无底柱分段崩落法采场稳定性分析

无底柱分段崩落法是国内外地下矿山广泛采用的采矿方法。长期以来由于受凿岩、装药以及出矿设备的制约,国内矿山大多采用小结构参数的无底柱分段崩落法,所产生的地压问题十分严重,开采效率低。近年来无底柱分段崩落法朝着增大采场结构参数的方向发展,不但有利于改善采场稳定性,同时还降低了生产成本。因此,开展采场稳定性分析有利于实现安全、高效开采。采用三维有限元方法对10 m×10 m、15 m×15 m、15 m×20 m共3种不同结构参数的崩落法采场进行了数值模拟,对进路开挖与矿石回采两个不同过程的巷道顶板竖直位移、主应力进行分析。数值计算结果表明：进路开挖时15 m× 20 m 与10 m×10 m的结构参数相比较,巷道顶板的竖直位移降低了20.1%,最小主应力下降了约18.8%;开采过程中顶板的竖直位移、主应力值都比进路开挖时小,采场地压得到改善;进路开挖与矿石回采过程巷道顶板的竖直位移和主应力值都随着结构参数的增大而降低。因此,大结构参数能更好地改善采场地压,增强采场稳定性,采用大结构参数的无底柱分段崩落法是安全可行的     

无底柱分段崩落法的地压控制

符山铁矿四矿体采用无底柱分段崩落法回采,近年来相继发生四次大面积地压活动。本文介绍了采用岩体声发射监测仪、收敛计等多种手段,探索地压显现规律。在此基础上,相应地采用斜线回采工作线,改善联巷受力条件等地压控制措施及适当的巷道支护方式,使矿山地压活动得到了控制,实现了有计划地连续性生产,采场矿石回采率达82%以上。     

贵州松桃锰矿床地质条件及资源开采技术探索

本文总结研究了贵州松桃县锰矿床地质资源状况,分析了锰矿矿床的开采技术特点及条件。针对倾斜薄矿脉此类矿床,设计和探索了五种采矿工艺,并通过未确知理论优选方法,定性分析了五类采矿工艺的优劣,最终确定了高强度支架掩护作业伪倾斜壁式崩落法采矿方法。优选的高强度掩护支架作业伪倾斜壁式崩落法是针对复杂软破矿床开采进行的工艺探索,具有生产能力大、生产成本低等突出优点。该采矿方法为此类金属矿山的生产提供了一种安全、高效、可操作的新采矿思路,具有重要的理论和指导意义,具有试点推广价值。     

平底结构浅孔留矿采矿法在得耳布尔铅锌矿的探索与应用

浅孔留矿法是我国金属矿山目前采用的主要采矿方法.本文通过在得耳布尔铅锌矿的探索试验,针对传统浅孔留矿法在生产实际中存在的问题,对底部结构进行了改进,提出了无底柱平底结构装岩机出矿浅孔留矿采矿法,并成功地应用到生产实践中,取得了较好的效果,其探索思路对类似矿山具有借鉴意义.     

进路分步开挖背景应力场演化规律研究

鲁中小官庄铁矿由于埋藏深、地压大、矿体倾角比较缓、矿岩破碎,是国内有名的难采矿山之一。进路开挖以后支护巷道破坏严重,其围岩变形为无收敛变形,也是国内支护较难的矿山之一。针对小官庄铁矿情况,为掌握其地压活动规律,应用东北大学岩石破裂过程分析系统（RFPA）,模拟其采用无底柱分段崩落法进路开挖过程,对进路开挖过程巷道围岩应力变化进行数值分析。发现随着进路开挖,导致进路出现片帮、底鼓、顶板下沉等现象,并且在矿岩接触带出现高应力集中,导致两进路之间的间柱破坏严重,并随着进路开挖应力逐步向新开挖两进路之间的间柱转移,开挖顺序造成边界矿体出现高应力集中,导致边界矿体难采。数值分析结果可以看出：进路的开挖顺序是导致小官庄铁矿进路围岩破坏的一个主要原因。     

