自然崩落法矿山井下大规模开采综合评价及模拟技术

为降低矿山采用自然崩落法存在的风险,为后续井下安全大规模开采提供保障,对自然崩落法矿岩可崩性和崩落后的块度分布规律进行综合评价及模拟,提出一种矿岩可崩性三维数字化评价方法和矿岩崩落块度预测算法。通过对评价区域的三维建模,基于地质统计学理论将矿岩岩体参数推估反演到离散化后的矿岩工程模型中,根据三维节理面Monte Carlo模拟原理对矿岩崩落块度进行三维重现。将上述方法用于云南省普朗铜矿进行验证。研究结果表明:普朗铜矿III级和IV级矿岩质量分数之和为99.1%,矿岩可崩性级别为III至IV,适合应用自然崩落法开采;原始崩落块度等效尺寸大于1.65 m的块体筛上累积百分比为40%,建议普朗铜矿放矿口长×宽为5.00 m×5.00 m,此时放矿堵塞概率较小。     

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。     

某大型铜镍硫化矿床矿块崩落规律预测研究

以某铜镍硫化矿床为研究对象,采用基于PFC3D数值模拟的方法,通过正交试验以及DPS数据处理软件,对矿块的可崩性进行预测,获得了崩落高度与侧压系数、拉低高度、形状系数以及水力半径的关系,并通过分析确定了水力半径这一影响矿块崩落的主要因素以及拉底的最佳形状为正方形,这些结论的取得对于该矿床自然崩落法的采矿设计提供了可靠的理论依据.     

无底柱小分段崩落采矿法在碎裂金矿体回采中的应用

以无底柱分段崩落采矿法为基本采矿方法,对昌马金矿180m中段矿体回采进行了无底柱小分段崩落采矿法试验应用。通过矿块构成要素、采切工程、爆破参数及放矿方式的合理确定,取得了较好的回采效果,并为后续的矿体回采提供了技术支持。     

立体摄影测量对矿块崩落法引起地表移动的监测研究

我国首次在某铜矿采用的矿块崩落法是一种先进的高强度高效率采矿方法，但由于矿块崩落法引起地表下沉，所以如何监测，这对于该法能否成功地采用十分重要。作者研制了一种以计算机辅助地面立体摄影的测量方法，该法能通过自行设计的软件来计算陷落岩柱体积，能精确绘制塌陷区地形图；同时提出了一种分析岩矿体中崩落状态的方法，通过对比在连续时间内的放矿体积与陷落体积，得出了该矿陷落过程正常，不存在大的空洞的结论，这个项目的研究方法在国内外均为首创。     

无底柱分段崩落法开采顶板围岩崩落机理

以武钢程潮铁矿西区开采为工程背景,采用现场钻孔监测与相似材料模型实验相结合的方法,对无底柱分段崩落法开采过程中顶板围岩的变形和崩落规律进行了系统研究.首先,结合矿体赋存条件、地层结构和开采进程,设计两个钻孔实时监测顶板围岩的崩落规律.其次,以模型相似理论为基础,确定了所要研究模型的剖面和几何尺寸,设计制作模型,采用百分表、压力传感器和近景摄影测量等手段监测模型的应力、应变和破坏特征,并对百分表数据、应力盒数据、围岩位移和围岩破坏裂纹进行系统分析.研究成果初步揭示了金属矿山无底柱分段崩落法开采过程中,顶板围岩崩落机理和地表沉陷的基本规律.     

急倾斜薄矿脉崩落法开采及崩落散体的承载机理

以金厂沟梁金矿为工程依托,利用崩落矿岩散体的承载机理,提出了急倾斜薄矿脉破碎矿体崩落法开采方案.运用数值计算手段,研究崩落矿岩散体的承载机制,分析分段高度对崩落矿岩散体承载效果的影响.计算结果表明:与空场法开采相比,崩落法开采有效改善了采场围岩的稳定性,围岩塑性区体积减小了58.4%.随着分段高度的增大,崩落矿岩散体对围岩的支撑作用相应减弱,但影响较小.研究结果表明,采用崩落法回采急倾斜薄矿脉破碎矿体是合理的、可行的,同时也为该类矿体的回采提供了新的思路.     

