矿柱回采法

此法包括在下伏岩体中掘进岩石出矿巷道、由此巷道在矿柱和上伏岩体中钻凿炮孔,沿矿柱帮壁钻孔和在钻孔中打入钎杆形成支承壁墙,爆破矿柱顶板附近的炮孔,崩落岩石充填采空的矿房,爆破矿柱中的炮孔,并在支承墙的保护下往凿岩出矿巷道放出崩落的矿石。为了降低在开采岩石桥所分割的相邻矿体后回采上、下已采矿房中残     

国外专利简介

有用矿物矿床的开采方法这种方法是先回采矿房,用胶结充填料充填采空区,随后开采房间矿柱,再充填采空区。为了提高矿体和充填矿体垂直暴露面的稳固性,以加大阶段高度和减少矿石贫化,在开始回采整个矿房矿量之前,沿矿房全长在矿房下部从两侧进行回采。随着矿房的回采减少空区的高度,并形成顶板暴露面,它与水平面所成的倾角要大于崩落矿石的自然安息角,用胶结充填料充填已形成的下部空区之后再回采矿房矿量。从矿     

深部矿体开采对隔离矿柱及回填体的稳定性影响研

根据某矿山开采实际, 利用PFC^2D建立了崩落法和充填法开采深部矿体的数值模型, 分析了2种方法回采深部矿体对上部隔离矿柱及回填体稳定性的影响。结果表明, 崩落法回采时, 上部隔离矿柱发生了破坏, 上盘地表出现拉应力集中, 塌陷区回填体和围岩发生较大沉降;隔离矿柱破坏前, 回填体和围岩的应力和位移变化不大;隔离矿柱破坏后, 上下盘地表的水平拉应力随开采深度增加逐渐增大, 且隔离矿柱的水平应力发生显著跌落。充填法回采时, 隔离矿柱未出现整体破坏, 上下盘地表未出现明显塌陷, 上下盘地表和回填体的水平应力变化不大, 但塌陷废石和隔离矿柱的水平应力随矿体开采深度增加而增加。研究结果可为矿山塌陷区和采空区治理以及深部资源安全开采提供科学依据。     

司家营铁矿急倾斜厚大矿体大规模空场嗣后充填开采数值模拟

针对规模化开采急倾斜厚大矿体的可靠性问题,将司家营南区矿体划分为两步矿房,采用空场嗣后充填法进行间隔开采,采取胶结充填一步矿房采空区、全尾砂充填二步矿房采空区,运用离散元软件UDEC对分步开采进行了数值模拟计算。结果表明：矿房回采充填过程中顶板岩层内存在承压拱结构,其拱失f近似等于回采水平总跨度L,充填体能够与矿房矿柱及围岩协同维稳;矿体上下盘出现了高应力集中现象,为40~50 MPa,一步胶结充填体承压近15 MPa,且顶板沉降0.5~2.0 m,地表沉降0.2~0.28 m,以及在第四系、风化带交接处及风化带内部衍生出1处高压应力集中区和长带形主拉应力区。根据上述分析,需在矿房回采前对顶板及上下盘围岩进行联合支护,且应对地下水和断层裂隙带以及矿房顶板和地表进行监测,确保矿山安全开采。     

基于临界冒落跨度理论的残矿协同开采技术研究

采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约铁矿残矿资源回收的关键性技术难题.为了解决某铁矿残矿回采和空区治理的难题,基于临界冒落跨度理论,兼顾资源开采与隐患处理,提出了某铁矿残矿回采和空区治理的协同技术方案,并开展工程案例分析.研究表明:针对残矿复杂的时空分布特征,将空区及残矿为 A、B、C 三个区,对 A 区进行封堵处理,爆破崩落B区内的矿柱及夹石,使岩体自然冒落;采用无底柱分段崩落法开采 C 区内的残矿,估算出残矿回采率约为７８％,贫化率约为２５％,实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一.同时,应用数值模拟软件验证了残矿回采及空区治理协同技术方案的可行性.研究结果可为空区隐患影响下的残矿回采提供了技术参考.     

