地下采场破碎岩体稳定性评价与参数优化

以焦家金矿试验采场为工程依托,开展缓倾斜中厚破碎矿体采场稳定性分析.通过对焦家金矿-390m中段试验采场的工程地质调查、矿岩力学性质试验,获得了表征矿山岩体工程质量的多种指标;应用岩石质量Q分级和RMR分级系统,对试验采场岩体稳定性进行评价分析;基于修正的Mathews稳定图法和临界跨度设计法,对采场暴露面尺寸和最大跨度进行优化.分析认为,当回采进路跨度小于8m时即可保证采场的稳定性.将所得到的结果应用于现场工业试验,现场采用暴露面尺寸为75m×15m的进路进行回采,采用现场观测的手段进行回采过程的监测.结果表明,在回采过程中进路的顶板及围岩并未发生垮落及剥落现象,采场围岩稳定性良好.     

复合厚煤层孤岛工作面冲击地压的数值模拟

复合厚煤层发生冲击地压动力灾害事故,严重地影响矿山的安全生产。以南屯煤矿两边采空的9303复合厚煤层孤岛工作面为工程背景,利用Flac数值模拟软件,研究同一开采条件下,单一硬煤、软煤及复合厚煤层孤岛工作面回采过程中的采场压力分布规律,并进行对照模拟。结果表明:复合煤层支撑应力峰值小于单一硬煤和单一软媒。复合厚煤层工作面回采见方阶段时,产生明显的集中应力,易出现动力灾害事故。该研究成果在南屯煤矿实际开采中得到应用。     

采场回采质量影响因素灰色关联分析

 影响采场回采质量的因素多且复杂,这些因素往往具有模糊性、不确定性,具有典型的灰色特征。本研究以三维激光探测系统（CMS）为手段,运用矿用软件Surpac构建采空区三维实体模型;跟据矿山的技术资料,计算获得准确的采场回采贫化率、损失率等技术参数;结合矿山信息系统提供的回采经济指标,依据灰色理论的关联分析法,构建某矿山采场回采质量影响因素的灰色模型。以回采贫化率为参考数列,对采场回采质量的影响因素进行灰色关联分析,计算得到各个影响因素的关联度值,定量分析了影响采场回采质量的各因素间的相互作用、主次关系。辨别影响采场回采质量的主要因素,有利于提高采场回采质量管理的针对性。     

近距离煤层群开采采场支承压力分布规律研究

近距离煤层群开采时，回采工作面的支承压力经常给附近煤岩层的巷道带来采动影响，因而在实践中要摸索在不同区域和不同煤层开采时支承压力的分布规律及应力传播角曲实际情况，为工程设计提供可靠的依据，合理避开支承压力对巷道的影响。     

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。     

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.     

老矿井残采采区的开采研究

梅河矿一井是梅河煤矿的老矿井，多年以来，先后采用水砂充填、巷柱采煤法、金属网假顶法回采以及综采放顶煤采煤方法，近几年，由于矿井逐渐进入复采阶段，万吨掘进率越来越大，给采区接续造成很大的不便。因此，如何提高采区回采率、降低万吨煤掘进率以及增加采区块段是进入残采阶段的矿井急需解决的主要问题。通过对残采块段分析设计及回采，联合布置残采块段，使零星块段变为一个整体的采区，解决了这个难题，保证了资源的合理回收，避免因留设区间煤柱而造成的浪费现象，延续了矿井的服务年限，并取得了很好的经济效益，为梅河矿及周边地区的残煤开采提供了宝贵的经验。为一井及梅河煤矿残煤开采指引了方向，开阔了思路，为全公司老矿井残煤开采树立了榜样。     

阿舍勒铜矿开采地压风险控制与综合防治研究

针对金属矿山深度增加使得深部开采所面临的力学环境日益复杂的问题，以阿舍勒铜矿为背景开展深部开采地压灾害风险评估研究，揭示巷道围岩破坏风险分布与深部地压演化规律之间的内在联系.基于综合评估结果提出适用于阿舍勒铜矿深部地压演化规律的新型支护方案，确定适用于阿舍勒铜矿深部中段采场的最优回采顺序.综合上述3阶段研究成果，最终形成阿舍勒铜矿深部开采地压灾害防控技术.     