基于开采环境再造深孔诱导崩矿方案优化研究

针对新疆喀拉通克铜镍矿高价值软破矿体的特征,提出了开采环境再造深孔诱导崩矿采矿技术,并主要从维护采场稳定性和保证矿石合格块度率的角度,对崩矿方案进行优化研究.首先,运用FLAC3D软件对侧向挤压崩矿和水平分层崩矿过程进行数值模拟,分别从位移场和应力场的分布和变化来分析不同方案对采场结构稳定性的影响;其次,分析了节理裂隙分布对原始矿体的切割作用,以及爆破挤压作用对崩落块度的影响.研究结果表明,侧向挤压崩矿更有利于维护采场结构的稳定,引导节理裂隙对矿体的合理切割,并能充分发挥挤压效应,提高崩落矿石块度的合格率.图4,表1,参14.     

矿体可崩性评价的信息累积法

矿体可崩性的认识分为信息采集、信息变换、信息合成３个过程．作者提出了一种信息采集、变换、合成的逐步累积方法．运用这种方法评价矿体可崩性，可以随工程进展和信息采集工作的进展，得到各个阶段不同可靠程度的矿体可崩性评价，这对工程设计施工中各阶段的决策具有重要的实际意义．这种方法还可推广至岩体稳定性等其它对岩体综合力学特性的评价研究中．     

基于随机介质理论自然崩落法矿岩流动特性

为准确掌握自然崩落法崩落矿岩流动特性,提出属性块体建模与随机介质理论相结合的方法,进行崩落矿岩流动模拟.建立属性块体模型拟合目标区域,实现目标区域离散化;建立适宜程序实现的颗粒体数据结构和随机介质空位传递模型;提出放出指数和块度指数概念.分别模拟和分析固定目标放矿区域、不同放矿高度以及不同块度条件下的矿岩流动,并在数字矿山软件平台上用C++编程语言予以实现.结果表明:该方法得到了崩落矿岩流动过程中品位变化及形态发育规律.     

急倾斜煤层巷道放顶煤放煤巷道合理定位分析

根据工 业性试 验的矿压 观测结果 ,应用弹 性理论 分析了 急倾 斜煤 层巷 道放 顶煤 法顶 板压力的分 布规律 ,据此对放 煤巷道 进行合理 定位图 ４ ,表 １ ,参 ３     

水平分段巷道放顶煤采煤法研究

论述了急倾斜中厚－厚煤层水平分段巷道放顶煤采煤方法，分析了工作面生产能力和促使顶煤冒落放出的措施。工业性试验表明，这是拓宽放顶煤采煤法在急倾斜煤层应用的有效途径。     

非壁式放顶煤工艺新研究

非壁式放顶煤工艺研究在梅田矿务局六矿试验成功，取得了“三高五低一好”的效果，即单产、工效、回收率高；掘进率、含矸率、材料消耗、劳动强度、生产成本低；实现全风压通风，安全条件好。为急倾斜中厚—厚煤层的开采找到了一条切实有效的途径，拓宽了放顶煤采煤法在急倾斜中厚—厚煤层的应用。     

放顶煤回收率与含矸率的相互关系

在实际观测和实验室试验基础上,概述了顶煤放出基本规律——放出椭球体,并根据这个基本规律论述了顶煤放出量与矸石放出量的相互关系。     

放顶煤工作面合理支护强度探讨

本文结合放顶煤工作面的现场实测结果，分析了因采空区充填状况不同顶板可能存在的两种结构，并提出相应支架阻力的计算式。所得结果与现场实测相符。     

立井深孔大孔距崩落爆破技术

根据露天采矿爆破时采用大孔距小抵抗微差爆破技术，提高爆破效率，改善破碎效果的原理，结合立井施工的具体特点，从理论上分析研究了立井深孔大孔距崩落爆破时孔网参数的合理选定，并初步在实践中进行应用，取得了较好的爆破效果。     

放顶煤采煤法覆岩运动规律初探

本文用相似材料模拟,现场实测等方法研究放顶煤开采覆岩活动规律。阐述了对采场矿压有明显影响的顶板构成及各自运动特点;提出了简单实用的顶板静压计算模型与方法。     

综采放顶煤工作面瓦斯综合治理

分析了综采放顶煤工作面瓦斯涌出的规律和特征，介绍综放面瓦斯综合治理措施的实践与效果分析。     

保护煤柱开采后地表移动盆地局部二次塌陷

本文针对铁路下保护煤柱开采后,所形成的地表移动盆地实际存在的局部二次塌陷现象进行了分析,并建议制定专门的开采保护煤柱的设计和施工规范。