某特大型铀矿床三维立体分区方案研究

通过对某特大型缓倾斜、多层铀矿床开采技术条件的分析研究,确定以人为境界划分法作为该矿床的井田划分原则。考虑走向长度和资源匹配情况,以H36勘探线为井田划分界限,一井的开采范围为H8~H36勘探线,二井的开采范围为H36~H72勘探线。基于3DMine软件平台,建立三维数字化矿床模型,结合矿体的形态特征,确定上、下采区的最佳分界线标高为850m,上部采区的竖向开采范围为1 030~850m,下部采区的竖向开采范围为850~670m,优选阶段高度为60m。     

基于离散元的中厚急倾斜矿体开采对山体稳定性的影响

以笔架山铁矿急倾斜中厚矿体开采对上部山体及金沙江的稳定性为研究对象,在现场调查、矿岩体物理力学实验及质量分级的基础上,采用2D-Block离散单元法,对具有代表性的3号和8号剖面在完全空场的情况下开采对上部山体及金沙江的稳定性进行了研究。结果表明:在完全空场条件下,3号剖面块体开裂的范围距离金沙江约为37.51m,移动角约为65°,说明在模拟围岩发生大范围冒落时,对金沙江的影响也较小;8号剖面由于矿体延伸至650中段,矿体开采后冒落范围也较大,块体开裂范围也延伸到了金沙江边,移动角约为56°,说明8号剖面在模拟围岩发生大范围冒落时,在顶柱、间柱都失去作用的前提下,可能会对金沙江产生一定的影响。研究成果为矿区山体及金沙江的稳定性提供了理论依据。     

马城矿急倾斜厚矿体上向开采围岩应力演化规律

马城矿采用分层充填法进行上向开采,为研究其围岩应力演化规律,以马城矿1、3、5号矿体充填开采实例为研究对象。通过数值模拟分析,对比在单一采区上向开采和上下两采区同时开采的不同工况下,对其围岩水平和垂直应力场的变化规律进行研究。结果显示,上下两采区同时开采的应力场变化不是单一采区上向开采的应力之和,由于矿体属急倾斜矿体,单一采区开采时的部分区域应力值在开采过程中会高于上下两采区同时开采时的应力值。     

弓长岭铁矿上下含铁带开采稳定性研究

弓长岭铁矿上下含铁带开采间隔仅有10 m,回采顺序为先开采上铁带后充填,再进行下铁带开采,由于矿体间隔较近,若下铁带采场暴露面积过大,将对上铁带稳定性产生影响,造成中间隔离岩柱与上铁带充填体垮塌的风险。根据矿床开采技术条件与设计采场结构参数,采用有限差分程序模拟分析了弓长岭铁矿上下铁带开采稳定性。研究结果表明,不充填开采时,上下铁带隔离岩柱产生的塑性区贯通,且拉应力接近1 MPa;上铁带采空区及时充填后,塑性区不发生贯通,拉应力较小,岩柱及采场可维持稳定。     

大西沟采区1号矿体高效安全回采技术研究

大西沟采区1号矿体分布于36~56线间,长900m,平均厚度10.5m,最大厚度16m,最小厚度5.30m。产状:倾向210°,倾角55°~65°,保有储量267.10万t,品位:TFe 34.02%。为充分回收利用国家宝贵的矿石资源,积极增加企业的经济效益,本文针对大西沟采区1号矿体资源特点,研究制定了该区段资源开采工程技术方案,并详细进行了技术论证和经济分析,以确保该部分矿产资源能安全高效地获得回收。     

顶底板均不稳固的古采区残矿回收实践

银硐子银多金属矿生产探矿过程中又遇到大量明清古采区,使得矿山开采技术条件更为困难。初步查明古采区位于矿体中部,上盘剩余矿体厚4~7m,下盘剩余矿体厚6~8m。为保证矿山经济效益和安全开采,设计采用下盘矿体与上盘矿体分采合出连续采矿法分两步回采古采区剩余矿体,具体方案为：首先,采用抛掷爆破方式将古采区下盘剩余矿体崩入古采区内;之后,崩落上盘剩余矿体和一部分上盘围岩覆盖在下盘崩落矿石上;采用截止品位放矿矿方式,将崩落的上盘围岩废石永久留在采空区内。该方案能充分利用矿山正常开采时的采准切割系统,在减少采切工程量的同时也避免了残矿回收与正常开采之间的互相干扰;人员不进入采空区,安全性好;上、下盘剩余矿体均可沿走向连续回采,生产效率高。试验采场应用期间,上盘矿体与上盘矿体分采合出连续采矿法采出古采区残矿资源量23000t,创造经济价值181万元,应用效果极好。     

