缓倾斜薄矿体采场极限暴露面积与参数优化

针对大厂铜坑矿锌铜矿体的工程地质条件和缓倾斜薄矿体的赋存特征, 运用Mathew稳定图法及正交数值模拟的研究方法, 获得了极限暴露面积下的力学特征规律, 综合确定了采场的极限暴露面积。结果显示, 保障矿山采场稳定的条件下, 在采场长度为30 m和40 m时, Mathew稳定图法得出最大暴露面积分别为924.32 m²和980.64m²2; 数值模拟计算的极限暴露面积介于900～1 000m²; 为实现矿山开采的安全, 确定锌铜矿采场极限暴露面积为900m²。研究结果表明, 通过两种方法, 可以实现数据的相互验证和决策, 能够在保障矿山采场安全开采条件下合理确定矿山的极限暴露面积。     

垂直分条充填采矿法采场参数的数值分析

确定合理的采场参数是矿山进行安全、高效生产的前提。本文采用边界元方法对垂直分条充填采矿法采场稳定性进行数值分析。根据矿体开采条件 ,建立开采模型 ,进行采场矿岩及充填体应力、应变特性的分析 ,确定了合理的矿房、矿柱宽度、充填体高度等参数以及回采顺序     

缓倾斜极薄矿体全面法开采残留点柱回采方案及稳定性分析研究

某石英脉型钨矿床,矿体倾角平均20°,矿脉厚度0.3~0.8m,采用全面法开采。经过20多年的开采遗留下大量点柱和空区,而且相邻的采空区、以及相邻中段的采空区基本已相互贯通形成空区联合体。随着暴露时间的延长,采场应力集中,采空区安全隐患大,同时造成大量矿柱资源浪费。为了确保矿山生产安全和可持续发展,同时对遗留的矿柱进行回收,通过研究采场顶板允许暴露面积、结合开采技术条件、充填工艺研究等,确定的矿柱回收工艺和采场充填工艺,并针对试验采场的回收方案进行采场矿柱回收稳定性数值分析,综合验证了点柱充填回采的方案是安全可行的,从而为矿山空区治理与点柱安全回收提供指导。     

大结构采场采矿工艺风险因素分析和控制

针对影响地下矿山安全高效回采的风险因素多样化特性,选取对采场稳定性有决定性作用的采场暴露面积和爆破震动2个因素,结合李楼铁矿大结构采场回采的工艺特性,使用Mathews稳定图方法确定采场合理的暴露面积;基于萨氏理论和爆破震动对地表影响的国家标准,确定中深孔爆破最大单段药量值。最终确定如下措施控制风险因素:采场长度控制在80m以内,顶板暴露面积1600m~2以下,侧帮暴露面积8000m~2以下;采用孔间微差多排同时起爆时,单段药量最大为530kg。在上述控制措施下进行生产作业,避免发生安全事故,保证了李楼铁矿安全高效回采。     

上向分层充填无间柱采场结构参数的研究

上向水平分层充填无间柱采矿法是黄沙坪铅锌矿的主要采矿方法。为了选取更加合理的采场结构参数,保证安全高效的回采,采用三维弹塑性有限元数值模拟方法,研究了不同分层高度、不同超前回采分层数以及不同暴露面积条件下的采场稳定性,以期为矿山生产提供理论参考。     

获各琦铜矿充填采场顶板支护实践

获各琦铜矿主要采用上向水平分层充填采矿法。由于施工人员、凿岩及出矿设备一直暴露在采场顶板之下,因此保护充填采场顶板就显得尤为重要。根据单个采场暴露面积的大小、矿岩的稳固情况及采场内夹石的赋存情况来决定支护的类型,既能保证安全生产,还能减少支护成本,以达到提高矿山经济效益的目的。     

下向分层进路式胶结充填法采场稳定性判断方法及应用

从便于生产组织以及提升产量等因素考虑,下向分层进路式胶结充填法矿山一般采取的是几条进路回 采结束后再进行集中充填的生产组织方式,采场在一定时间内形成了以胶结充填体为顶板的相邻非连续采空区,由此 带来了胶结充填法采场稳定性问题。目前尚无有效成熟的方法对其采场稳定性进行分析和判断,难以防止可能造成 的采场稳定性风险。为此,提出了采用等效采空区法来计算相邻非连续采空区的有效暴露面积,并以单一连续采空区 的冒落条件为标准,定量分析和判断下向分层进路式胶结充填法采场的稳定性,实现对采场不同回采区域稳定性的针 对性分析,分析结果对矿山生产更具指导意义。最后,结合生产矿山实际情况开展了采场稳定性分析,验证了等效采 空区法的有效性及实用性。     

