湘西金矿极不稳固顶板的稳定性控制研究

作者运用边界单元法分析了湘西金矿充填料矿体二次回采采场围岩中的应力，确定了采场顶板中拉应力区和免压拱的位置，首次提出了利用免压拱控制采场顶板稳定性的观点；以此为基础设计和实施了回采前采用长锚索预控顶，回采时采用锚杆、金属网和喷浆护顶，回采后采用尾砂胶结充填采空区的联合控顶方案．试验结果表明，这种控顶方案是非常有效的，可在同类极不稳固顶板的稳定性控制中推广应用．     

急倾斜破碎矿体采矿方法改进与顶板再造设计

 用沙坝矿急倾斜破碎矿体属于难采矿体。由于矿体破碎,脉内凿岩巷道难以进行支护,作业环境安全性差。对急倾斜破碎矿体现场条件进行调查研究后,在原预护顶分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法基础上加以改进,采用再造顶板下向分段交错充填法。该方法在分段上部再造1个钢筋混凝土顶板;且上下分段矿房矿柱交错布置,可对上部矿体起到部分支撑作用,有效防止了上部破碎矿体垮落,工人可在顶板护顶下进行安全高效作业;由于分段高度增加,凿岩效率得到进一步提高,采场生产能力并未由于顶板再造工序的增加而降低,可满足矿山生产需求。     

基于ANSYS的二步采场分段开挖过程模拟及稳定性分析

 为确保高应力大阶段二步采场高效安全回采,采用ANSYS对二步采场分段开挖过程进行稳定性分析,得到了各分段采场顶板和充填体的应力分布规律。结果表明,采场顶板处产生的最大拉应力(0.21～0.36MPa)大于矿体的抗拉强度值(0.17MPa);充填体距离采场顶板1m位置处有最大压力(0.90～2.00MPa),接近其抗压强度值(2.00MPa);随着开采分段向上推进,采场顶板的拉应力和充填体内的压应力均有降低趋势。针对数值模拟中二步采场存在的安全隐患,提出采用预护顶中深孔下向凿岩分段充填法回采二步矿房,预护顶采用预应力树脂锚杆+钢带(金属网)+喷浆联合支护方式,并根据数值模拟中获得的松动圈半径确定了支护参数。将支护方案应用到工程试验,试验采场安全效果较好。     

破碎矿体分段凿岩阶段嗣后充填采矿法实践

为解决黄沙坪矿79#1-1矿体由于矿体含硫高、矿岩破碎不稳固、允许暴露面积小、矿山无胶结充填系统,因而开采困难的问题,进行中深孔成孔试验和孔底温度监测试验,在此基础上提出长锚索预护顶下分段凿岩阶段嗣后充填采矿法。文中介绍了该方法的特点、结构尺寸、采准切割与回采工艺。现场工业试验表明,该方法实现了矿体安全、高效的回采。     

程潮铁矿联合开采时回采顺序的数值模拟优化

程潮铁矿的矿体随着开采深度的增加而逐渐西移,导致选矿车间下保安矿柱所占矿量不断增多,故拟采用联合开采方法回收-430~-500m阶段矿体:充填法回收选矿车间下预留保安矿柱;无底柱分段崩落法开采保安矿柱以外的其他矿体。为了研究联合开采时回采顺序对地表稳定性的影响,采用数值模拟方法得到不同回采顺序下地表监测点的垂直位移,确定地表沉降最小且施工组织容易的回采顺序组合为最优方案,即充填法采用"中-左-右"以及无底柱分段崩落法采用"左-右-中"的回采顺序。模拟开采结果表明,在该回采顺序方案下,选矿车间区域的地表稳定性、充填采场及隔离矿柱的安全性均满足要求。     