梨树沟铁矿多空区残矿安全回采技术研究

梨树沟铁矿南部采区为倾斜中厚矿体,应用浅孔留矿法开采,因矿体倾角变化大,矿房开采高度不一,形成了多个大小不等的小型采空区,有的空区已经发生冒落,多数空区处于亚稳定状态,空区内部与周围存留大量残矿,同时空区冒落威胁了下部矿体的开采安全。在分析空区顶板矿岩临界冒落跨度的基础上,本着诱导空区围岩安全冒落和保持残矿回采工作面与空区隔离的原则,提出了先崩落空区内矿柱释放空区顶板冒落能,再用分段空区、崩落与诱导冒落相结合的方法回采残矿的技术方案。该方案实施半年多来,采准工程施工与回采的安全条件良好,有效控制了顶板围岩的冒落形式,实现了小型多空区残矿的安全回收与空区危害的协同治理。     

佛子矿104号矿体复杂多层采空区处理技术研究

佛子矿104号矿体经过多年浅孔留矿法开采,在矿体上部遗留了大量的采空区及矿柱;由于前期的无序处理,形成了复杂的空区赋存现状,对下部矿体的安全开采带来了严重威胁。为了科学地制定空区处理措施并回收矿柱,通过数值计算结合理论公式法对104矿柱稳定性进行对比分析,确定了各空区残留矿柱的安全系数;结合矿山现有技术条件,在综合考虑采空区安全处理及矿柱有效回采的基础上,提出了崩落充填相结合的处理方案;采用FLAC3D软件对拟定方案进行了数值模拟分析。计算结果表明：崩落充填相结合的处理方案通过强制崩落法与充填法相结合,使上部应力集中区围岩得到充分移动垮落,下部空区得到充实,达到崩柱放顶卸压、控制岩移的目的,能有效地消除空区隐患并回收矿柱,为矿山安全、经济、合理地处理采空区提供了指导。     

分段凿岩阶段出矿嗣后充填采矿法在金山店铁矿的应用

金山店铁矿原采用无底柱分段崩落法开采,地表塌陷区范围大,保安矿柱量损失大,尾矿库库存紧张。试验采用分段凿岩阶段出矿嗣后全尾砂充填采矿法,能有效利用尾砂充填,缓解尾矿库的压力,同时为保安矿柱的回采提供了条件,提高了资源回收率,而且能解决因地表塌陷引起的环境破坏、征地和搬迁困难等问题。     

夏甸金矿采矿方法过渡期临时矿柱尺寸确定方法研究

本文针对夏甸金矿由充填法回采转为崩落法回采过渡期确定临时矿柱尺寸的需要，应用FLAC^3D对崩落法回采过程中采空区顶板的破坏形式进行了分析，计算结果表明，崩落法采空区顶板塑性破坏区呈拱形发展，且在拱型破坏区之外的上部边界，位移量衰减很快，据此按拱型冒落边界设计了临时矿柱的尺寸，实现了两种采矿方法的产量平稳过渡与临时矿柱的良好回采条件。生产过程中的现场监测表明，实际冒落区与数值计算的拱形破坏区相符，因此表明，以塑性破坏区为标志的采空区冒落范围的数值分析方法，用于确定保安矿柱尺寸是可行的。     

急倾斜极厚大矿体矿柱回收方法研究与应用

急倾斜极厚大矿体在采用阶段矿房法回采矿柱时存在采矿贫损大、成本高、凿岩作业困难、作业安全性差等问题,结合红岭矿生产实际并借鉴国内类似矿山生产经验,提出分段凿岩、顶板一次崩落、间柱分段崩落、间柱出矿结构连续出矿、封闭采空区的矿柱回收新方法。经现场试验,取得矿柱回采损失率33%、贫化率15.31%、采矿直接成本72.95元/t的较好指标,为类似矿山进行矿柱回收和采空区处理提供了一种有效的借鉴方法。     

