袋装尾砂充填及围空区采矿柱技术研究

结合香炉山钨矿东区多年开采留下的大量不规则矿柱、采空区相互联系的实际情况,提出采用袋装尾砂结合固定成形构架共同砌筑充填挡墙,实现高大采空区的分区隔离充填,采用"围空区采矿柱"的空场嗣后充填采矿法回收高大矿柱的方案。结果表明,这种充填、采矿技术解决了大跨度高挡墙砌筑与挡墙固定成形的技术难题,实现了高大矿柱的低贫化损失回收,矿石损失率为15%~20%,采矿贫化率为10%~20%。     

袋装充填技术在矿山中的应用

结合矿山生产过程中出现的采空区控制充填、维护开挖空间的稳定、采空区和巷道的支护与密封、预留巷道、形成人工矿柱等问题,提出了采用袋装充填技术解决上述问题的方法。结果表明:袋装充填技术作为一种新型的充填技术能很好的解决上述问题,该技术具有工艺简单,成本低的特点,在辅助采矿和充填作业中具有广泛的应用前景。     

马钢姑山矿挂帮矿极复杂覆岩下矿石联采方案

马钢姑山矿挂帮矿Ⅱ期工程按原设计采用10 m段高进行开拓,需进行-90 m水平开拓采准工程,同时-90 m中段矿房顶板接近露天采坑回填体,回采率不足50%且回采安全得不到保障。设计了联采方案,以地处-100~-82 m水平的6~#穿脉所辖区域的矿体为例,开采顺序为首采矿房—充填首采空区—二采矿房—充填二采空区—回采矿柱(三采)—充填矿柱(三采)空区,选择浅孔留矿嗣后充填法进行开采,顾及到矿体围岩较不稳固,设计采用了预留顶板保安矿柱和预控顶支护等技术措施。联采方案的成功实施有效提高了回采率(达到90%),降低了生产成本,有效保证了回采安全,可供类似矿山参考。     

高大采空区充填隔离墙固定成形技术研究

通过对传统充填隔离墙的对比,针对矿山需构筑的充填隔离墙宽度、高度较大的特点,提出了采用袋装充填尾砂砌筑隔离墙,并用钢管、圆钢、锚杆等作为主要构架材料的固定成形技术。经现场工业试验,在挡墙宽度、高度20m左右时,通过该方法砌筑的挡墙稳定性好,对空区内的充填料浆起到了很好的限制作用,最终实现了高大采空区的分区隔离,为矿柱的回收创造了良好的条件。     

钢筋混凝土底柱稳定性分析研究

河台金矿开采急倾斜脉厚2.50-2.55m蚀变麋棱岩型金矿床,采用浅孔留矿法与干式充填采矿法,自2000年采矿方法综合试验研究使用类框架结构采空区处理技术,并大量应用钢筋混凝土人工矿柱代替矿石矿柱以来,给企业带来可观的经济效益。经过5年生产实践,部分人工矿柱已经揭露,本文对其稳定性进行分析研究,与同仁们商榷。     

某采空区废碴充填方案的选择及矿柱回采方案

潘洛铁矿某采空区体积达7.5万m3,对该采空区进行废碴充填的试验,并在充填过程中适当回收了部公矿柱矿量.介绍了废碴充填实施方案的选择及回采矿柱的具体步骤.采空区的废碴充填,既消除了空区的安全隐患,又有利于解决废碴地表堆放的问题.     

堑沟底部结构超前回采及其重构技术研究

为了充分回采高品位资源,将矿石损失降至最低,以三鑫公司桃花咀矿区浅部厚矿体开采为研究对象,提出了底部结构三角矿柱超前回采及人工构筑技术与工艺,然后针对二步骤采场底部结构出矿需要,提出了两种胶结充填体内出矿巷道构筑技术,确定了符合矿山实际的充填体出矿巷道构筑方案。现场工业试验表明,一、二步骤采场的损失率均降低至2%左右,研究所提出的技术方案为矿山安全有效回收高品位资源提供了技术支撑。     

