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.     

地下矿山开采技术及其发展趋势

地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速,崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新.促进了我国金属矿地下采矿技术的迅速发展,使部分矿山的工艺技术达到了国际先进水平.本文阐述了我国金属矿床地下开采技术主要现状及进展,并对地下矿山开采技术的发展趋势作出展望.     

诱导顶板崩落时变力学模型的建立与应用

运用时变力学理论,针对大厂铜坑矿顶板诱导崩落试验采场的地质特征,建立有限元基本方程和时变力学模型,采用多步骤开挖的准时变力学有限元方法,模拟不同顶板诱导失稳崩落模式下的塑性区发展、东西预裂硐室与崩顶硐室的安全系数,对比研究确定顶板诱导可控失稳崩落的诱导模式,即先预裂爆破后切顶诱导崩落,其塑性区主要控制在东西两条预裂缝之间,垂直向达到顶板上方58m处,最小安全系数为1.1。采用数字式全景钻孔摄像技术,对铜坑矿顶板诱导崩落实验采场的顶板围岩诱导效果进行可视化监测。发现生成20～40mm宽的预裂缝,在顶板围岩中出现大量"X"型次生裂隙。实践结果表明,该模式可以有效地实施顶板的诱导可控失稳崩落。     

充填体下连续开采诱导顶板失稳演化时变分析

利用时变边界力学理论讨论了连续采矿顶板诱导失稳崩落过程,给出了连续回采诱导顶板失稳崩落中时变边界的几何描述.RFPA软件通过单元性质弱化的方法来处理单元的破坏问题,准动态的模拟崩落体的时变边界问题,从而获得连续采矿诱导顶板失稳崩落时变边界的一种有效解决途经.通过RFPA计算分析了铜坑矿充填体下矿体连续开采诱导顶板失稳崩落过程,分析该过程中顶板诱导失稳崩落的时变效应及其规律.计算结果表明在一定的连续回采采空区的空间条件下,运用局部人工干扰诱导顶板围岩致裂,可以有效形成顶板诱导失稳崩落.     

无底柱分段崩落法的矿石贫化原因分析与措施

无底柱分段崩落法受其自身采矿方法的缺陷，矿石与围岩的频繁接触是导致矿石贫化的直接原因。采用无底柱分段崩落法回采矿石过程中，如何减少矿石与围岩的接触次数，合理运用低贫化放矿技术，稳定矿石质量和提高矿石回采率，达到推动技术经济指标进步的目的，一直是采矿技术人员研究和努力的方向。本文结合镜铁山矿桦树沟矿区相关低贫化技术的实践运用经验，仅供大家参考。     

无底柱分段崩落法巷道岩爆预测与防治措施

随着金属矿山相继进入深部开采,无底柱分段崩落法巷道岩爆问题成为采矿领域中主要的工程地质问题之一。主要介绍了巷道岩爆的表现形式和发生条件,并在综合考虑国内外学者提出的判断准则的基础上,采用多层次模糊综合评判法对巷道岩爆进行预测,最后提出了相应的防治措施。     

急倾斜薄矿脉安全高效开采方法的选择

针对上下盘围岩不稳固急倾斜破碎薄矿脉,提出分段矿房嗣后充填法、分段凿岩阶段出矿嗣后充填法、无底柱分段崩落法等三种可行的采矿方法。通过技术指标、效率、优缺点等多方面比较和分析,最终选择采用无底柱分段崩落法开采该矿脉。     

爆破作用下金属矿山围岩稳定监测点优化布置

利用矿山现场取得的爆破地震波,结合矿山的实际开采状况,对爆破作用下金属矿山围岩稳定的监测点进行优化布置研究.为了分析爆破作用对地下金属矿山围岩稳定性的影响,截取矿山具有代表性的VII-2矿体剖面,利用光纤光栅传感器对现场爆破作用下的围岩应变进行监测,对爆破作用下围岩的稳定性进行数值模拟计算.依据数值模拟计算结果对围岩监测点的布置位置进行优化.研究结果表明,光纤光栅传感器对爆破作用造成的矿山围岩微应变能够有效的监测,利用光纤光栅进行矿山围岩稳定性监测是可行的.依据爆破前后巷道的位移、应力、加速度和速度变化规律,在布设传感器监测点时将规律点和关键点相结合,定期监测和长期监测相结合,可以更有效地进行地下金属矿山围岩稳定的监测.并适当增设补充点,能够对巷道监测关键点的布置进行有效优化,提高监测的针对性.在实际应用中,应结合应用现场的实际地质条件,在节理和裂隙发育或存在大断层区域增设监测点,以保证监测数据的完整和决策的正确.     

