矿柱形态对地下矿山采空区稳定性影响规律

地下矿山采用房柱法开采时采场点柱一般不进行回收,矿柱约占储量的20％～30％.为减少矿柱矿量,同时保证矿柱及采场的稳定性,利用三维建模软件Midas-GTS-NX及有限差分法软件FLAC3D联合模拟计算,对矿柱形状进行模拟分析及对比研究,分析了相同围岩条件下不同形状的矿柱自身及采场顶板的稳定性.研究表明:方形和圆柱形矿...     

石膏矿房矿柱长期稳定性数值模拟研究

研究矿房矿柱在上覆岩层荷载作用下的长期稳定性对于保证石膏矿安全生产具有重要意义。运用FLAC3D软件粘弹塑性本构模型(cvisc模型),对石膏矿房矿柱的长期稳定性进行了数值模拟研究。结果表明:巷道开挖后,顶底板移近量随着时间的延长而增加,最终趋于稳定;模拟10年内矿房顶底板移近量最大达到185.368 mm,两帮最大达到67.734 mm,但整体来说矿房变形量相对较小;模拟矿柱所受最大垂直应力,计算得到矿柱安全系数为1.84;矿房矿柱能够保持长期稳定。研究结果对类似条件下矿房矿柱的合理设计和稳定性分析具有重要指导意义。     

对称协同开采人工矿柱失稳的突变理论分析

根据材料力学理论,建立顶板-人工矿柱协同作用力学模型;通过分析组合结构的变形协调机制,推导人工矿柱压缩量关系式;基于突变理论,构建人工矿柱突发失稳的尖点突变模型,导出失稳的充要条件力学判据表达式。研究结果表明:人工矿柱突发失稳与刚度比k、介质均匀性系数m具有密切相关性;改变人工矿柱的力学参数和几何参数,可在一定程度上调控顶板的稳定性,这可为采空区应力环境再造和人工矿柱的科学设计提供基本力学依据。     

石人沟铁矿露天转地下开采南区房间矿柱稳定性

利用FLAC方法对石人沟铁矿露天转地下开采南区房间矿柱稳定性进行了研究,并对地下开采采场房间矿柱进行了优化,为安全高效的回采地下矿产资源提供了保证.     

石人沟铁矿露天转地下开采南区房间矿柱稳定性

利用FLAC方法对石人沟铁矿露天转地下开采南区房间矿柱稳定性进行了研究,并对地下开采采场房间矿柱进行了优化,为安全高效的回采地下矿产资源提供了保证。     

破碎围岩条件下采场留存矿柱稳定性分析

采用岩体分级方法(RMR法)、Q系统和地质强度(GSI)指标对矿岩进行了工程地质评价,并通过扩展后的Hoek--Brown节理强度准则进行岩体力学参数确定.根据白羊矿段矿柱布置形式,推导出矿柱荷载公式,并确定了矿柱强度计算参数.针对井下矿柱主要破坏形式分别进行失稳机理分析.将正交设计法引入采场结构参数优化分析中,对各开采方案进行了三维数值模拟.运用正交极差分析法对矿柱稳定性影响因素敏感度进行评价.实践结果表明:采场高度控制在3.5～4.5 m,矿房宽度取值不大于5 m,矿柱直径不小于3.5 m留存矿柱稳定性基本能得到保障.     

矿床开采与环境保护的系统研究

本文分析了矿床开采过程及开采终了的环境状况，建立了考虑矿山环境治理及保护费用在内的矿床开采价值模型；用系统模拟的方法得出整体最优的矿床开采方案；根据矿山开采终了的景观，建立生态复垦及环境保护方案库，从中选出可行的方案并进行模拟设计；根据设计结果，综合其地因素，选择生态价值和经济价值均最优且技术上又可行的矿床开采方案及其工艺系统。     

基于超静定理论及数值模拟的胶结矿柱稳定性分析

 为科学、精确地评价井下胶结矿柱的稳定性,提出基于超静定理论及数值模拟的矿柱稳定性分析方法。将人工胶结矿柱简化为超静定结构,建立超静定理论模型,计算矿柱在尾砂充填体不均匀侧压载荷、自重和顶部冒落拱压力综合作用下的最大应力,并采用Midas 有限元软件模拟分析矿柱的有效应力及应变位移,结合废石块胶结模型的单轴抗压强度试验值对矿柱的稳定性进行评价。以大红山铜矿人工胶结矿柱为例的分析结果显示,超静定理论模型计算的最大应力为6.27 MPa,数值模拟的最大应力、最大位移为3.55 MPa 和40.46 mm,试验测得的胶结废石块模型单轴抗压强度为10.9 MPa,表明采用超静定理论计算与数值模拟相结合评价矿柱稳定性的方法可行。     

露天转地下开采境界矿柱安全厚度稳定性分析

以归来庄金矿露天转地下开采过渡期为工程实例,采用FLAC3D软件,分别考虑静态和动态载荷,对预留境界矿柱的安全厚度展开分析.在动载时,采用常用的三角形波模拟爆破施工荷载,得到爆破振动作用下不同厚度境界的振动速度和应力的分布规律.根据两者之间的统计关系,并结合岩石的抗拉强度准则,分析了不同厚度境界矿柱发生破坏的临界振动速度.计算结果表明:垂直方向振动速度和拉应力最大值之间为线性关系,可采用质点最大振动速度作为安全判据.当矿房跨度分别为8,10和12 m时,在动载作用下,最小安全厚度分别为8,14和18 m.     