特大采空区上覆岩层地压与地表塌陷灾害监测研究

大红山铁矿采用无底柱分段崩落法开采形成了3个规模巨大的采空区,采空区上覆岩层移动与地表开裂塌陷将导致露天采场发生滚石地压灾害、井下采场产生空气冲击波次生地质灾害、地表与井下发生泥石流地质灾害等。针对上述问题,采取了多通道微震监测、非接触式岩移实时监测、基于手持式GPS仪的地表开裂范围监测和基于全站仪的地表沉降与水平移动监测的多种综合地压监测手段,对上覆岩层崩落高度、上覆岩层下沉变形量、地表开裂范围和地表沉降与水平移动等进行了监测,通过两年的监测获取了大量的监测数据,经分析表明,采空区上覆岩层崩落高度约在+1 090⁺1 060 m,上覆岩层+1 090 m平巷内观测点累计沉降量为1 350 mm,地表开裂范围位于以岩移角为75°划定的地表岩移范围内,地表测点最大累计沉降与水平移动量为1 779与948 mm,上覆岩层与地表的变形移动活动处于稳定渐进可控的状态,目前不会发生上述地压地质灾害。     

急倾斜厚矿体无间柱上向水平分层充填法采场结构参数的研究

无间柱连续采矿是一种高效的采矿方法,已成为地下矿山采矿技术发展的大趋势。以某铅锌矿山为例,采用能模拟开挖与充填的三维弹塑性有限元程序,对应用上向水平分层充填无间柱采矿法开采急倾斜厚矿体进行了数值模拟研究,分析了不同的分层高度和超前回采分层数,以及不同的暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为上向水平分层充填无间柱采矿法在矿山的应用和推广提供一定的依据。     

窄矿脉天井爬罐采矿方法探讨

窄矿脉天井爬罐采矿方法是一种安全、高效、机械化程度较高的方法,结合乳山金矿的生产实际,联系传统浅孔留矿法采矿,对天井爬罐采矿法的应用及其优点和需要注意的问题进行了论述。     

青山硫铁矿井下坍塌事故原因探析

湖南省青山硫铁矿矿体形态较复杂 ,区内构造以断裂为主 ,溶洞发育。采用多层矿体房柱法开采 ,采矿顺序从上而下 ,由矿体两翼向轴部回采 ,使得井下围岩应力逐步向中央轴部集中 ,引起地压活动 ,导致坍塌事故 ,迫使矿山停产闭坑。改进采矿方法 ,改变回采顺序 ,加快回采速度 ,是有效地控制地压活动的主要方法。加强研究和观测 ,及时预报 ,采取措施 ,能避免地压活动引起突发性事故 ,防止造成不必要的损失     

崩落法开采引起的岩层移动时效性研究

崩落法开采的金属矿山往往会伴随着一系列的地质灾害现象。为保证矿区安全生产,开展崩落法开采引起的岩层移动的时效性研究具有重要意义。以程潮铁矿西区下盘为研究对象,通过将地表10多年GPS监测数据的整理分析,并与现场破坏调查结果和工程地质条件相结合,进而探究不同分区下岩层移动的时效行为。研究结果表明：岩层移动的时效行为与其破坏过程有着密切的关系,不同分区下的岩层移动的时效行为是不同的,可分为初始变形、渐进变形、加速变形和残余变形共4个阶段,分别对应着稳定状态、临界状态、失稳状态以及采矿结束后的蠕变状态;初始变形阶段对应着岩体的初始蠕变过程,渐进变形阶段反映了岩体抵抗自身变形的过程,加速变形阶段与深部破坏面的形成和强烈的应力释放有关;崩落碎石在采矿作业停止后失去了流动空间,在岩体变形挤压下会对围岩提供支撑力进而限制了岩层移动的进一步发展;残余变形时间由岩体的蠕变特性和崩落碎石的压密过程所控制,倾倒滑移区因需要经历一个额外的碎石压密过程而导致残余变形时间更长。     

大冶铁矿露天转地下开采的离散元数值模拟研究

离散单元方法特别适合于节理比较发育的岩体。对于模拟和分析矿山中因采矿引起的围岩松动和冒落等力学行为是比较有效的。用离散单元法研究了大冶铁矿狮子山采区露天转地下开采，采用充填法、崩落法采掘对露天边坡和围岩的影响及围岩变形规律，并得出了相应的结论，为设计和方案的选用提供了一些有益的根据。     