基于ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟厚大矿体开采方案与采场稳定性研究

针对淮南某厚大铁矿-500 m中段采场回采,应用FLAC3D建模并进行开挖模拟.对不同开采方案中采场稳定性进行研究分析表明:采场开挖后,在采场四周角落处应力集中最大,易产生剪切破坏,在顶板中央发生位移变形最大,采场顶板容易垮塌;采场长宽为30 m×30 m时,采用两矿房或三矿房同时回采,采场保持稳定,最大应力集中系数为1.5,矿岩自身强度满足自稳要求;采场长宽为40 m×40 m,三矿房同时回采时,由于采空区暴露面积过大,集中系数达1.7,顶板受拉且充填体受压发生剪切破坏,矿岩不足以维持自稳状态.在大规模开采条件下,最终选定采场参数30 m×30 m三矿房同时回采为矿山开采方案.     

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。     

刀柱采煤法采空区下长壁采场顶板控制研究

极近距离煤层组上分层刀柱法回采后，通过对煤柱稳定性的分析及顶板运动特征的研究，得到了下分层长壁采动后顶板结构特征，预计了采场顶板压力的来源和计算方法。实践证明结论可靠。     

空芯包体地应力测量技术在煤矿中的应用

根据工程地质条件，岩体应力状态和地应力特征，合理有效地采用技术措施预防矿井动力现象，合理确定采矿采场布置及回采顺序。本文采用空芯包体方法地应力测量表明吕家坨井田是水平应力场， 测量结果为矿井采场合理布局、巷道布置选择和锚杆支护设计提供基础数据。     

尾砂胶结充填法在康家湾矿的应用

康家湾矿在试生产期间，用尾砂胶结充填法在大型水体下顺利采出了９０余万ｔ矿石，取得了很好的经济效益和社会效益．本文主要介绍该法的适用条件、结构参数、采准方法、回采作业、充填技术以及技术经济指标．     

浅部采场地压的试验研究

本文根据龙头锰矿李家背矿段试验采场室内模拟试验结果,和现场试采了一个采场(上部),三个矿房(下部)的初步观察,分析研究了覆岩厚度六十余米时,开采缓倾斜(8°～12°)矿层采场围岩移动的特点和矿柱承压的性态。试验研究表明,采场顶板岩层的稳固性土要受岩层层面、节理、裂隙的制约;全面法采场中留下的不规则矿柱,承压大,且随顶板暴露面积和时间的增加而增加;在开采多层近距矿层时,上下对齐地留设矿柱,利于回采作业的安全。     

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...     

液压支架主要参数及其选型原则

本文依据采场支架一围岩共同作用原理,分析了采场矿山压力研究方法、顶底板条件、支件一围岩体系的影响因素及支架选型原则,从先进、安全、经济的角度提出回采工作面液压支架应具有的合理的初撑力和工作阻力。     

双龙公司大采高单体液压支柱炮采采煤法研究

基于双龙公司张怀珠工作面实际地质状况,分析了地质构造对工作面回采的影响,根据煤层赋存条件、现有装备和技术管理水平确定了该工作面采煤方法和回采工艺—大采高单体液压支柱炮采采煤法。实践证明,该采煤方法和回采工艺满足了该煤层的回采要求,得到了成功应用。     

浅谈炮采工作面大采高卧底煤回采工艺顶板控制

采用大采高卧底煤回采工艺开采,掌握煤层地质条件、设计合理的支护参数、工作面采取伪俯斜推进及提高支柱的实际工作阻力是保障大采高卧底煤回采工艺安全回采的技术关键。该文详细叙述了大采高卧底煤工作面顶板控制的基本要求和加强顶板控制的具体措施。     

云锡氧化矿试验采场矿岩分级及采场结构优化研究

为确定云南锡业公司计划开采的10-6缓倾斜似层状矿体采场结构尺寸,研究开采期间既定采矿方式条件下采场的稳定性和安全、合理的采场支护参数,在现场地质调查基础上,采用分形理论和Q法对云锡松矿10-6缓倾斜似层状矿矿岩体进行了合理分级,建立了矿岩的初步分级体系,在此基础上提出了松矿10-6缓倾斜似层状矿试验采场合理的结构尺寸和支护方案,确保了试验采场回采期的安全性。     

空区激光探测系统在我国的研究与应用

阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区信息动态监测、露天塌陷坑探测、采场边界对比分析、顶板安全管理、采场回采贫化损失精确测定、复杂边界矿柱回采爆破设计及实测采空区稳定性数值模拟分析等主要方面对CMS的应用进行了深入研究。研究结果表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。