矿体地下连续开采顶板崩落相似模拟试验

为解决大规模地下贫矿体连续开采存在的顶板安全管理问题，通过相似模拟材料试验，对复杂充填体下大型贫矿体的地下连续开采进行了研究，包括矿体安全顶板的自然崩落性和顶板人工诱导崩落的时序系统研究。结果表明，安全顶板自然崩落性差，采用顶板人工诱导崩落技术，实施合理的采、放顺序。可以保证矿体的安全回采，为地下矿体连续回采和顶板安全管理提供了科学依据。     

大台井"川法"支护系统稳定性分析

针对薄煤层开采支护系统的稳定性问题，通过理论计算分析在冲击载荷作用下俯伪斜走向分段密集采煤法（简称“川法”）支护系统的稳定性。探讨相关参数如支柱的密集程度、垫层的厚度与弹性、煤层的倾角与厚度，特别是顶板冒落岩块的大小与冒落位置，对支护系统稳定性的影响。此采煤法支护系统的稳定性主要取决于密集柱与顶底板间的最大静摩擦力。当因顶板冒落岩块冲击而产生的摩擦力大于密集柱与顶板间的最大静摩擦力时，支护系统将会因稳定性不足而被冲垮。俯伪斜走向分段密集采煤法适合于薄煤层，2m以上的煤层已不适合于此种支护系统。     

桦树沟矿区V矿体2-6线2955水平放顶方案

原桦树沟矿区V矿体的开采只延伸到6勘探线位置,随着2-6线开拓工程的相继完工及V矿体2970、2955水平采准工程的结束,在V矿体3～6勘探线之间进行采矿已经具备条件.按照无底柱分段崩落法采矿要求,在矿块进行采矿之前必须对上部山体进行崩落(即放顶),以便形成矿石覆盖层,保障下部开采安全.本次放顶矿块位于V矿体2970水平3～6勘探线之间,根据3～6勘探线剖面图可知,放顶矿块水平方向距山坡较近,平均距离只有9m.通过现场试验,2955水平巷道顶板相对稳固,深孔施工质量可以保证,在2955水平施工深孔控制2970水平矿柱6m,通过深孔爆破破坏2970水平矿柱,拆除2970水平巷道的矿柱后,2970水平以上放顶矿块在重力的作用下自然垮塌.     

平行四边形采场结构上行分段充填法的数值模拟

在分析分段充填法的应用现状及存在问题的基础上,以鲁中冶金矿业集团公司莱新铁矿为背景,综合考虑采场矿岩冒落特征,尽可能提高回采效率和爆破效果,避免采准巷道布置在充填体内等因素,提出了平行四边形采场结构的上行分段充填采矿方法,应用2D-σ有限元程序对其进行了数值模拟研究.研究结果表明:该方法在回采过程中不出现拉应力和较大应力集中,围岩应力周边分布均匀;回采后除下部充填体出现局部塑性区外,两边围岩及顶板不出现塑性区,说明莱新铁矿在破碎的厚大矿体中采用该方案是可行的.对比分析不同分段高度下围岩应力和塑性区分布,并考虑工艺要求,确定分段高度为10 m;考虑对相邻矿房回采的影响,提出充填体强度应在1 MP...     

海南铁矿挂帮矿体诱导冒落法安全开采技术研究

在露天转地下过渡期,海南铁矿的挂帮矿体与坑底矿分别用地下与露天同时开采,根据矿岩的稳定性以及与露天协同开采的要求,挂帮矿体实施了诱导冒落法高效开采方案,并解决了诱导工程的安全回采以及冒落矿石的合理回收等技术问题,取得了良好的实施效果。     

岩溶水矿床开采的矿柱稳定性分析

谷家台铁矿是岩溶水矿床,在使用矿体顶板帷幕注浆防水的情况下,矿山采用点柱上向水平分层充填采矿法开采。针对矿柱稳定性问题,通过FLAC3D有限差分数值模拟方法,定量地计算和分析矿体开采过程中采场充填后不同开采步骤下采场点柱和间柱的应力、位移和塑性区的分布状况,模拟出它们随每步开采应力和应变的动态变化过程。根据模拟显示的间柱对上部矿体的支撑作用明显好于点柱结果,建议矿山在综合评价经济效益的基础上,可考虑每个矿房之间保留间柱,实现矿山的安全高效开采。     