崩落放煤采煤法

为了满足国家对煤炭日益增长的需要和贯彻煤炭部关于提高采煤效率、节约坑木的指示,我校与淮南矿务局协议,先后在淮南李郢孜二矿和大通矿进行了两次崩落放煤采煤法的工业试验。在党委的全面领导和关怀下,在工人和工程技术人员的大力支持与协助下,致使这次试验得到了完满的结果。 崩落放煤采煤法是以金属矿阶段强制和自然崩落中大量矿石从采区放出的松散体移理论为基础而提出的。 该采煤法的实质是:用爆破方法或在地压的作用下使煤层充分松散后有计划的按一定次序和放出量,在各放出漏斗进行放煤。为了提高回收率必需使煤层厚度、分段高度、放煤眼间距以及漏斗眼直径等合理配合。     

青海都兰扎麻山地区铜铅锌银多金属矿床地质特征及找矿方向

扎麻山南坡铜铅锌银多金属矿床位于都兰-鄂拉山成矿带.通过详细的矿床地质研究,重点讨论了矿床的主要控矿因素(赋矿围岩、控矿构造、岩浆岩特征)、围岩蚀变类型、矿体分布特征、矿石组合及可能的成矿过程,认为扎麻山南坡铜铅锌银多金属矿为中低温热液型,受三叠系陆相火山岩及北东向断裂的控制,印支晚期花岗岩岩体在形成演化过程中,可能为成矿提供了成矿物质及其集聚和运移的热动力条件.     

有限宽度崩落矿岩散体侧压力分布规律

金属矿山崩落矿岩散体侧压力对支撑围岩和控制岩体移动具有不可忽视的作用.采用散体颗粒流侧向压力测试实验系统,以弓长岭铁矿崩落矿石为例,研究有限宽度散体崩落矿岩侧压力分布规律:散体静止侧压力随散体埋深的增加呈非线性增加趋势,并基于量纲和谐原理回归散体侧压力随埋深和角度的变化计算式;在无散体回填工况下,散体侧压力随散体放出量的增加而减小,增加散体放出范围,可加速散体侧压力下降速度;在散体回填工况条件下,以模型中间为界,随着散体放出,下部4个测点侧压力值降低,上部4个测点侧压力值升高.上盘侧散体侧压力总体受放矿流动的影响不明显,放矿开始后的突变量也要明显小于下盘侧压力,即在散体补充条件下,散体放出对散体侧压力的影响范围在高度和宽度上都是有限的.该成果对揭示散体承压机理,开发崩落矿岩散体在矿山工程中的应用具有指导意义.     

巷道围岩塑性软化区粘聚力变化规律理论新解

塑性软化阶段粘聚力的变化规律是巷道围岩变形分区研究中十分关键的一个因素,它直接决定了各围岩变形分区范围的确定。为了揭示这一变化规律,借助解析几何的相关理论首先研究了塑性软化阶段环向应力与径向应力之间的关系,而后通过库伦准则、塑性软化阶段内摩擦角基本不变规律给出了该阶段粘聚力与环向应变之间的理想化线性关系。研究成果对围岩变形分区范围的确定、应力分布规律和应变分布规律的研究具有重要意义,对支护参数的量化设计具有重要的基础作用。     

自然崩落采矿法的颗粒流数值模拟

以自然崩落采矿法为研究对象,利用二维颗粒流数值模拟(PFC2D)的原理和方法,研究了自然崩落法矿体崩落规律. 以某镍铜矿的地质条件及矿岩物理力学性质为依据,采用数值模拟的方法分析了自然崩落法的崩落规律. 结果表明:PFC2D模型在分析自然崩落过程中力学机理的同时,能有效地模拟自然崩落法采矿过程,并且能直观地给出矿体在崩落过程中各种参数的具体形态变化. 利用PFC2D模型预测该镍铜矿自然崩落法初始崩落拉底半径为10 m,连续崩落的拉底半径为22 m,有效地指导该矿自然崩落法的放矿.     