某地下矿注浆构筑人工矿柱试验

针对井下隔离矿柱时常发生破坏,空区中大量废石涌入现有采场的难题,提出利用注浆技术在松散体中构筑人工隔断矿柱的方法。根据松树脚矿1020采场实际情况,基于重力式挡土墙理论计算确定人工矿柱尺寸,采用有限元软件模拟验证人工矿柱结构参数,结果表明,当人工矿柱尺寸为30 m×28 m×14 m时,可确保稳定性,在此基础上设计了注浆方案。通过现场工业试验,在1020采场松散体中成功构筑人工矿柱,有效隔离了相邻空区废石的涌入,确保了采场的稳定,有效回采矿柱矿量15 693 t,获得了良好的经济效益。     

大型残留矿柱回采时采空区处理方案研究

采空区处理及矿柱回采关系到生产的连续性及安全性。针对青铜沟汞锑矿550中段大型高品位矿柱残留的问题,首先回采前使用人工混凝土矿柱支护空区,施工方案根据经验公式进行设计与稳定性分析,结果可行;其次保留原有点柱及大型矿柱中的部分点柱支撑顶板岩体;最后采用嗣后全充方案,充填整个采空区。该方案既保障人员作业过程中的安全,又争取高品位矿柱尽可能全部回收。     

近地表采空区处理及残矿开采技术研究与应用

某铅锌矿采用分段空场嗣后法开采,由于充填系统建设滞后导致近地表开采区域遗留大面积采空区及矿柱。针对采空区及残矿赋存现状,运用中深孔顶板及矿柱联合崩落的方式,崩落近地表采空区顶板隔离层及矿柱。采空区顶板及矿柱崩落后利用井下现有出矿系统集中出矿,出矿结束后对采空区进行充填。该技术方案有效消除采空区垮塌的安全隐患同时回采矿柱残矿,为同类矿山采空区处理及残矿回采提供技术参考。     

“采-充-留”协调开采技术原理与应用

我国岩层移动控制主要采用条带开采、充填开采和协调开采方法。针对条带开采采出率较低、全采全充成本较高的问题,提出了一种"采-充-留"相结合的部分开采、部分充填、部分煤柱的协调开采方法,给出了留设煤柱、充填开采工作面、垮落法开采工作面的布置方式和采充留尺寸确定原则,分析了由充填体与小煤柱所构建的联合支撑体的作用原理和形成非充分开采的岩层移动控制实质。通过模型试验验证了该方法对地表下沉的良好控制作用,揭示了其控制覆岩及地表移动的机理。采用"采-充-留"协调开采技术,对某矿村庄下采煤试验区进行了方案设计,地表移动变形预测表明,该技术具有良好的减沉效果,建(构)筑物的损害等级可得到有效控制。该技术为提高滞压资源采出率、降低充填成本、减缓地表损害,提供了新的手段。     

某铜矿分段空场嗣后胶结充填人工假顶厚度计算及分析

某铜矿采用分段空场嗣后充填法进行回采,开采过程中留有大量矿石在顶柱中成为永久损失。为安全有效地回收遗留在顶柱中的高品位矿石,需在上中段底部铺设人工假底作为下中段的人工假顶。由于人工假顶厚度是影响巷道稳定性的重要因素,因此本文针对该铜矿的2640m中段建立了钢筋混凝土人工假顶力学模型并进行受力分析。在此基础上利用塌落拱原理与组合梁理论分别计算了人工假顶的厚度,并得出该矿的人工假顶厚度为1.5m。该方法可为同类矿山借鉴。     

固体充填条带开采采宽与留宽优化设计

针对南屯煤矿采用全采全充模式的固体充填开采无法控制地表沉陷的问题,分析了矿区采用固体充填条带开采的必要性,推导了充填体作用下的煤柱屈服区宽度力学计算公式,提出了顾及煤柱稳定性的留宽设计方法,并推导了采出率与地表变形的数学表达式|采用数值模拟研究了煤柱应力集中系数的变化规律,为力学模型的参数选取提供了支持。结合理论分析和数值模拟的研究成果,对固体充填条带开采的采留宽进行优化设计。研究结果表明：当矿区固体充填条带开采的采宽为53m、留宽为25m时,可较好地控制地表变形、保证煤柱的稳定性和提高资源的采出率。     

煤矸石梯形条带充填采空区可行性研究

煤矸石充填采煤技术能用于低成本、安全、高效回收“三下”压煤和煤柱资源,有效循环利用矿区矸石是绿色开采的关键。提出了梯形条带充填采煤岩层控制的等价采体理论。进一步对梯形充填体的尺寸确定和稳定性进行了分析。分析表明：充填体的稳定性随采深和采高的增大而减小,随充填体截面尺寸的增大而增大;梯形充填方式适用于采高较小的中薄煤层开采,密实充填方式更适用于采高较大的厚煤层深度开采。     

