矿柱
- 基于能量理论的深埋矿山矿柱尺寸设计方法
回采时，通过预留矿柱支撑顶部岩体以保证采场结构的稳定，因此，合理的矿柱尺寸设计是关键。然而，随着浅层矿物资源的逐渐枯竭，矿体开采深度不断增加，资源开发已经逐渐进入埋深超千米的深部开采阶段。此情况下原岩应力水平升高，采场内岩体受开挖扰动影响较大，岩体动力破坏频次和强度均有所上升，冲击地压现象突出[2]，岩体稳定性更加难以保证，矿柱尺寸参数的合理选择具有更大的挑战。国内外学者针对矿柱尺寸参数设计进行了大量的研究工作。已有研究表明，矿柱宽度是影响矿柱稳定性的最敏
工程科学与技术 2023年3期2023-05-26
- 缓倾斜薄矿体采场矿柱尺寸设计及安全性分析
采单元内将矿房和矿柱规则交替布置,回采过程中先采矿房,利用矿柱支撑顶板。矿柱尺寸及其间距作为采场结构设计中的关键参数,在保障回采工作中人员及设备的安全性中扮演着极其重要的角色。矿房回采时预留矿柱的长度、宽度以及矿柱间距均会对矿石回采率以及采场稳定性产生直接影响。已有研究表明,矿柱承载能力与矿柱尺寸成正比,与矿柱间距成反比;而矿石回采率则与矿柱尺寸成反比,与矿柱间距成正比。小矿柱,大间距,采场易失稳,回采安全受到威胁;大矿柱,小间距,采场稳定性增强,但矿石回
采矿技术 2023年1期2023-01-29
- 贵州云峰铝土矿矿柱承载稳定性分析及其布置参数优化
优化的方法。采场矿柱则是采场结构参数中的主要考虑因素,合理的矿柱参数可提高矿山效益,降低采场安全风险。马春德、徐家庆[6]等采用有限元软件ANSYS与有限差分软件FLAC3D优选出深部采场最优跨度。李胜辉、王立杰[7]等针对某铁矿复杂破碎地质条件,开展了采场稳定性分析和结构参数优化研究。贺锋坚,余超[8]等采用FLAC3D数值模拟软件对开采方案进行数值模拟,根据计算结果选出采场结构参数最优方案。张圆堂,朱建军[9]等利用FLAC3D软件模拟采场结构参数不留
轻金属 2022年11期2022-12-15
- 深部厚矿体条带开采矿柱长期稳定性研究
变形，开采后保留矿柱能否对上覆岩层有效支撑，且能够保持长期稳定关系到条带开采的成败。条带开采矿柱稳定性理论主要有：尺寸效应理论、矿柱的载荷和矿柱强度理论[3]。一般认为在保留矿柱内部存在弹性核区时，矿柱处于三向受力状态，英国A.H.Wlilson提出了两区约束理论，即矿柱两侧为塑性区，中部为弹性区。本文在前人矿柱稳定性理论研究的基础上，结合尖点突变理论分析了设计参数的合理性，并通过计算机数值模拟进行验证，摸清了矿柱变形破坏规律。但一般矿体含有软弱夹层、裂隙
中国钼业 2022年5期2022-11-01
- 盘区矿柱回收与充填体稳定性的数值模拟研究
66033)盘区矿柱是缓倾斜厚大矿体开采留设的工程结构矿柱,同时也是重要的矿石资源。随着充填开采技术的普及和发展,回采盘区矿柱开始受到重视。一些矿山企业对盘区隔离矿柱的回收进行了具体实践,湖南某白钨矿[1]采用人工点柱替换原生矿柱的回采技术,回收了54万t矿山残矿资源。河南某小型地下金矿[2]采用掏采方式,利用高强度胶结充填体包裹“П型矿柱”,采用中深孔分段小规模爆破回采间柱矿柱,矿柱回采率达87%。过江等[3]对冬瓜山铜矿-730 m以下的采场矿柱进行了
金属矿山 2022年6期2022-07-13
- 嗣后充填多矿柱同时回采充填体侧向位移研究①
生产的迫切需求，矿柱的安全高效回采已成为许多矿山企业面临的难题。 矿房内矿石开采后采空区残留矿柱起到支撑空区顶板的作用，导致矿柱应力集中，尤其是一些特殊工况下，比如该中段的上下中段矿房均已开采、只有上下矿段对应的矿柱存在时，矿柱的回采形式就成为保证矿柱安全高效回采的关键。 合理的矿柱回采方式对于提高矿床资源采出率、实现矿山可持续发展具有重要意义［1－5］。近年来，专家学者对矿柱的回采形式进行了大量研究［6－9］，但都是针对嗣后充填矿柱连续回采展开，对于多矿
矿冶工程 2022年2期2022-05-12
- 基于FLAC3D的谦比希铜矿盘区保安矿柱稳定性分析
设一定厚度的保安矿柱与围岩共同作用来支撑上覆岩石，以此来保持采场结构稳定，实现矿体安全回采。但是保安矿柱留设过大、过多，将造成资源的浪费，不利于矿山的可持续发展；若保安矿柱留设不足，矿柱承载力不够将发生失稳破坏，威胁井下人员和设备安全。因此，研究留设保安矿柱不同厚度的稳定性，不仅对维持采场结构稳定、实现井下安全高效回采具有重大意义，同时可对后期优化矿柱留设开采提供有意借鉴。王文军等[1]采用ANSYS有限元软件，分析了不同厚度隔离矿柱的位移规律和塑性区分布