盐类矿床水溶开采机理分析

分析了盐类矿床的水溶开采机理，岩盐在水溶液中的溶解机理与规律，岩盐溶解之后的盐溶液运移传输规律，以及水力压裂双井对流系统溶腔形状的变化分析，通过理论分析，给出了岩盐溶解机理的数学表达式，盐溶液密度分布规律；运用流体力学理论，建立了水溶开彩盐溶液的运移传输规律，并最终建立了水溶开彩的数学模型，及水溶开朋中岩盐溶解、盐溶液运移及溶腔变形的控制方程，为水溶开彩理论的建立奠定了一定基础。     

露天转地下开采中顶柱稳定性分析

结合唐钢石人沟铁矿的具体地质条件、采矿条件、岩体的结构特征及力学性质测试,首次借助MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN三维数值分析软件对整个矿区进行建模分析,通过反复调整模型参数,分别根据提出的9种设计方案进行模拟分析对比,最后得出顶柱设置在-6 m水平(方案9)基本可以稳定.同时提出确保顶柱稳定的详细的采矿方案、措施、建议以及有效地防止矿体突冒控制技术措施,为其他矿山露天转地下开采中的顶柱尺寸留设提供可靠的分析方法和科学依据.     

非均匀条带开采煤柱稳定性及地表变形规律分析

采用理论分析及数值模拟相结合的方法,分析了非均匀煤柱条带开采中的煤柱稳定性及地表变形规律,并与常规均匀条带开采进行对比。结果表明:条带开采中,煤柱受力存在明显的不均匀性,最中间的煤柱受力最大,两侧煤柱受力较小,塑性区宽度也稍小于最中间煤柱。随着最中间煤柱宽度的增加,所受应力逐步降低,煤柱弹性承载区面积逐步增大,煤柱的稳定性增加。从系统论的观点出发,要提高整个煤柱系统的稳定性,可以提高最容易发生失稳破坏的最中间煤柱的稳定性。同时,地表沉陷值从480mm减少为420,400mm,煤柱的冲击倾向性也降低。因此,非均匀煤柱条带开采有利于提高煤柱承载系统的稳定性,减少地表沉陷及冲击地压的发生。     

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。     

金属矿山矿柱回采三维可视化设计

 针对矿山传统二维设计方法的不直观、可计算性差等缺点,提出了三维矿业软件与空区激光探测系统相结合的采场三维可视化设计方法。首先通过空区激光探测系统（CMS）获得采空区的实际形态,在Surpac软件中构建采场局部地质模型,将探测所得实体模型与局部地质模型进行布尔运算后获得矿柱的三维模型,在此基础上进行了采准工程的布置,实现了采场设计全程三维可视化。以某金属矿山为例,运用CMS和Surpac软件对E2-3采场进行了中深孔爆破回采方案设计,在Surpac软件中快速获取矿柱剖面,通过建立爆破设计数据库,对各剖面进行了中深孔爆破设计,最终生成了爆破设计报告。根据统计获得设计采场体积及所需炸药量,经计算炸药单耗约为0.892kg/m3,该指标与经验值较为吻合。实践证明,该方法能够较好地解决矿柱边界难以确定,传统设计三维显示不够直观等问题,并且计算比较方便,具有重要的推广应用价值。     

无煤柱开采在屯兰矿的应用与推广

阐述了无煤柱开采在煤矿生产中的重要意义，对实施无煤柱开采的可行性进行了分析，提出了无煤柱开采的技术措施，并对无煤柱开采进行了投资及经济对比分析。     

一种分析条带煤柱稳定性的新思路

为了全面地分析条煤柱的稳定性,本文采用新兴的复合岩体力学理论,分析了岩体层面应对煤柱稳定性的影响,发现此种效应可引起煤柱强度提高,从而改善其稳定性。     

苏海图煤矿二下山采区煤柱回收方法研究

基于苏海图煤矿二下山采区特定的地理位置和条件,分析了采区的生产系统,探讨了合理开采13号和15号煤层边角煤柱的方法.     

工业广场煤柱开采地表变形规律研究

针对工作面进入工业广场煤柱下回采设计了12个开采方案,采用概率积分法对各方案地表变形情况进行了理论计算和分析,得出了地表各处的变形预计结果。根据预测结果,从中选取了最优的开采方案,既保证了地面建筑物的安全,又尽可能多的回收了煤炭资源。     

杜儿坪矿矿区陷落柱分布规律浅谈

在前人探索的基础上，探讨了杜儿坪矿矿区陷落柱分布规律，对其进行了分类，并浅谈了陷落柱的形成机理，从而为煤矿安全生产提供地质资料依据。     

中等富水含水层下留设防砂煤柱开采的试验

通过对底部无稳定粘性土隔水层的中等富水含水层下留设防砂煤柱开采试验研究，揭示了覆岩破坏移动，矿山压力显现和地表移动变形规律与有关参数的变展览持征，为条件类似矿井提高上限采煤提供参考依据。