司家营铁矿南区充填采矿参数优化设计

针对司家营铁矿南区采用的阶段嗣后充填法采矿开展可行性论证以及采场参数优化设计研究。首先,在矿区工程地质条件研究的基础上,借助于工程类比和采矿初步设计,确定了可采用的回采方案和参数的变化范围;其次,根据参数的选取范围,建立正交数值模型,进行16组正交数值分析;第三,根据数值模拟获得不同组合参数采场稳定性与岩移参数,采用回归分析,建立采场安全度和岩移参数与采场设计参数之间的函数关系;第四,以盘区采矿经济效益为优化目标,以采场稳定性和岩移控制为约束条件建立优化模型,实现对南区采场结构参数优化决策。最后,对优化设计参数进行数值分析,研究和评价南区充填法开采的地表沉降、采场稳定性以及采矿经济效益。     

用Mathews稳定图法与数值分析法优化充填开采矿山采场结构参数

应用空场法嗣后充填的方式进行采矿是一种高效的采矿方法,已成为特大型地下矿山采矿技术发展的一大趋势。结合Mathews稳定图法和FLAC3D数值计算方法,利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,而后利用数值方法在初选方案中进行比选获得最优采场结构参数。以张庄铁矿为例,对应用阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法开采厚大矿体进行研究,分析了不同结构参数以及不同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,为阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法在矿山的应用和推广提供一定的依据。     

阶段空场嗣后充填采场底部结构受开采扰动规律研究（增刊）

底部结构作为采场的薄弱环节,在阶段空场嗣后充填采矿中需要重点监测,结合某铁矿底部出矿结构巷道的工程实例,借助FLAC3D数值计算软件,分析了阶段空场嗣后充填全过程底部结构受开采扰动规律。开采扰动对阶段空场嗣后充填采场的底部结构稳定性的影响有时效性和阶段性。由于中间的矿柱起到了有效的隔离作用,相邻矿房的开采对底部结构位移的扰动影响程度较小。矿房回采完毕后,对采空区及时充填可有效控制采场的持续变形,同时为下一步矿柱的回采提供了安全保障。     

阶段空场嗣后充填采场底部结构受开采扰动规律研究

底部结构作为采场的薄弱环节,在阶段空场嗣后充填采矿中需要重点监测,结合某铁矿底部出矿结构巷道的工程实例,借助FLAC3D数值计算软件,分析了阶段空场嗣后充填全过程底部结构受开采扰动规律。开采扰动对阶段空场嗣后充填采场的底部结构稳定性的影响有时效性和阶段性。由于中间的矿柱起到了有效的隔离作用,相邻矿房的开采对底部结构位移的扰动影响程度较小。矿房回采完毕后,对采空区及时充填可有效控制采场的持续变形,同时为下一步矿柱的回采提供了安全保障。     

吴集铁矿（北段）二步骤矿柱回采方案的探讨

吴集铁矿（北段）-200 m中段以上采场采用浅孔留矿嗣后充填法开采。一步骤采场充填后,根据实际开采条件,提出适合的3种二步骤矿柱回采的方案,从如何安全、经济、高效且最大程度地回收资源等方面考虑,探讨适合吴集铁矿（北段）矿柱回采的采矿方法和采矿工艺技术参数。对类似开采条件矿山的矿柱回采具有一定的借鉴意义。     

某铁矿缓倾斜厚大矿体采矿技术研究

某铁矿出于安全考虑,前期的崩落法无法继续使用,深部矿体的回采方法必须及时变更为充填法。为了确保充填法采矿安全、高效,根据矿山实际矿体、围岩稳定性特征,提出4个回采方法,经过模糊综合评判选择分段凿岩阶段空场嗣后充填法。在此基础上针对如何选择采场结构参数,才能确保回采过程采场的稳定,采用数值模拟对深部矿体采场结构参数进行方案优化,在采场长度为100 m,预留10 m间柱的情况下,模拟了采场宽度13 m、15 m、17 m3个方案,采场的最优宽度确定为15 m。     

五立铁矿采场结构优化数值模拟

合理的采场结构参数是实现矿山安全高效开采的重要前提。针对五立铁矿的矿岩条件,设计采用阶段空场嗣后充填法开采围岩稳固的厚大矿体。以此为工程背景,采用Mathews稳定图法与FLAC~(3D)数值模拟相结合的方法对采场结构参数进行优化研究。首先利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,计算得出采场临界跨度为22m;然后通过改变采场跨度,借助FLAC~(3D)数值模拟软件进行优化分析,得出16 m和18 m的矿房跨度下,矿房可以保持稳定,因此建议矿房跨度小于18 m。     