中国矿山工程 2022年1期2022-04-27
- 相邻水平矿柱开采扰动影响分析
跨度矿房与小宽度矿柱结构变为下部中段嗣后充填开采矿房矿柱隔一采一结构，结构尺寸不一，不可避免地造成矿柱错位布置（如图1所示），从而导致作用于上下两中段间预留的水平矿柱出现偏载现象［1］，使得水平矿柱处于较大的拉、剪应力集中区，水平矿柱稳定性受到威胁，从而危及矿区的整体安全。图1 垂直相邻中段矿柱错位布置许多学者对水平矿柱的稳定性作出了研究：如刘艳章［2］等将采场顶柱化简为简支梁模型，并以此验证了采空区顶柱与立柱连接处的稳定性；李兴权［3］等将采场预留顶柱简
铜业工程 2021年5期2021-12-22
- 分区协同开采下矿柱力学响应与稳定性分析*
坏等灾害[2]。矿柱是地下矿床开采过程中的重要因素，维护着采场的稳定性[3]。因此，研究矿柱尺寸和规模的合理布置对矿山的安全生产具有重要意义[4]。国内外诸多学者对矿柱稳定性问题进行了大量研究。王金安等[5]根据矿岩流变特性，构建了采空区顶板的位移控制方程式；程海勇等[6]推导出矿柱厚度计算公式并进行数值模拟，得到不同厚度矿柱的应力分布及塑性区分布规律；李夕兵等[7]针对隔离矿柱建立力学模型，使用FLAC3D软件，验证了隔离矿柱的稳定性；Musa等[8]建
中国安全生产科学技术 2021年8期2021-09-09
- 金属矿开采深度对留设矿柱稳定性的影响
越严重，其中留设矿柱失稳发生的灾害尤为突出。因此，留设矿柱的稳定性现已成为制约矿井安全高效开采的重要问题，也是众多科技工作者关心的热点问题。费鸿禄等[2]采用FLAC数据软件模拟了矿柱爆破回采过程中对留设矿柱的稳定性影响[1]。据不完全统计，在这些灾害事故中，关于留设矿柱发生的灾害问题尤为突出。为此，开展关于矿层埋深对留设矿柱的稳定性影响至关重要。针对该问题，采用数值模拟软件，建立不同埋深及开采宽度下金属矿开采数值模型，获得了留设矿柱的支承应力、变形及弹性
中国金属通报 2021年14期2021-07-21
- 矿柱尺寸设计及稳定性的数值模拟分析
地下采矿工程中，矿柱能够有效控制顶板跨度过大引起的变形破坏，保障顶板围岩稳定。在上覆岩层荷载作用下，矿柱宽度过小，容易产生失稳；矿柱宽度过大，会损失矿量。因此，科学合理地设计永久矿柱的宽度对维持采场稳定、提高资源利用率等具有重要意义。针对矿柱稳定性问题，国内外学者在矿柱强度公式推导、安全系数计算等方面取得了丰硕成果［1-3］。尹升华等［4］基于矿柱荷载与失稳势函数分析了影响矿柱稳定性的因素，进一步简化矩形矿柱安全系数的计算公式；宋卫东等［5］比较了条形矿柱
现代矿业 2021年5期2021-06-30
- 层状倾斜矿体矿柱稳定性特征及矿房参数优化
用数值方法进行了矿柱尺寸比选，结合岩体应力及塑性区分析，得出矿柱最优尺寸，并提出了机械化房柱采矿法。张先萌等［9］针对倾斜中厚磷矿体，利用数值方法计算了采场围岩应力和位移分布规律，为工程实践提供了依据。刘杰［10］采用现场监测和数值模拟相结合的方法，得出了采空区上覆岩层移动的一般规律和采空区破坏趋势及形式，并对采场的结构参数进行了优化，得到最优的采场参数。李耀基等［11］运用FLAC3D对某露天转地下磷矿的房柱法采矿与崩落法采矿进行了对比研究，分析了两种采
金属矿山 2021年5期2021-06-09
- 基于含弱面矿柱锚固的层状岩体采场参数优化
矿山大多通过保留矿柱的方式支撑采空区顶板，保证采场稳定性。一旦矿柱失稳，就会导致顶板发生冒落甚至垮塌，从而造成巨大的财产损失和重大的人员伤亡。众多学者对含弱面岩体和矿柱稳定性做了许多研究。JAEGER［1］提出了单弱面准则，揭示了含弱面岩体的强度特征，总结出岩石的弱面倾角在某一值时其强度最低，认为在不同力学条件下，主应力方向与岩体中弱面的夹角控制着岩体的破坏形式。张卫东等［2］通过计算空间任意方位上的弱面应力分量，建立了考虑三向应力的弱面岩石剪切强度模型。
金属矿山 2021年4期2021-05-10
- 矿柱—充填体系统协同作用机制研究