坚硬顶板条件下回采巷道支护技术研究

针对山西柳林凌志兴家沟煤业有限公司8号煤层80105工作面的在坚硬顶板条件下面临的回采巷道支护难题,结合围岩控制理论和锚杆、锚索支护理论,采用基于模糊等价关系的聚类法,对兴家沟煤矿8号煤层巷道围岩稳定性进行了分类,探讨了适宜于8号煤层赋存条件的巷道锚固定支护理论依据、设计原理及方法,确定了85015工作面顺槽顶板及两帮锚固参数,并制定了合理的锚固方案,基于实践验证,该方法有效解决了开拓掘进中面临的支护问题,达到了安全高效生产的目的。     

浅埋缓倾斜薄层金属矿长壁开采顶板响应及力学分析

为研究长壁开采工艺在浅埋缓倾斜薄层金属矿开采过程中的适用性,以某金属矿赋存环境为背景,基于室内相似配比试验结果制备大尺寸地质力学模型,开展长壁回采工艺下浅埋采场相似物理模型试验。试验结果表明:顶板初次断裂步距为32 m,回采前24 m采场顶板较稳定;24~32 m回采过程中,每次回采沉降值以4倍左右速率增大;采场顶板长度接近初次断裂步距时,回采中顶板沉降量增大,且回采结束后顶板沉降响应明显。引入简支梁力学分析模型,基于弹性力学理论分析顶板采动响应特征规律,结合岩梁参数,简支梁弹性力学得到的顶板初次断裂步距为36.2 m,相似模型试验与力学分析结果较吻合。     

钢混人工假顶无底柱分段崩落法的试验研究

针对无底柱分段崩落法损失贫化大的问题，提出一种钢混人工假顶的无底柱分段崩落法。随工作面的回采，在回采巷道末端底部连续地铺设与回采巷道同宽的钢混结构人工假顶，在人工假顶的遮掩下进行凿岩、爆破与出矿，有效地阻止了上分段废石漏斗中废石的流动，减轻了矿岩混杂，提高了回采效果。方案经过实验室模拟和现场工业试验验证，是一种行之有效的方法。     

充填体覆盖下大断面六角形进路离心模拟试验

金川镍矿是我国最重要的镍矿资源基地，矿区岩石破碎，龙首矿区采用的小断面六角形进路分层下向胶结充填采矿法为厚大破碎矿体的安全开采提供了成功经验。金川公司二矿区东部贫矿体厚大、埋藏浅，开采技术条件相对较好，但矿岩品位较低，采用小断面六角形进路由于开采成本高、效率低，无法满足东部贫矿体的开采要求。为了降低成本、提高采矿效率，提出了采用中深孔落矿的大断面六角形进路下向充填法，六角形进路从4 m （腰宽）×5 m （高度）提高至16 m （腰宽）×20 m （高度）。采用离心模拟试验对自重应力影响下的大断面六角形进路充填体的变形破坏进行分析，试验结果表明：随着离心加速度的逐步增加，上覆充填体的位移也逐渐增大，在离心加速度为70g时进路两帮发生坍塌破坏，92g时顶板发生破坏，顶板稳定性强于两帮的稳定性；两帮发生破坏时最大累计竖向位移为0.627 cm，顶板发生破坏时最大累计位移为0.904 cm，顶板比两帮能够承受更大的极限变形量；充填体破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏，六角形进路最终形成半椭圆的塌落拱并趋于稳定。     

胶结充填对采场稳定性的影响

为了研究胶结充填对采场稳定性的影响,通过介绍充填体的作用机理,结合焦家金矿采矿生产实践,运用FLAC分析软件对采场进路回采顺序进行数值模拟计算,揭示了采场应力分布规律和采场破坏机理,同时分析了采场进路不同回采顺序对采场稳定性的影响,并据此提出了较优的回采顺序,为采矿生产提供了理论依据.