电算机随机模拟放矿及其相似条件初探

本文介绍了电算机随机模拟放矿的原理,数学模型和电算框图。它把崩落矿块中的崩落矿岩抽象为集装箱似的方块,自下部漏口一个一个地放出。上部方块向下移动填补放出空位是随机的。提出了用电算模拟试验法确定模拟相似条件的方法。相似原则是相同条件下放矿时,放出体体积必定相等。给出了计算相似条件的电算框图和初步计算结果。研究表明电算随机模拟放矿是研究崩落采矿法复岩下放矿问题的一个有前途的方法。在附录中给出了计算模拟相似条件的电算程序。     

多点位移计在深部围岩松动圈厚度测试中应用

通过多点位移计测量围岩内部不同测点位移,回归分析各测点位移随时间变化回归方程,确定各测点反映围岩位移速度衰减快慢系数值,根据该值大小判断该测点是否处于松动圈内,从而确定围岩松动圈范围.     

弓长岭铁矿崩落法开采地压活动规律浅析及开采对策研究

采矿工程中地压活动的产生与发展,会给安全生产带来了一定的威胁和危害,因此加强对地压活动规律的研究对矿山安全高效生产具有重要意义。该文基于弓长岭铁矿开采现状,结合矿山开采实际与管理经验,对弓长岭铁矿崩落法开采地压活动规律进行了分析研究,总结了围岩崩落的基本规律与矿体下部岩力增加的基本规律,同时对弓长岭铁矿目前开采存在的问题展开思考,提出相应对策,以期为弓长岭铁矿安全高效开采提供指导。     

杏山铁矿斜分条分段崩落法试验研究

杏山铁矿小杏山采区为层状倾斜厚矿体,原用垂直走向布置进路的无底柱分段崩落法开采,存在矿石损失贫化大、上盘侧回采进路地压显现严重、巷道支护工程量大等生产问题.研究提出斜分条分段崩落采矿法,即沿矿体延深方向,从上盘到下盘按斜线分条开采,每一分条在矿体里布置诱导冒落进路,在崩落本分段矿石的同时,诱导近上盘矿体自然冒落,冒落的矿石由设置在下盘围岩里的回收进路回采.该法较好地顺应了倾斜矿体崩落矿石的移动规律,降低了采切工程总成本.试验采场自2019年5月开始回采,现已回采两个分段,矿石回采率由74%提高到85.6%,贫化率由18%降低到15%,取得了良好的技术经济指标.     

综合物探方法在白音套海盆地铀及多金属成矿有利地段的应用研究

由于铀矿经常与多金属矿相伴生,用普通物探与放射性物探相结合的方法,综合分析多种影响矿产特征的因素,是寻找火山岩型铀矿及多金属矿的有效方法。采用地面伽玛能谱测量、大功率激电测量、高精度磁法测量对大兴安岭中段白音套海盆地铀及多金属成矿有利地段进行综合物探方法测量,分析成矿因素,隐伏构造分布及产状,经钻探工程验证取得了较好的效果。     

基于GIS的金属矿巷道突水预测

突水事故是地下开挖工程中常见的工程事故,为保障矿区的安全开采,以金属矿地下巷道为研究对象分析突水的主要影响因素,建立基于GIS和BP神经网络的脆弱性指数突水预测模型,并进行金属矿井突水预测.研究结果表明:金属矿巷道突水是多因素共同作用的结果,影响金属矿巷道突水危险性程度由大到小的因素依次是采动影响、断层、充水含水水压、巷道围岩防突性能和充水含水分布特性;巷道中严重的突水灾害易发于充水含水丰富且距离采场近的区域,并且与距断层的距离、充水含水水压和巷道围岩防突性能密切相关.