地回采。采用预留矿柱与胶结充填体共同作用方式支撑顶板围岩的过程，其本质是矿柱与充填体二者相互作用、协同承载的过程。近年来，众多学者针对采空区预留矿柱的承载破坏机制开展了大量研究［1-3］，张传庆等［4］综合采用CT扫描、高速摄像、声发射及扫描电镜等手段，分析了隐晶质玄武岩的变形破坏特征、裂纹扩展及声发射演化规律，并探究了其细观破坏机制；薛凯喜等［5］借助FLAC3D有限差分软件研究了在无侧限、单面侧限、邻面侧限等条件下均质大理岩的单轴压缩特征，总结出侧限对
金属矿山 2021年3期2021-04-07
- 深井超大面积开采盘区矿柱承载作用研究
件下，常采用留设矿柱的方法来确保矿山生产的安全[4-6]。本文采用数值模拟方法，对某深井硬岩矿山盘区矿柱的承载作用进行分析研究，这对矿山安全高效开采具有十分重要的意义，同时可为类似深井矿山开采条件下的矿柱留设提供借鉴参考[7-8]。2 工程背景某铁矿属隐伏盲矿床，矿体埋藏深度404～1 934 m，东西长1 500 m，南北平均宽度960 m，最大垂直深度1 580 m，矿体平均厚度246.84 m，倾角约70°。矿体主要呈厚层状产出，总体形态似一个巨大的
中国矿山工程 2021年6期2021-03-11
- 某铀矿上下分区间保安矿柱破坏规律研究
区间留设水平保安矿柱。水平保安矿柱可使上下采区同时进行生产活动；也便于在深部采准工程施工时，减少上下采区间地应力的相互影响[1]。留设的水平保安矿柱稳定与否直接关系到深部开采的安全性。采用数值模拟矿柱破坏规律，可以较为直观、真实地反映保安矿柱的破坏过程[2-5]。通过对留设不同厚度水平保安矿柱的稳定性进行分析，得出该矿山水平保安矿柱的合理尺寸[6-7]，同时对上盘岩体的失稳演化规律进行分析。1 工程背景某铀矿山矿体赋存标高360～-560 m，埋藏自南向北
铀矿冶 2021年1期2021-03-01
- 深部开采过程中隔离矿柱承载机理及厚度优化
借鉴采场预留自然矿柱作为底柱做法，部分学者如许宏亮［12］、赵兴东［13］、李夕兵［14］提出了在深部开采中预留一定量的自然矿柱来隔离深部与浅部开采，起到调节深部应力分布的作用，减少或控制地表岩移。预留自然隔离矿柱操作相对简单，在深部开采中被广泛使用。本项目依托的某铅锌矿山在开采过程中，上部形成较多空区，空区下存在较多深部矿体尚待开采，提出一种空区下预留一定厚度的原岩矿柱隔离浅部空区与深部待采矿体的解决方案，通过隔离矿柱，实现浅部空区处理与深部矿体开采的平
金属矿山 2020年8期2020-09-19
- 传统矿柱安全系数计算公式优化研究①
采的矿山，顶板与矿柱是维持地下空区稳定的两大结构单元，国内外学者对于空区的稳定性研究也主要针对这两方面展开。 对于顶板较为稳固的空区，矿柱的稳定与否更是对空区的支撑有着决定性作用。 矿柱不仅用于维护矿房的稳定，也用于隔离大面积空场，同时还肩负着保护井巷、地表及建筑物的安全作用。 为了保持采场长时间的稳定状态，保证井下生产工作的安全有序进行，在进行开采设计时，相邻矿柱的间距必须保证在顶板极限跨度之下，矿柱本身的横断面尺寸也必须满足强度要求［4］，以免因矿柱尺
矿冶工程 2020年4期2020-09-14
- 基于尖点突变模型的水平矿柱稳定性分析
留厚20 m水平矿柱条件下能否保证大面积连续地下开采时的矿岩稳定，建立水平矿柱受力模型，进而推导出基于尖点突变理论的水平矿柱失稳判据，开展ANSYS数值模拟研究，提出水平矿柱稳定系数的评价指标，对水平矿柱的稳定性进行分析。结果表明：水平矿柱失稳与否，取决于矿柱的材料性质和留设尺寸，以及下部充填体的材料性质，且水平地应力是决定矿柱稳定的关键外部因素;水平矿柱第一主应力为-4.2～-33.2 MPa， 未出现应力集中及失稳破坏;第三主应力与等效主应力的极值作用
黄金 2020年11期2020-09-10
- 某缓倾斜铁矿采场结构参数与开采顺序优化研究①
，留下了不规则的矿柱和大小不等的采空区，部分采场地压活动明显，影响到了矿山的正常生产。 因此，急需对其采场结构参数和开采顺序进行优化研究，防止大面积地压活动出现，保证矿山安全生产。1 矿山概况1.1 矿体特征矿体走向大致呈东西向，向南东倾伏，倾角较缓10°～20°，与地层产状基本一致。 按南、中、北依次分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体，且三个矿体是连续分布的。Ⅰ号矿体：平面形态呈烧饼状，剖面上呈似层状、透镜状，东西长800 ～1 000 m，南北宽500 ～970 m