基于DDEM的自然崩落采矿法崩落规律的数值模拟

利用DDEM（可变形离散单元法）原理和方法,研究了自然崩落法矿体崩落规律。针对具体地质条件和赋存情况及矿岩物理力学性质,采用计算机数值模拟分析了自然崩落法的崩落规律,得出了DDEM在用于模拟矿块自然崩落法中崩落规律和分析其崩落机理时是较适合的结论,不仅可以从力学角度对崩落的力学机理进行研究,而且能直观地用图形给出矿体在崩落过程中的具体形态变化,有效地指导放矿,现场试验验证效果良好。     

钢筋混凝土密闭在预防矿井泥石流中的应用

<正> 矿井泥石流对矿区开采危害极大,应用崩落法开采的矿山尤为如此。矿井泥石流一般多发生在矿体上部的几个分段。在未形成足够厚的围岩(或矿石)覆盖层,而与矿体直接接触的顶板或围岩又有通道与上部大量泥石堆积层相通的情况下,季节性大暴雨往往使泥石流涌入矿井。我矿一九八○年七月二十八日在采场暴发的一起泥石流就是一例。我矿利用分段崩落法开采的860分段,回采矿石不过千余吨。因顶板溶洞发育,矿石和围岩(硅化白云岩)风化严重,在一场大暴雨后,泥石流从采空区突然暴发,堵塞了     

程潮铁矿西区地表塌陷成因分析

以程潮铁矿西区为例,结合矿区的地层岩性和地下采矿情况,系统分析了金属矿山地下开采引起的地下水位变化及地表突发性塌陷的原因。研究表明：地表塌陷主要受地下采矿的影响;在一定的地质水文条件下,地表塌陷时采空区高度与采矿深度呈线型关系;地表变形大小和扩展范围与地层岩性息息相关;连续降雨能诱发地表塌陷。地表塌陷可被分为4个阶段：间歇性向上崩落阶段、裂缝连通及扩展阶段、疏干塌陷阶段及地表塌坑群形成阶段。采空区上部岩体垮落是非充分的,岩体空隙随时间的积累和岩体崩落动态变化,崩落呈间歇性、跳跃性地向上发展。岩体崩落的高度与地层岩性有关,岩体强度越小,完整性越差,每次崩落高度越小,总崩落高度越大。随着矿体的开采,漏斗状水位降形成。地下水位降低不仅与采空区的相对位置有关,还受岩性构造所控制。岩体裂隙的产生及发展贯通为地下水向下流动提供了有利通道,可溶岩不断被侵蚀,黏土及岩屑被地下水容冲刷带走易在地下形成隐伏空区。硬石膏整体变形破坏会造成地下水的突涌,在地下隐伏空区内产生瞬时高负压,诱发地表塌陷。     

陡倾结构金属矿山岩移规律的模型试验研究

陡倾地质结构金属矿床大部分形成于构造断裂带,崩落法开采会产生显著的岩层移动现象。以湖北黄石的金山店铁矿典型地质剖面为基础,构建地质结构模型。通过缩尺物理模型试验,研究陡倾地质结构对崩落法采矿岩层移动的影响规律。研究结果表明,受陡倾地质结构的影响,采空区岩层移动可分为缓慢增长、快速增长与地表塌陷破坏3个阶段,其中上盘岩移范围远大于下盘,上盘以倾倒变形破坏为主,下盘以剪切滑移破坏为主;采空区顶板岩层一方面不断崩落填充采空区控制岩移,另一方面形成冒落拱,以拱脚抵制上下盘陡倾岩层朝向采空区移动;当顶板崩落至地表后冒落拱的支撑作用消失,近采空区的上盘岩层发生倾倒折断塌陷,下盘岩层发生剪切滑移塌陷。     