充填体与岩体强度合理匹配下的采场结构参数优化

选取合理的充填配比和采场结构参数是采用阶段空场嗣后充填采矿法矿山实现安全回采和提高生产效率的有效措施。根据岩体开挖释放能量与充填体峰值变形能相近的原则,确定了符合中关铁矿的最佳充填配比为1∶6。在此充填配比下,针对中关铁矿的开采技术条件,对影响采场稳定性的矿房长度、矿房跨度和顶板厚度这3个因素进行了3因素3水平的正交试验设计,得到9种试验方案。运用FLAC3D对9种不同方案的采场结构参数进行模拟计算,分析对比了各方案矿房回采充填后采场顶板和充填体矿柱的应力及位移分布情况,研究了各因素对采场稳定性的影响顺序,进而对采场结构参数进行了优选。计算结果表明：矿房长度和矿房跨度是影响采场稳定性的重要因素,最优的结构参数为矿房长度50 m、矿房跨度18 m、顶板厚度8 m,该结构参数下能够保证采场的稳定性且能有效提高矿山生产能力。     

采场围岩流固耦合数值模拟与充填采矿参数优化

司家营铁矿属于水文地质条件复杂类型,为确保采矿安全和矿区水文环境,采用充填采矿法采矿,建设规模为年产铁矿石2 000万t。矿山南区地表赋存丰富第四系含水层,采用渗流-应力耦合数值正交试验,建立了南区开采的优化设计模型。通过数值模拟和优化分析,揭示地下开采对地表岩移和渗流场的影响规律。对于南区充填法采矿,采用所获得的采场结构参数和充填体强度,可以控制地面变形在允许的范围内,潜在大量涌水主要发生在-450 m段和-350 m段,必须采取安全防范措施,避免采场突水灾害。     

司家营铁矿阶段充填法开采流固耦合数值模拟

为了开展司家营铁矿南区充填法采矿的可行性论证以及开采设计参数优化,通过渗流-应力耦合数值正交试验,建立了南区开采的优化模型,揭示地下开采对地表岩移和渗流场的影响。计算结果表明:采用充填法采矿,不会产生地面塌陷;开采过程中围岩中的水会向采空区涌出,主要集中在第一阶段和第二阶段的采场当中,可能产生危险,应提早防范。     

某铁矿深部采矿方法优化研究

为尽可能提高某铁矿深部开采回采效率,对其进行了综合研究分析。根据矿山的赋存、现阶段开采情况及各底部结构的设计参数,结合采场的高度、深孔凿岩的工程量确定在高度小于40m时采用盘区分段凿岩阶段空场嗣后充填法;当高度大于40m时采用盘区大直径深孔阶段空场嗣后充填法。底部结构优化后,拉底高度为3.0~3.5m,采场拉底完成后进行深孔施工,出矿效率明显改善。     

大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿稳定性研究

本文针对大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法的特性,开展了采场开采及充填体整体效果的数值模拟工作。通过对采场结构参数、开采顺利进行了应力分布、竖向位移和塑性区的稳定性分析,验证了矿山开采期的安全。同时,通过矿山开采结束后的充填体稳定性、地表的位移分析,开展了地表建构筑物的保护限值分析。综上,本文认为对大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法开展采矿稳定性研究是必要的,为矿山的建设和后续经营均具有较好的经济、环境和社会效益。     

山东某铁矿保安矿柱开采对地表构筑物的影响分析

随着矿产资源逐渐减少以及充填采矿技术的成熟,原工业场地、村庄、道路等"三下"矿体逐渐进入回采可行性论证阶段.为探究某铁矿保安矿柱开采对地表的影响,结合矿山开采技术条件,采用数值模拟的方法,分别对矿山开采现状、按设计范围开采和统筹保安矿柱开采情况下的地表位移情况进行了计算.通过对比分析,该铁矿采用分段空场嗣后充填法统筹保...     

动态扰动诱发嗣后充填采场灾变事故分析

为了明确某矿阶段嗣后充填采场破坏事故原因,结合事故现场工程实际及调查结果,采用相似模型、数值分析及现场监测手段,研究了阶段嗣后充填采场围岩变形特征、破坏模式、巷道表面变形规律。结果表明:开采活动对嗣后采场围岩及周边工程影响具有明显的区域特性;不同分段的开采活动对采场顶板位移影响程度不同,第2分段开采导致顶板最大位移增量最多,而第3分段开采时加剧了矿柱应力集中,致使矿柱发生沿近似60°的结构面发生剪切滑移破坏;同时也使位于矿柱内部邻近空区的巷道侧壁发生垮塌。通过对比分析数值模拟与现场监测的结果,证明了相似模型试验的结论。研究结论不仅全面认识了该矿阶段嗣后充填采场破坏事故原因,还明确了阶段嗣后充填采矿方法采场安全潜在危险源,可为其他类似矿山提供安全借鉴。     