矿冶工程 2020年2期2020-05-24
- 董东矿沿空留巷切顶卸压对底板受力影响分析
）沿空留巷作为无矿柱巷道，不存在矿柱及矿柱下方集中应力状况，传统沿空留巷由于存在巷旁充填体，其通过应力传递依旧存在充填体下方矿体应力集中现象。切顶沿空留巷是通过对采空区侧巷道上方顶板进行切断，让采空区顶板自行垮落，整体下沉，并起到卸压作用。本文通过数值模拟的方法，对比分析宽矿柱、窄矿柱、切顶沿空留巷的受力情况，确定切顶沿空留巷的卸压作用。1 试验工作面概况以董东矿矿50107工作面为研究对象，该工作面总体位于DD2号簸萁向斜构造区，工作面北高南低，西高东低
世界有色金属 2020年4期2020-05-16
- 刚果(金)某铜矿房柱法开采中矿柱尺寸设计研究
基础上，将矿房和矿柱规则交替布置。先回采矿房，留下规则的连续条带矿柱或不连续矿柱来支撑采空区顶板，若留设的矿柱宽度过小，则易造成矿柱失稳；若留设的矿柱宽度过大，则矿石的回收率大大降低[1-2]。因此，科学合理设计深部开采中矿柱的宽度，对提高矿柱的稳定性和矿石的回收率具有重要意义。2 矿床开采技术条件该铜矿区位于刚果(金)西南部卢阿拉巴省，为一超大型层状铜矿床，位于中非铜矿带西部。矿区地层岩性相对简单，以变质沉积岩为主，地表岩体风化较强，岩体结构以层状结构为
中国矿山工程 2020年1期2020-04-09
- 矿柱稳定性影响因素分析及合理尺寸设计
往往需要留设永久矿柱来支撑顶板围岩，如果矿柱宽度过小，在上覆岩层荷载作用下容易失稳而不能起到限制围岩的作用；矿柱宽度过大，会降低矿石的回收率，造成资源浪费。因此，科学合理地设计永久矿柱的宽度对维持地表稳定、提高矿石利用率和提高矿柱稳定性等具有重要意义。针对矿柱稳定性问题，国内外学者已经进行了大量研究，陈顺满等[3]和赵国彦等[4]基于响应面法以及普氏理论和BIENIAWSKI矿柱强度公式推导出了方形矿柱的安全系数计算公式，并分析了影响因素的敏感性；尹升华等
中国矿业 2019年10期2019-10-15
- 基于FLAC3D的某煤硫共生矿床开采矿柱稳定性分析*
开采时会形成一个矿柱上下2种矿物或者3种矿物分层共存的复合型矿柱。然而目前对分层共存的复合型矿柱的稳定性分析还较少，如何确定此类矿柱稳定性问题是目前研究的难点。国内诸多学者针对不同矿柱稳定性进行了大量的研究。张绍周等[2-3]经过认真对比分析，得出矿柱本身物理力学参数造成了柱体的损坏，而不是由外因造成。张钦礼等[4]对采场的安全性进行各因素对比分析，结果显示矿柱刚度比的大小及在高应力条件下软化的特性是造成采场失稳的最主要因素。陈寅聪[5]对比分析了可靠度及
采矿技术 2019年1期2019-03-21
- 复杂地质条件下铝土矿矿柱稳定性分析
地质条件下铝土矿矿柱稳定性分析李胜权（中南大学 地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083）为了最优矿石回收率和保证矿井的稳定性，需要对矿柱尺寸和形状进行最优设计。通过矿柱的荷载、尺寸、地质等因素分析了影响矿柱稳定性的敏感性和破坏机制，建立耦合6因素的复杂地质条件下铝土矿稳定性评价方法，为复杂地质条件下矿区稳定性评价提供经验和理论指导。矿井；矿柱；敏感性；破坏机制矿柱类型和尺寸是采矿稳定性的关键因素，也影响着矿石的回收率。因此，为了确保贵铝一矿银厂坡
科技与创新 2018年24期2019-01-04
- 基于不同判别准则的硬岩矿柱状态识别模型
同判别准则的硬岩矿柱状态识别模型赵国彦，刘建，周健(中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙，410083)基于162个硬岩矿柱样本，构建不同判别准则下矿柱状态识别的Fisher判别分析(FDA)模型、距离判别分析(DDA) 模型和Bayes判别分析(BDA)模型，进而与多元逻辑回归(MLR)、极限学习机(ELM)、最小二乘支持向量机(LS-SVM)、支持向量机(SVM)、高斯过程分类(GPC)、分类回归树(CART)、神经网络(ANN)共7种常用的统计学习
中南大学学报（自然科学版） 2018年11期2018-12-06
- 基于颗粒离散元的矿柱群连锁失稳机理分析