程潮铁矿西区地表塌陷成因分析

本文以程潮铁矿西区为例,结合矿区的地层岩性和地下采矿情况,系统分析了金属矿山地下开采引起的地下水位变化及地表突发性塌陷的原因。研究表明,地表塌陷主要受地下采矿的影响,在一定的地质水文条件下,地表塌陷时采空区高度与采矿深度呈线型关系;地表变形大小和扩展范围与地层岩性息息相关;连续降雨能诱发地表塌陷。地表塌陷可被分为4个阶段:间歇性向上崩落阶段、裂缝连通及扩展阶段、疏干塌陷阶段、地表塌坑群形成阶段。采空区上部岩体垮落是非充分的,岩体空隙随时间的积累和岩体崩落动态变化,崩落呈间歇性、跳跃性地向上发展。岩体崩落的高度与地层岩性有关,岩体强度越小,完整性越差,每次崩落高度越小,总崩落高度越大。随着矿体的开采,漏斗状水位降形成,地下水位降低不仅与采空区的相对位置有关,还受岩性构造所控制。岩体裂隙的产生及发展贯通为地下水向下流动提供了有利通道,可溶岩不断被侵蚀,粘土及岩屑被地下水容冲刷带走易在地下形成隐伏空区。硬石膏整体变形破坏会造成地下水的突涌,在地下隐伏空区内产生瞬时高负压,诱发地表塌陷。     

程潮铁矿西区地表塌陷成因分析

本文以程潮铁矿西区为例,结合矿区的地层岩性和地下采矿情况,系统分析了金属矿山地下开采引起的地下水位变化及地表突发性塌陷的原因。研究表明,地表塌陷主要受地下采矿的影响,在一定的地质水文条件下,地表塌陷时采空区高度与采矿深度呈线型关系;地表变形大小和扩展范围与地层岩性息息相关;连续降雨能诱发地表塌陷。地表塌陷可被分为4个阶段:间歇性向上崩落阶段、裂缝连通及扩展阶段、疏干塌陷阶段、地表塌坑群形成阶段。采空区上部岩体垮落是非充分的,岩体空隙随时间的积累和岩体崩落动态变化,崩落呈间歇性、跳跃性地向上发展。岩体崩落的高度与地层岩性有关,岩体强度越小,完整性越差,每次崩落高度越小,总崩落高度越大。随着矿体的开采,漏斗状水位降形成,地下水位降低不仅与采空区的相对位置有关,还受岩性构造所控制。岩体裂隙的产生及发展贯通为地下水向下流动提供了有利通道,可溶岩不断被侵蚀,粘土及岩屑被地下水容冲刷带走易在地下形成隐伏空区。硬石膏整体变形破坏会造成地下水的突涌,在地下隐伏空区内产生瞬时高负压,诱发地表塌陷。     

关于石盐矿钻井水溶采矿有关问题探讨

钻井水溶采矿是利用钻井连通地表和地下矿体,通过水的流通将地下矿床中的有用组分溶解,再通过人为施加的压力把地下饱和含矿溶液压出地表,进行有用组分提取的一种采矿方法。该采矿方法优势明显,可开采埋藏较深的可溶性矿床,具有投资少、见效快、设备和工艺简单、生产费用和能耗低、对环境污染小等优点;此方法同时也存在回采率较低、不易控制溶蚀范围、当开采埋藏浅的矿床易引起地表塌陷等问题。     

平巷/坑道-钻孔地浸——一种需要重视的采矿方法

平巷/坑道-钻孔地浸采矿方法是利用平巷/坑道开展钻孔地浸采矿的方法。20世纪70年代后,苏联不仅应用于其开采过一些砂岩型铀矿床,而且成功应用于开采陡产状的花岗岩型铀矿床,并进行残矿回收,具有较好的经济效益。该采矿方法在中国鲜有报道,文章介绍塔吉克斯坦境内金伊克-塔尔花岗岩型矿床坑道-钻孔地浸采矿有关情况,供研究该方法时参考。     

深孔水力采矿碎岩与矿浆举升机具设计与试验

钻孔水力采矿技术作为一种新型非传统采矿方法,在开采易分散、疏松、多孔、弱胶结性等固体矿产时显示出独特的优点。基于钻孔水力采矿原理,主要对碎岩高压水枪工作原理和结构进行了研究,对矿浆举升系统等方面进行了优化设计,通过数值模拟分析和地表、孔内实物模型试验进行了设计验证,并研究了相应的钻孔水力采矿工艺,这些研究为未来深部固体矿产领域开发提供技术支撑。