急倾斜厚大矿体采矿方法的选择

地表不允许塌陷时,急倾斜厚大矿体的开采是一个世界采矿技术难题。国内外对此类矿体采用高阶段空场嗣后充填法和高分段空场嗣后充填法。以李楼铁矿厚大矿体的开采为实例,从矿体赋存形态和矿岩稳固性对空场法、崩落法、充填法进行采矿方法的初选。对生产中应用的25 m高分段凿岩空场嗣后充填法和高阶段侧向崩矿嗣后充填法从采场生产能力、采场工程布置、采准工程量、工艺技术、采场充填周期进行技术分析比较,提出以高阶段侧向崩矿嗣后充填法为主,25 m高分段上向扇形孔空场采矿嗣后充填法和浅孔留矿法为辅的采矿方法,能实现安全、高效、大规模生产。随着凿岩设备、装药设备、爆破器材的发展,大孔穿爆,高分段或阶段凿岩在矿山中的应用越来越广泛,对类似开采条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

深部破碎矿体分段空场嗣后充填法采场结构参数优化

为确定深部破碎矿岩条件下采场合理结构参数,通过理论分析、现场测试以及数值模拟研究相结合的方法,对深部矿体采用分段空场嗣后充填法的采场结构参数进行分析与模拟。首先,通过对井下不同岩体进行取样实验与工程地质调查,获得不同岩体的岩石力学参数与节理裂隙参数,采用RMR法与BQ法进行岩体分级,开展岩体质量评价,评估矿岩稳定性。其次,采用Mathews图法,确定了铜绿山铜铁矿现有赋存条件下的采场结构参数合理范围。最后,利用Flac3D三维数值模拟软件,对开采过程进行仿真模拟,结合采矿过程中的应力、应变等的变化,分析采场的稳定性,验证采场结构参数的合理性。     

断层条件下低品位厚大矿体采矿方法优化研究

针对断层条件下低品位厚大难采矿体安全高效开采的技术难题,以某斑岩型金矿体为例,根据其具体条件(盘区沿断层走向布置、采场布置紧凑、分区回采衔接合理、采矿综合损失贫化率低),按照由矿体两端向中央回采的总体回采顺序,经采矿方法优化研究,确定了针对不同区域的两种可行的采矿方法。研究表明:阶段凿岩空场嗣后充填法采场生产能力大,采矿成本低,更加适用于端部矿体稳固性好的区域规模化安全高效开采;上向分段碎石胶结充填法采场顶板和两帮暴露面积小,回采作业安全性好,更加适用于稳固性较差的低品位含矿断层开采。分析结果对于断层条件下复杂难采矿体的安全高效开采具有一定的参考价值。     

分段凿岩阶段嗣后充填法在金山店铁矿的试验研究

简要介绍了金山店铁矿采用充填采矿法的紧迫性以及进行试验矿块作业的必要性。根据试验矿块的开采技术条件,结合矿山目前的具体情况,选择分段凿岩阶段嗣后充填采矿法,并对采准切割、回采等采矿工艺进行了设计。最后,结合试验采场现场作业中遇到的问题,提出补强锚索预控顶支护的建议,保障了下部采场的正常作业,解决了从崩落法向充填法的过渡问题。     

“三软”条件下金矿采场结构参数优化研究

为了解决贵州某金矿上向水平分层胶结充填法存在的问题,以采矿方法的优选和采场结构参数优化为切入点,采用室内试验、数值模拟和理论分析方法,构建了基于未确知测度理论的采矿方法优选模型,最终确定采用下向中深孔落矿嗣后充填法进行开采,可以有效扩大矿山生产能力,提高矿山经济效益。在此基础上,根据下向中深孔落矿嗣后充填法的特点、开采经验和矿体特征,采用数值模拟软件FLAC3D开展采场结构参数优化,从采场顶板下沉、应力分布、塑性区范围等方面综合评估采场稳定性,得出采场结构合理的参数为采场宽和高为4.5m×15m或5m×13m,采场沿走向布置,长度为100m。随后对采场生产能力和充填能力进行验证,证明选用的采矿方法和采场结构参数完全可以满足生产需求。研究成果对“三软”条件下金矿采场结构参数的优化选取具有重要的指导意义和参考价值。     

分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿的应用

针对李楼铁矿应用浅孔房柱嗣后充填采矿法开采存在的采矿效率低、损失率高、作业场所通风质量较差等问题,在-200 m水平以上试验应用了20 m高分段矿房嗣后充填采矿法。试验结果表明,该采矿方法各项指标良好,不但提高了采矿强度、劳动效率及作业的安全性指标,同时也取得了显著的经济效益。着重介绍了20 m高分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿-200 m水平以上的应用情况,包括采场结构、回采工艺、充填工艺及爆破参数等。