区，这些空区依靠矿柱群支撑顶板以上的岩体载荷，一旦矿柱群失稳，就会造成顶板大规模坍塌的地质灾害，甚至还会形成矿难。实际上，由于受地下水、腐蚀性化学物质以及物理风化等持续的侵蚀，矿柱的功能在不断退化，强度在持续减弱，最终会使矿柱群处于濒临崩塌的临界状态，一个微小的扰动就会诱发大规模失稳。国内外已经发生了很多矿柱群大规模失稳的灾害，造成了重大的人员伤亡、严重的设备损毁以及生产被迫中断的灾难性后果[1-5]。最典型的是1960年发生在南非的矿柱群大规模失稳的事故
中国地质灾害与防治学报 2018年4期2018-09-20
- 深部回采矿柱稳定性影响因素分析及其应用
，陈勋深部回采矿柱稳定性影响因素分析及其应用陈顺满1, 2，吴爱祥1, 2，王贻明1, 2，陈勋1, 2(1. 北京科技大学 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京，100083； 2. 北京科技大学 土木与资源工程学院，北京，100083)为研究深部回采过程中矿柱稳定性影响因素的敏感程度，在保证矿柱安全的前提下，科学设计合理的矿柱宽度至关重要。以黑良山磷矿为研究背景，分析深部回采矿柱承载机理、失稳形式和主要影响因素，运用普氏理论和BIENIAWS
中南大学学报（自然科学版） 2018年8期2018-09-07
- 大理岩矿体房柱式采场稳定性分析
矿房回采后，依靠矿柱支承上覆顶板岩层，为了保证矿区地表建(构)筑物的安全，需对采场矿柱及顶板能否保持长期稳定进行分析。房柱式采矿法是以保留的矿柱支撑顶板，其采场稳定性由矿柱和矿房顶板两个要素共同决定，若两者均能保持长期稳定，则采场整体即可保持稳定，若矿柱失稳，则可能引起采空区大面积冒落等灾害，若矿房顶板失稳，则将加剧覆岩及地表移动变形。当矿体被采出后，矿柱及顶板的受力状态发生变化，主要的影响因素有矿体采深、覆岩结构及岩性、矿房及矿柱尺寸、构造等[1-4]。
采矿与岩层控制工程学报 2018年3期2018-08-03
- 复杂荷载作用下残采矿柱综合安全系数
量预留顶、底板和矿柱等残矿体进行回收。残矿体赋存力学环境复杂，开采难度大。预留矿柱不仅受覆岩荷载的作用，同时还受爆破振动和崩落体矿岩侧向挤压等多种荷载作用。当外部作用荷载超过极限承载强度时，矿柱容易发生破损、断裂破坏，进而诱发采场坍塌[1−2]。另外，矿柱的稳定性与采场的深度、矿房宽度、岩性等因素密切相关。因此，准确评估矿柱的安全性是残矿回采需解决的首要问题。通过构建矿柱力学模型求取矿柱安全系数是评价矿柱稳定性的重要途径。国内外学者在此领域开展了相关研究[
中南大学学报（自然科学版） 2018年6期2018-06-25
- 复杂条件下隔离矿柱回采的稳定性分析
要留下各式各样的矿柱，这些遗留矿柱包括保安矿柱、顶底柱、房间柱、边角残留矿体等[2-3]。随着开采时间的延续，可利用矿产资源越来越少，因此加强残矿回收，减少已有矿产资源的损失，缓解我国经济建设中的资源压力意义重大。国内外学者对矿柱回采方法进行了大量研究和工程实践工作[4-7]，而对于矿柱两翼为松散介质，比如水力充填尾砂或冒落废石等，鲜有这方面的开采技术研究[8-9]。例如盘古山钨矿、大吉山钨矿等钨矿曾采用阶段崩落法开采，后改用浅孔留矿法或者嗣后充填法开采。
中国钨业 2018年5期2018-02-27
- 大团山矿床盘区矿柱回采技术研究
)大团山矿床盘区矿柱回采技术研究黄浩辉(铜陵有色金属集团控股有限公司冬瓜山铜矿, 安徽 铜陵 244031)随着-580m以上矿段即将开采完毕，为准备接续与合理利用资源，需要进行盘区矿柱回采技术研究。针对Ⅳ号盘区31A和35勘探线处宽度均为30m的储量丰富且利用价值高的矿柱，通过理论分析与数值模拟，确定35#矿柱从-490m往下开始回采宽度不超过23m，31A#矿柱在Ⅲ盘区充填前的回采宽度为10m，采用1∶6～1∶10胶结充填后回采两边各留5m厚矿体的回采
中国矿山工程 2017年3期2017-09-03
- 深部回采矿柱失稳的尖点突变理论分析及宽度优化*
开展的关键所在。矿柱作为采场结构的表现形式之一，具有支撑顶板和保护充填体的作用，其稳定性对大范围采场稳定性有着至关重要的影响。矿柱一旦失稳，就可能会造成顶板冒落、充填体垮落、现场工作人员受伤与设备损毁等重大灾害事故发生。相关研究表明，矿柱宽度是影响矿柱稳定性的可进行定量分析的关键因素之一。矿柱宽度越大，其承载能力越强，稳定性越好。但是，矿柱宽度设计过大，就会造成资源浪费，采出率降低等损失。为充分回收矿产资源，需要在保证采场安全的条件下设计矿柱宽度，并且矿柱
