿量。     

高水速凝废石浇注充填新工艺试验研究

本文根据竖井保安矿柱回收的具体技术要求,首次采用高水速凝度石浇注上向水 平分层充填采矿法。利用经济实用的简易充填系统,快速、安全、低成本地回收了保安矿柱,同 时又保证了竖井安全正常的运行。