综合机械化固体充填采煤技术研究进展

在简要综述充填采煤历程和发展现代化充填采煤技术的目标、要求和难点的基础上,系统介绍了综合机械化固体充填采煤技术的研究进展。重点论述了密实充填采煤的岩层移动控制理论,其理论上的突破是新技术发展的前提,主要包括：充填开采岩层移动控制的等价采高理论;充填开采岩层运动的连续介质力学模型;充填开采岩层移动的计算公式;固体充填的采场矿压与支架受力分析。进而系统介绍了综合机械化固体充填采煤的系统、装备及工艺,以及在密集建筑群下、孤岛村庄煤柱区域、临近松散含水层区域和大型河堤下进行大规模充填开采煤炭的工程实例。     

水体下急倾斜煤层采空区矸石充填顶板控制

采用数值计算和物理模拟方法,分析了水体下急倾斜煤层开采采空区矸石自溜充填顶板控制效果。结果表明：采空区矸石充填可以有效降低工作面顶板下沉挠度,减小区段平巷围岩变形;矸石充填限制了相邻分带煤柱的横向变形,减小其变形破坏程度以及降低相邻分带回采时的矿压显现;矸石充填使覆岩内的应力发生转移和重新分布,有效降低了覆岩导水断裂带的高度,减少了防水煤柱的塑性破坏范围。     

“条采留巷充填法”绿色协调开采技术

为减轻高强度开采对我国西北地区地表及生态环境的破坏,结合条带开采与充填开采的优势,提出了一种“条采留巷充填法”部分充填的协调开采方法。采用理论分析与相似模拟相结合的研究方法,给出了条带开采的采留宽、沿空留巷的巷旁充填宽度和充填率的确定原则,分析了巷旁充填体提升条带煤柱稳定性的作用原理及置换煤柱开采的覆岩稳定性。以哈拉沟煤矿22407工作面地质条件为工程背景,确定了合理的工艺参数并进行了数值模拟研究。结果表明:在开采尺寸达到充分采动后,覆岩中的亚关键层4最大下沉量为12 mm,可推知地表基本不出现下沉,取得了良好的地表沉陷控制效果。该技术为降低充填成本,保护地表生态环境提供借鉴。     

煤矿井下矸石充填技术与地面减沉效果

井下矸石充填开采不仅利用了矿井产生的矸石,而且采出了部分被压煤炭,较适用于建筑物下压煤开采,是实现煤矿绿色开采的重要途径之一。结合某矿巷道充填开采,采用计算机数值模拟技术,对煤矿巷道充填开采巷道间煤柱稳定性进行研究,选出较合理的煤柱留设宽度。根据实测结果,巷道充填开采实际充填率在80%左右。对某矿开采区域,采用巷道充填开采和条带开采2种方案进行进行预测,巷道充填开采地表沉陷效果较为显著。     

留矿法采后间柱回采方法优化研究

为解决留矿法采后形成的采空区处理和间柱回收问题,保障后续生产的安全和间柱资源的回收,本文结合盘龙铅锌矿采空区和矿柱的赋存条件,确定了现有空区的处理方式必须采用充填法处理,仅在独立的小采空区采用封闭空区的处理方法。同时对比分析了三种不同的间柱回采方法,通过优缺点比较最终选择上向水平分层充填采矿法作为间柱回采的主要方法。     

基于AHP的点柱稳定性影响因素综合评价

为了探讨空场法及充填法中采场留设点柱的稳定性,首先分析地质、设计及生产因素等3类13种因素对点柱稳定性影响,其次引入层次分析法(AHP)对点柱稳定性影响因素进行综合评判,并通过建立网格层次结构模型、和积法求解判断矩阵、单排序及总排序一致性检验定量分析评判的安全性.结果表明,AHP法建立的模型可靠,组合权向量符合一致性检验要求.设计因素、地质因素及生产因素对点柱稳定性影响总权重依次为0.62、0.24、0.14,且权重总排序较前的因素依次为点柱形式、点柱大小、采场宽度、矿岩理化性质、点柱间距、爆破振动影响.重点研究影响点柱稳定性的关联因素,可以在回采过程中对这些因素加以控制,从而保证回采过程的安全性,为同类型矿体回采提供借鉴作用.