中国安全生产科学技术 2017年7期2017-04-16
- 露天−地下联合开采保安矿柱稳定性
地下联合开采保安矿柱稳定性程海勇，吴爱祥，韩斌，李红，侯春来(北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京，100083)通过对矿柱力学模型的分析，得到不考虑平面应变问题的矿柱厚度计算公式，对回采前后矿柱的受力形态及破坏模式进行分析。利用统计学原理计算矿柱厚度影响因素(跨度、容重、强度、动载荷等)的变异系数，并进行权重分析，利用FLAC3D进行了矿柱厚度三维数值模拟，研究矿柱厚度为15，20和25 m时的最大主应力分布、剪应变率变化规律、矿柱沉
中南大学学报（自然科学版） 2016年9期2016-10-22
- 某钒铁矿山矿石高回采率实施方案研究
通过理论计算得到矿柱的安全系数满足稳定性要求，优化开采方案后与原方案相比，东、西区回采率增加了12%；中区回采率增加了21%，预计产生经济效益达24.975亿元。回采率；采矿方法；矿柱稳定性；经济效益1 工程概况甘肃某钒铁矿山拥有钒矿和铁矿两种资源，由于市场原因，目前矿山只开采铁矿，钒矿未进行开采。钒铁矿均为近东西走向，钒矿体位于铁矿体北面，走向长度4200 m，地表露头明显。钒矿体处于铁矿体上盘，与铁矿体呈近平行层状产出，钒矿下盘至同中段铁矿上盘的水平距
采矿技术 2016年5期2016-09-26
- 贵州万山汞矿黑硐子遗址矿柱稳定性分析*
山汞矿黑硐子遗址矿柱稳定性分析*孙博1王逢睿1,2,3(1.中铁西北科学研究院有限公司；2.兰州大学土木工程与力学学院；3.西部灾害与环境力学教育部重点实验室)摘要将失去开采价值的矿山开发为矿山遗址公园，作为旅游开发项目，可为地区经济合理转型发展创造条件。贵州万山汞矿黑硐子遗址矿洞内部岩体十分破碎，部分区域的崩塌仍然持续，矿体稳定性较差，作为汞矿遗址公园存在诸多安全隐患。为此，利用矿柱条件分级系统对黑硐子遗址矿柱进行现场评估，确定已破坏矿柱，其余矿柱使用从
现代矿业 2016年6期2016-08-01
- 地下台阶式矿柱安全性的数值模拟研究
83)地下台阶式矿柱安全性的数值模拟研究陈礼石1，雷 涛2(1.化工部长沙设计研究院， 湖南 长沙 410116；2.中南大学 资源与安全工程学院， 湖南 长沙 410083)根据杉树垭磷7盘区的工程实际，提出了可适应矿体赋存条件的台阶式矿柱方案，基于细观损伤力学理论，利用RFPA软件对台阶式矿柱的安全性进行了数值模拟研究。结果表明，台阶式矿柱可以保证矿房的安全，矿房顶板围岩的最大拉应力远小于其抗拉强度；随着开挖的进行，矿柱中的压应力增大，损伤也随之增加，
采矿技术 2015年1期2015-06-24
- 近地房柱法矿柱尺寸对石膏矿采空区稳定性影响研究
38)近地房柱法矿柱尺寸对石膏矿采空区稳定性影响研究郁富林1，肖国喜2(1.江西小龙钨业有限公司， 江西吉安市 343723；2.江西国泰五洲爆破工程有限公司， 江西南昌 330038)为确保某石膏矿地下矿体回采不影响地表大面积变形和塌陷，对其所预留的矿柱尺寸大小与采场稳定性关系分析，由面积承载理论构建简易混合矿柱模式，得到矿柱安全系数随矿柱宽高比增大而增大的结论。采用FLAC3D软件模拟地下开挖过程采场周围岩体应力应变变化情况，结果表明:预留矿柱在3m及
采矿技术 2015年6期2015-06-05
- 盘区矿柱回采方案的优化研究
43000)盘区矿柱回采方案的优化研究王乃斌1赵继银2，3张传信2，3郭 伟2，3(1.铜陵有色金属集团股份有限公司仙人桥铜矿，江苏 南京 211131；2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司，安徽 马鞍山 243000；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；安徽 马鞍山 243000)盘区矿柱回采厚度是影响资源回收率的重要因素之一。合理的盘区矿柱回采厚度不但能够提高资源的回收率和经济效益，而且能够降低矿柱回采过程中的安全风险。在提出不同的回采方案的基础上，
金属矿山 2015年2期2015-05-06
- 点柱式上向水平分层充填法充填采场稳定性研究