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。     

基于修正Mathews稳定图法与FLAC3D的采场结构参数优化研究

矿山开采深度的增加使矿山在生产过程中面临更多的不确定因素,合理的采场结构参数将有效降低采场冒顶事故率。为了确定出合理、统一的采场结构参数范围,采用Mathews稳定图法和数值模拟对高峰矿深部采场结构参数进行研究,分析不同采场结构参数下的采场极限暴露面积、应力云图、位移云图和塑性区分布云图。结果表明,当采场宽度取8 m时,极限暴露面积为400 m²;当回采方式为同时回采,分层高度为4 m和12 m时,均建议采场宽度≤8 m;采用超前回采时,采场最大主应力的最大值均超过了安全警戒线。因此,为了保证回采过程的安全性,建议采场结构参数为：采场宽度范围为7～8 m,采场长度为矿体厚度,约为40 m,分层高度为4～12 m,回采方式为同时回采。     

高阶段采场充填体强度影响因素敏感性分析

高阶段矿房回采过程中,如何既能减少胶结剂用量又能保证高阶段充填体的稳定性,是采用阶段空场嗣后充填法开采的矿山面临的难题之一。为合理划分采场结构,降低充填成本,针对罗河铁矿高阶段采场充填体稳定性开展研究,研究了各因素交互作用下对充填体强度影响的敏感程度,提出采场宽度、高度、长度与充填体强度之间的合理匹配值。利用BOX-BEHNKEN设计法开展试验,根据设计原理进行4因素3水平设计,计算各种参数情况下,矿山安全生产所需要的胶结充填的抗压强度,再采用Design-expert软件拟合充填体强度需求影响因素与响应量,对响应面回归模型进行方差分析,确定各因素的敏感程度。研究结果表征了充填体强度需求影响因素敏感度顺序为:采场宽度>采场长度>采场高度>内摩擦角,提出了各工艺技术条件下充填体强度需求,对矿山实际生产具有一定指导意义。     

壁式爆力削壁充填采矿方法在峪耳崖金矿的应用

介绍了壁式爆力削壁充填采矿法在峪耳崖金矿的应用.对于矿岩界限明显、缓倾斜薄和极薄矿脉采用矿岩分爆、围岩抛掷爆破充填采空区技术,降低了损失和贫化率,减小了采场暴露面积,提高了矿山综合经济效益.     

某钼矿矿柱回采方案及采场结构参数优化研究

某钼矿前期采用留矿法回采,采场内残存了大量的顶柱以及间柱。为避免资源浪费,对矿柱的回采方案进行研究。通过对比各采矿方法的经济技术指标,确定在矿柱上部为矿体的情况下,采用分段充填采矿法回采间柱;在矿柱上部为充填体的条件下,采用预留顶柱的分段充填采矿法回采间柱。建议矿山在上一中段未充填的条件下采用分段凿岩并段充填采矿法回采顶柱。根据选取的采矿方案,通过数值模拟分析,对采场长度以及预留顶柱厚度进行了优化,分析了不同结构参数的采场周边围岩及充填体内的应力和位移分布,确定了采场长度为50 m且预留5 m厚的顶柱较为合理。矿柱回采方案的应用,可为矿山创造约470.52万元的经济效益。     

复杂开采条件下某铁矿采矿方法优化研究

某矿山水文、工程地质条件复杂,由于矿体内外环境发生变化,原采矿方法已不能适用矿体的开采,存在一系列问题。根据矿山生产现状及工程地质条件,对采矿工艺进行了适当的优化调整,优化后的工艺不仅较大幅度地提高了回采率,增加矿山经济效益,也减少了采场暴露面积,缩短了充填等待时间,提高了采场安全性。     

近距离磷矿层水下开采采场稳定性分析

为研究老虎洞磷矿近距离磷矿层水下开采时采场稳定性,采用弹性力学方法计算了两矿层采场允许最大暴露面积,结合ANSYS有限元分析软件优化了上向水平分层充填法采场结构参数,并对2种采矿方法多个采场同采进行了采场稳定性分析。结果表明：采用上向水平分层充填法,采场垂直走向布置时,合理的矿房宽度应为6~8 m;2种采矿方法达到设计同采采场数目时,采场稳定性较好,设计的采场结构参数能够满足安全高效回采的要求。     

