【摘 要】
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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
【机 构】
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山东金岭铁矿,山东淄博市255000;北京科技大学,北京100083
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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数值模拟结果显示,回采全部矿房后,矿房顶板下沉最大值为37.49 mm,地表位移最大值为10.6 mm,含水区最大位移为14.03 mm,护顶矿柱最大位移为17.72 mm;③数值模拟矿房全部回采后采场整体应力较低且均匀分布,无应力集中,且无塑性区分布,采场稳定性良好;④理论计算与数值模拟结果表明,矿柱内矿房全部回采对矿房、地表、含水层和护顶柱均无显著影响,嗣后胶结充填保证了矿柱回采的安全性.
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为解决低品位斑岩型铜矿充填站未建,可采矿量不足问题和提高采矿工效、降低采矿成本,在充分利用已有工程,保持开采现状总体不变的情况下,通过工程类比法、理论计算、采场稳定性分析和现场试验研究,对采矿方法和采场结构进行了优化,由上向分层嗣后充填采矿法调整为上向阶段嗣后充填采矿法,取得了良好的应用效果,采矿成本降低了约60％,采矿工效提高了2倍,经济效益显著提升,可为类似矿山提供参考.
为了明确煤层透气性系数计算式的误差,采用朗格缪尔式瓦斯含量和抛物线式瓦斯含量建立3种钻孔径向瓦斯流动数学模型(常系数式、抛物线式和朗格缪尔式),通过数值模拟定量计算模型简化后钻孔周围瓦斯压力分布、含量分布以及钻孔瓦斯涌出速度和累积涌出量的差异.结果表明:对于煤层瓦斯含量计算式,将朗格缪尔式简化为抛物线式并没有使计算得到实质性简化,煤层瓦斯含量应选用朗格缪尔式;常系数模型与朗格缪尔式模型存在本质上的差异,对钻孔瓦斯涌出特性及煤层透气性系数的计算造成不可估量的误差;通过解算朗格缪尔式模型,提出新的煤层透气性系
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