16水平一些采场矿柱进行调查，总结发现矿柱受结构面的方向控制，呈现不同的破坏模式，大致可分为节理组平行矿柱壁面、节理组与矿柱斜交、节理面平行于顶板；建立了矿柱宽度、矿房顶板跨度及矿体开采深度与矿柱安全系数的关系式，分析得到矿柱宽度对矿柱安全系数的影响作用最大，其次为矿体开采深度，最后为矿房顶板跨度；对目标采场矿柱进行稳定性评价，得到各矿柱的安全系数，圈定出了不稳定矿柱；最后对－616水平顶板极限跨度及矿柱尺寸进行计算得到顶板极限跨度为8．2m，矿柱宽度应大
有色金属（矿山部分） 2015年4期2015-04-17
- 基于应力增量理论的矿柱回采安全性评价
于应力增量理论的矿柱回采安全性评价陶磊(长沙有色冶金设计研究院有限公司，长沙410011)矿柱是支撑空区稳定性的主要单元，矿柱的回收必然会造成空区应力的重新分布，从而对其稳定性造成影响。基于应力增量理论，对某矿山矿柱回采过程中的安全性进行了理论分析，并根据矿柱的回收顺序建立了数值分析模型，计算得到了各矿柱开采前后的应力变化情况。计算结果表明，该矿山二、三采区一中段的间柱安全系数都大于1，即所有间柱在矿柱回采的过程中都处于安全状态。矿柱回收;应力增量;安全系
有色金属（矿山部分） 2015年1期2015-04-15
- 基于正交试验的矿柱稳定性影响因素敏感度分析
)基于正交试验的矿柱稳定性影响因素敏感度分析张韧强1余业清2母昌平2(1.中铝龙宇矿业有限公司；2.四川省冶金设计研究院)从载荷、矿柱结构参数和覆盖岩层等方面分析了矿柱稳定性对各影响因素的敏感程度，推导出了条形矿柱的安全系数公式。采用正交试验极差计算法得到条形矿柱对各影响因素的敏感度依次为：矿柱宽度>矿体开采深度>矿房宽度>矿岩抗压强度>上覆岩层容重>矿柱高度。分析结果为：矿柱宽度与矿柱安全系数负相关，矿房宽度和开采深度则相反。正交试验法 敏感度 矿柱稳定
现代矿业 2015年5期2015-03-09
- 人工矿柱置换缓倾斜薄富矿体矿柱
10012)人工矿柱置换缓倾斜薄富矿体矿柱郭 旺 童阳春(化工部长沙设计研究院，湖南 长沙 410012)随着磷肥需求量的快速增长，提高品位高、质量优的磷矿回收率尤为重要。宜昌某磷矿矿体品位高，属缓倾斜薄矿体，目前房柱法采矿造成的矿柱损失率达25%～30%，为解决损失率过大的问题，提出了采用人工矿柱替代原生矿柱的方案，并经人工矿柱与矿石矿柱的承载能力及安全稳定性对比分析。通过理论计算得出：在设计的人工矿柱尺寸条件下，矿柱均匀分布时，人工矿柱抗压强度为10.
金属矿山 2014年11期2014-08-08
- 某铁矿矿柱回采安全性研究
0012)某铁矿矿柱回采安全性研究刘武团1赵 奎2胡京涛3饶兆勋3刘明荣4(1.西北矿冶研究院，甘肃 白银 730900；2.江西理工大学资源与环境工程学院，江西 赣州 341000；3.长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙 410011；4.长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙 410012)某铁矿二采区一中段采用空场采矿法进行采矿，经过多年开采该中段未处理采空区体积已经达到40万m3，遗留矿柱矿量超过26万t，为了充分回收矿产资源矿山计划回采矿
金属矿山 2014年8期2014-07-29
- 金川二矿1150 m水平矿柱回采稳定性数值计算研究
m的特大型水平矿柱，水平矿柱上方充填体约为1000万m3，下方约为500万m3。特大型水平矿柱的开采在金川矿山尚属首次，在国内外矿山也没有先例。回采过程中，应力集中是否会导致水平矿柱突然失稳破坏。水平矿柱回采结束后，1150中段充填体必然会与1000中段充填体叠加，上部充填体将会失去原有水平矿柱的支撑，是否会加剧上部充填体的下沉变形，上下盘围岩会不会向充填空间大范围变形，造成大面积来压值得深入研究。因此，水平矿柱的安全回采引起了国内各大研究院所、高校及同
采矿技术 2014年3期2014-03-22
- 胶结充填采矿法矿柱回采可行性论证
