基于界壁效应的石膏矿采空区群坍塌防控技术

来源 :矿业研究与开发 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qianlingyuyi
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针对山东某石膏矿采空区坍塌灾害,从有效阻断采空区大面积连锁式坍塌效应着手,基于系统观点和界壳理论,设计了采空区坍塌的梯级防控技术,加固单元内矿柱形成一级界壁结构,加固单元间隔离矿柱形成二级界壁结构,加固多单元间隔离矿柱形成三级界壁结构.并详细设计了单元内矿柱的锚杆加固技术,单元间隔离矿柱的锚杆-砌墙加固技术;设计锚索切顶技术形成弱面效应,有效阻断顶板破断运动趋势的传递效应.实测采空区上覆地表最大沉降量为5.1 cm,整体应用效果良好.
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为了避免高品位矿石浪费,对山东某铁矿的保安矿柱进行了回采方案研究,应用简支梁模型计算矿房顶板应力、应变规律,同时利用概率积分法建立地表下沉盆地剖面方程,对地表下沉位移进行计算求解;在理论分析的基础上,利用FLAC3D数值模拟软件对预留矿柱内矿房回采充填前后的采场稳定性进行评价,同时对矿柱回采造成的地袁位移与含水层位移进行分析.研究表明:①理论计算得到矿柱回采完成后项板最大竖直位移为11.8 mm,地表沉降最大值为16.7 mm,地表最大倾斜为i=0.03 mm/m远小于Ⅱ级建筑允许值i=3 mm/m;②数
为解决露天转地下过渡期的产能衔接问题,以大孤山铁矿为工程背景,采用楔形转接过渡露天地下协同开采模式,通过地下开采挂帮矿弥补过渡期露天产能的不足.为此,优化了露天开采的最终境界,研究了挂帮矿的开采时间及诱导冒落工艺,并在此基础上,分别设计了小孤山采区和大孤山采区的露天地下协同开采方案,小孤山采区过渡期总产能为620万t/a左右,大孤山采区过渡期总产能为900万t/a左右.理论研究和实践表明,楔形转接过渡露天地下协同开采模式能够满足大孤山铁矿过渡期的产能需求,实现矿山的稳产过渡.
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为探究料浆温度影响下细尾砂膏体大流量自流输送特征,构建了细尾砂膏体自流输送水力坡度模型;基于数值模拟,分析了考虑料浆温度影响的不同流量、充填倍线细尾砂膏体自流输送水力坡度特征.所建立的水力坡度模型的测量误差为4.85%、2.21%,迭代计算56次、68次后收敛,表明该模型具有较高的可靠性及合理性.研究结果表明,随流量增加,细尾砂膏体的水力坡度增大,且充填倍线越小,增加趋势越趋于线性;膏体输送过程粗细颗粒间存在“非均匀干扰沉降”现象,随充填倍线增加,粗颗粒受细颗粒与料浆溶液影响而非均匀沉降,导致颗粒相互作用
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