某矿充填体合理强度研究

针对高大采场高度高和暴露面积大的特点,在保证采场安全的基础上,为降低充填成本,采用理论计算、工程类比和数值模拟相结合的方法确定充填体合理强度。为减少爆破对充填体的破坏,采用Mathews稳定图法确定采场充填体侧帮暴露面积,并根据成功工程实例推荐护壁厚度。研究结果表明,当矿房高度为36 m时,充填体28 d强度从上到下分别为1.85 MPa、1.5 MPa和1.85 MPa;当矿房高度为60 m时,充填体的强度分别为2.45 MPa、1.8 MPa、2.0 MPa、2.2 MPa和2.45 MPa;当矿房高度为72 m时,充填体的强度分别为2.8 MPa、2.0 MPa、2.2 MPa、2.4 MPa和2.8 MPa;二步骤采场充填体强度为0.6 MPa;当炮孔孔径为165 mm时,护壁厚度为2.2～2.5 m;当炮孔孔径为120 mm时,护壁厚度为1.5～1.8 m。     

中钢山东矿业苍山铁矿缓倾斜层状 矿体回采支护方案研究

中钢山东矿业苍山铁矿在回采过程中，采用上向分层充填采矿法进行回采，采场沿矿体走向布置，矿房面积较大，采场暴露时间长，致使采场顶板容易出现局部冒落，甚至大面积的塌落，是采矿产生的重大安全隐患。因此，针对苍山铁矿存在的采场顶板不稳固、易冒落的问题，开展相关支护技术研究，通过分析与比较，选择并确定合理的支护方法和参数，确保采场顶板的稳固，实现了矿体的安全开采。     

数值分析技术在地压显现矿山采矿方法选择中的应用

采用phase2数值模拟软件分别建立了某铜矿山中段平面和勘探线剖面两个数值分析模型,对采场开采过程中围岩应力、应变以及位移的变化情况进行数值模拟分析,获得了采场最大暴露面积,在此基础上对3种采矿方法对比分析,选择上向分层尾砂胶蛄充填法为深部采场采矿方法。研究表明,数值分析技术可为地压显现矿山深部开采采矿方法的选择提供依据。     

某高寒高海拔铜矿采矿方法优化与应用

某高寒高海拔铜矿属分群展布、大致平行产出的急倾斜薄至中厚矿体,自投产以来采用分段空场嗣后充填法以及浅孔留矿嗣后充填法进行开采,所设计方案上下盘围岩暴露面积大、对矿体形态变化适应性差、合采矿脉间的夹石无法剔除、采场布置和回采顺序的灵活性差、胶结充填成本高,难以满足矿山生产能力的要求。通过综合研究矿山开采技术条件及生产现状,确定采用机械化盘区上向进路充填法开采,并使用大型无轨设备进行采掘作业。经对比,优化后的开采方案生产能力、回采率、机械化程度均得到了提高,采场安全性得到加强,采矿工艺对矿体的适应性增强,贫化率大幅度降低,并极大地减少了胶结充填的比例。主要经济技术指标为盘区生产能力提高6.16%,综合回采率提高13.78%,综合贫化率降低72.91%。     

李楼铁矿空场嗣后充填法运行管理探讨

充填采矿法在地下铁矿体开采中得到越来越多的应用,目前空场嗣后充填法运行管理主要以“三级矿 量”理论为基础,缺少空区维护和充填组织管理,已不能完全涵盖采矿的全过程管理。 通过 Mathews 稳定图法确定采 场暴露面积,结合薄板理论,构建采空区顶板—矿柱蠕变损伤力学模型的微分方程,计算空区暴露时间。 进一步分析 了采场布置、空区暴露面积及时间、充填组织三者相互关系,探求了采场布置、空区及充填组织衔接规律,梳理了从出 矿、充填到空区管理的生产管理思路,完善了嗣后充填采矿的全过程管理。     

机械化盘区分层采场结构参数的数值模拟分析

针对尹格庄金矿机械化水平分层充填法采场结构和暴露顶板矿岩物理力学特性，根据德鲁克－普拉格准则，建立了岩体破坏前后的弹塑性分析模型，通过计算机数值分析，确定了该矿机械化水平分层充填法采场的平面尺寸和最大安全暴露面积等参数。