回采进路布置矿房矿柱(尺寸均为30.0 m×7.0 m)。先采矿房后采矿柱，矿房采后用细骨料胶结充填，矿柱采后拟用水砂充填。矿房回采总计已采出矿石251209.0 t，锡金属1913.19 t，铜金属1388.18 t，取得了明显的经济效果。该矿体属接触带硫比矿，层理、节理发育，为非致密硫化矿，呈层状产出，裂隙发育，局部氧化，为典型的层状矿体，给顶板管理带来了极大的困难。现采用长锚索(一般长12.0 m，锚固3～4个分层)加短锚杆(有1.5 m和1.8 m
采矿技术 2014年1期2014-03-21
- 矿柱稳定性影响因素敏感性分析及其应用研究
企业追求的目标。矿柱对于维持采空区稳定具有极其重要的作用。针对矿柱稳定性的分析主要集中在流变理论研究、模糊可靠度分析及数值模拟等方面[1-4]。姚高辉等[5]通过扩展后的Hoek-Brown 节理强度准则确定岩体力学参数，针对井下矿柱主要破坏形式分别进行了失稳机制分析。王金安等[6]通过矿岩流变特性分析，建立了矿柱支撑下采空区顶板受流变作用位移控制方程。刘洪强等[7]利用断裂力学及突变理论，建立了矿柱失稳的尖点突变模型。江文武等[8]利用简化后的固支梁-矿
岩土力学 2014年1期2014-01-20
- 嗣后充填法矿柱稳定性分析*
重要，其中，采场矿柱的稳定性必须引起足够重视。本文以罗河铁矿东区铁矿体为工程地质背景，采用力学理论、正交敏感性极差分析及数学线性回归分析相结合的方法，对影响嗣后充填采场矿柱的稳定性因素进行分析，得出矿柱稳定性数学模型预测公式。2 矿区开采技术条件罗河铁矿东区铁矿体呈似层状、平缓透镜状，中心以贫铁矿为主，富、厚矿多环于四周。硬石膏呈覆盖状位于穹隆顶部。矿体埋藏在-382m～-846m标高内，东浅西深，倾伏角3～12°，距离地表最浅425m，最深856m。矿体
铜业工程 2014年2期2014-01-01
- 残矿回采采场结构参数优化研究
，最大限度地减少矿柱的数量、矿柱的尺寸以及采切成本，并最大限度地提高采矿强度和生产效率，提高企业的经济效益和社会效益。随着计算机和软件的不断发展，数值分析方法也不断创新，并逐渐成为岩石力学研究和工程开挖计算的重要手段。本文运用三维有限元程序分析软件FLAC3D对铜绿山矿残矿矿体的采场结构参数进行了优化研究，模拟不同采场结构参数时采场顶板及围岩的应力变形情况，进而确定适合铜绿山矿残矿矿体回采的采场结构参数。1 矿柱位置及个数确定进行工程地质体开挖模拟时，通常
采矿技术 2013年1期2013-09-27
- 大盘区高应力下矿柱回采稳定性数值模拟
留有30 m宽的矿柱，积存矿量近100万t。按回采一半计算，能回收大约50万t的资源量，直接经济效益将达到5 000万元。且矿石储量具有很好的可靠度，现有的采矿系统也对矿柱的回采工作的展开提供便利条件。因此，从资源的回收及工程的投入来看，在满足安全性的前提下，对盘区矿柱进行部分或全部回收带来的经济效益是相当可观的，具有较高的研究价值。1 矿山概况现大团山矿体正在大规模回采－580 m中段。－580 m以上依次划分5个盘区，盘区最大暴露面积达到10 000～
金属矿山 2013年5期2013-06-26
- 不同布置形式的矿柱受拉破坏研究
)不同布置形式的矿柱受拉破坏研究曲文峰1，谢 良2，马乾天2，郭钟群3(1．新疆地矿局第一地质大队， 新疆鄯善县 838204;2．江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州市 341000;3．江西理工大学建筑与测绘工程学院， 江西赣州市 341000)矿柱的安全性是矿山安全生产的重要前提，所以矿柱安全性的研究对地下矿山安全开采具有重要意义。针对某银矿的现场实际情况，在采场同一个位置按3种不同形式留设的矿柱进行了数值模拟分析，并以岩石拉破坏理论为基础，对矿
采矿技术 2011年2期2011-10-13
- 某金矿房柱法采场人工矿柱参数选取
矿房柱法采场人工矿柱参数选取赵 奎1，胡慧明2，王晓军2，胡京涛2，杨涛波2(1．江西理工大学钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心， 江西赣州市 341000;2．江西理工大学资源与环境工程学院， 江西赣州市 341000)基于某金矿的开采现状，根据采场顶板围岩的应力分布和破坏机理，得出不同开采深度条件下的矿房宽度;利用计入开采深度影响的地压估算公式，计算出人工矿柱承受的荷载，在考虑各种因素对矿柱强度的影响的基础上，对矿柱强度进行修正，建立了矿柱宽度
采矿技术 2011年2期2011-10-13