基于FLAC~(3D)的矿柱回收稳定性分析

针对某金矿空区群的遗留年代久远、矿岩不稳固、残留资源复杂等特点,为实现其采空区内局部高品位矿柱安全、高效、经济地回收,在经过现场勘查、试验、经济分析的基础上结合生产能力、残矿回收率、施工难度等因素对矿柱、围岩内残矿资源进行回收方案设计。运用FLAC3D反演分析残矿资源回收方案的整个残采作业步骤,在残采区域毗邻矿柱、顶底板及充填人工矿柱内布置多组模拟监测点并经过开挖模拟运算得出各监测点残采前后相应的应力、应变和塑性区指标值,对比分析以评价残采扰动前后的采空区稳定性,验证残采活动的安全可靠性。其评价分析方法和结论对该矿后续残采案例及相似矿山具有一定的借鉴意义。     

多中段群空区下缓倾斜厚大矿体分区高效回采实践

某大型岩金矿山缓倾斜厚大矿体拟采用两步骤空场回采嗣后崩落采矿法,针对多中段群空区下一步骤采空区未处理环境下的二步骤采场回采,结合矿区改扩建生产能力需求,创新构建了大盘区采场分区高效回采方案。将二步骤采场划分成两个区域回采,两区域中间由隔离矿柱分开,下盘矿体采用分段空场侧向崩矿嗣后放顶方案,上盘三角矿体采用分段空场正向崩矿法方案。通过开展大盘区采场分区现场工业试验,实现了多中段群空区下缓倾斜厚大矿体的高效经济安全开采,为类似条件矿山开采提供了重要的技术支撑。     

旧采区复采采场围岩应力分布研究

通过对望田煤业旧采区赋存结构的调研,总结了3种不同的旧采区顶板力学模型,对力学模型进行理论分析,得到顶板最大应力出现在靠近煤柱处。采用PFPA软件对旧采区复采过空巷、过煤柱时复采采场顶板和煤柱进行数值模拟,初步给出了过空巷、过煤柱时应通过注浆、充填、提前支护空巷控制顶板的技术措施。     

野川煤矿3103回风巷口顶板淋水成因分析

为解决野川煤矿一采区3103回风巷口顶板淋水问题,对顶板充水条件进行分析,查明了顶板淋水来源于相邻矿井老空区积水的横向补给;运用ABAQUS对综放开采条件下的受力及变形破坏进行数值模拟,表明矿界煤柱存在塑性破坏区,但依然保存有弹性区;电法和微地震探查表明,煤柱宽度为17~20 m,存在失稳可能性;后采用钻探证实,两矿界煤柱宽度≥60 m,安全评估认为不存在失稳可能性,不会发生相邻矿井采空区积水导致的突水问题,后经开采验证,评估结论可靠。     

复杂空区群残留矿体安全高效开采技术

可可塔勒铅锌矿7^#矿体经历凌乱无序开采,留下大量不规则的残柱和大小不等、高低不一、形态复杂的 采空区,空区间留有400 多万t 残存矿量,矿山面临着极为复杂的采空区隐患治理与残矿回采的难题。空区群处理从 安全上要求一次必须崩落相当范围的空区,因而所采取的手段必须高效、实用。将空区群划分为若干大的回采单元, 采用基于束状孔变抵抗线爆破技术的区域整体崩落手段,进行残矿的大量有序崩落和集中大量放矿,在消除采空区 地压隐患的同时,最大限度地为企业回收残留资源。实践表明:采用基于束状孔变抵抗线爆破技术的区域整体崩落 方式,是解决复杂空区群残留矿体安全高效回采的有效技术手段。     

高峰矿105号矿体碎裂矿段采空区稳定性离散元分析

以高峰矿105号矿体高价值碎裂矿段为例, 按采空区规模、围岩条件和原岩应力场的差异, 选择了3种具有代表性的空区, 运用离散元程序对这些空区的稳定性进行计算分析。结果分析表明: 对于完全嵌入碎裂矿段种的空区, 塑性区分布均在空区顶板的左半部分, 矿柱上无塑性区; 小规模空区整体上稳定, 仅可能出现零星掉块现象; 中等规模空区顶板塑性区范围为7 m, 塑性带跨度大于1/2顶板长度, 但未连通, 不可能发生大规模的顶板冒落事故, 但有可能会出现松动岩块下落现象; 大规模空区顶板塑性区为20 m, 塑性区跨度大于1/2顶板长度, 塑性区已连通, 大规模顶板冒落事故不可避免。     

皇华镇沸石矿采空区稳定性评价及防治

针对非煤矿山采空区稳定性的问题，以皇华沸石矿采矿区为研究对象，运用三维激光扫描测量分析采空区矿柱、顶板、空区之间的关系。通过对采空区剩余变形估算，确定采空区影响范围，进一步分析采空区稳定性的影响因素为采空区岩体质量和空区自身参数；基于摩尔—库伦准则计算顶板的抗拉强度和柱体抗压强度，分析确定矿柱和顶板均处于安全稳定的状态。由于目前采空区范围已出现地面塌陷及地裂缝，进而对采空区采取封堵洞口和爆破处理的防治措施。     

采空区隐患影响下的残矿协同开采技术研究

采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约赣南钨矿残矿资源回收的关键性技术难题。为解决赣南地区钨矿残矿资源回收的难题，基于“协同开采”理念，兼顾资源开采与隐患处理，提出了针对赣南地区 钨矿的采空区探测-微震实时监测-残矿协同回采(探-监-采)的协同开采关键技术方案，并结合赣南某典型钨矿开展了工程案例分析。研究表明：针对31132矿块空区复杂的时空分布特征，以三维精细探测技术为基 础精细化构建了整体地质模型和采空区模型，精确得到残矿形态与残矿量，矿量估算误差小于10%，并以此为基础分别对顶柱、底柱和间柱因地制宜制定了回采方案；残矿回采过程中建立了IMS微震监测系统，对31132 矿块采场的采空区稳定性进行了实时监测和预警，并协同应用空区封闭、胶结充填等方法处理空区，实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一，完成了31132采场顶柱残矿全部回收，并为间柱回采创造了条件。 研究结果可为赣南地区钨矿残矿资源安全、高效、协同开采提供技术参考。     

基于突变理论和广义H-B强度准则的采空区顶板稳定性分析

为实现煤矿采空区塌陷区土地的治理利用,对煤矿采空区进行顶板稳定性的分析与研究。鉴于采空区顶板的失稳破坏是一个非线性的过程,分别从结构力学和岩体本构关系两个角度建立采空区顶板稳定性分析模型。首先将采空区顶板岩梁结构简化为力学三铰拱模型,然后进行力学分析,求出其力学结构系统的总势能,基于突变理论,建立其力学结构失稳破坏的尖点突变模型;其次构建基于极限平衡法的采空区顶板筒状塌落一般模型,考虑到实际工程的广泛应用,进而建立基于广义H-B强度准则的矩形采场顶板筒状塌落极限平衡分析模型。最后通过不同工程算例分别对2个模型进行了分析和验证,且二者计算结果均与工程实际情况一致,说明两种模型均适用采空区顶板稳定性的分析,为研究采空区稳定性提供一种新的途径。     

沿空掘巷围岩稳定性控制方案

为了提高煤炭回采率,甘肃靖远矿区红会一矿1715运输巷道采用沿空掘巷与1713采空区留设窄小煤柱的方式护巷掘进,但是,巷道掘进过程中围岩稳定性控制问题凸显。针对1715运输巷道沿空掘巷留设窄小煤柱围岩稳定性难以控制的问题,根据自然平衡拱理论,计算了巷道两帮及顶板的破坏深度,并以此为基础,结合悬吊理论,设计出了巷道锚杆锚索支护参数,提出了切顶卸压和巷道锚杆锚索联合加固的围岩稳定性控制技术方案,为沿空掘巷窄小煤柱围岩稳定性控制提供了参考。