湘安钨矿多层矿体开采顺序的影响研究

为了研究湘安钨业有限责任公司湘安钨矿井下多层矿体之间的开采顺序,从安全角度考虑,采用岩石力学分析软件对矿山各矿体之间的开采顺序进行了分析,结果表明,矿体开采顺序为下往上开采,Ⅳ矿体采场长度为50~80 m、中段高度为40 m,采空区上盘围岩整体处于稳定区,整体稳定性良好,不会影响Ⅰ矿体和Ⅱ矿体开采,若采场长度大于80 m、中段高度大于40 m,则采空区上盘围岩不稳定。     

第四系松散含水层下薄隔水层提高开采上限技术

山东裕隆矿业集团单家村煤矿通过对六采区3煤提高开采上限的试验研究,在第四系含水松散层下薄基岩综放工作面的开采上限从-250m提高到-180m,实现了安全开采。在原矿井设计70m防水煤柱基础上,通过研究分析与现场勘探,确定留设45m防砂安全煤岩柱,取得了巨大的经济效益,并且为兖州矿区合理确定开采上限提供了科学依据。     

近距离多煤层开采采空区积水防隔水煤岩柱留设研究

防隔水煤岩柱的合理留设是采空区积水下安全开采的关键。新强煤矿属于近距离煤层群开采,随着开采深度加大,浅部采区开采形成的采空区积水已成为深部延伸开采的主要威胁水体。通过对矿井实际开采情况研究分析,在对具有连通关系的浅部采区进行封闭隔离,隔断其与其他未开采的采区的水力联系的基础上,对上覆煤层和侧方同煤层采空区积水区合理留设防隔水煤岩柱,确定其深部不同煤层的开采上限,实现了近距离多煤层采空区积水下的安全开采。     

峰峰矿区九龙矿水库下采煤安全性分析

以九龙矿南五采区地质采矿条件为例,根据岩层移动理论,计算确定了该矿断层条件下煤层群(2,3,4号)开采覆岩导水裂缝带高度为62.4 m,防水安全煤岩柱高度为70.0 m;分析了陷落柱和库区钻孔的封堵状况对导水性的影响。采用概率积分法和Kriging插值法,预测确定了东武仕水库下采煤地表淹没线分布,分析了淹没线变化对附近村庄的影响和安全性。参照该矿-600 m以浅水体下采煤实践,综合确认九龙矿东武仕水库下采煤具有可行性,通过水文观测和适当的防范措施,可以实现该矿水库下安全开采。     

海底基岩矿床采场尺寸设计及计算机优化

三山岛金矿是目前国内少有的海底金属矿,矿山目前采用点柱式上向水平分层充填采矿法,采矿过程中保证点柱与岩体组成的复杂框架式矿柱结构的稳定性至关重要。利用ANSYS有限元分析软件模拟分析了采场在点柱大小固定的情况下、不同柱网参数条件下的围岩稳定性,获得了矿柱间柱70m的最合适柱网设计参数,为海底基岩矿床采场尺寸设计提供了一条有效途径。     

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。     

破碎围岩条件下预留矿柱开采对充填体稳定性的影响

为研究预留矿柱开采对其上部充填体稳定性的影响,结合某金矿矿岩赋存条件,采用考虑封闭系数的矿柱开采经验公式,提出开采尺寸为180 m×15 m×20 m（走向长度×高度×宽度）的矿柱开采方案。利用MAP3D软件对590~605 m水平间矿柱开采进行数值分析,结果表明：在一般原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体仍保持稳定;在较差原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体受压作用明显,可能发生失稳破坏。应用极限平衡方程对矿柱开采经验公式进行修正,提出通过减小采场跨度及加强支护的方式,降低对充填体单轴抗压强度的要求,能保证预留矿柱的安全回采和上部充填体的稳定。研究结果可为其他类似矿山提供设计思路。     

卧虎山铁矿开采方法选择及采场结构参数优化

为了提高卧虎山矿年产量,满足生产要求,找到适合卧虎山矿地下开采的采矿方法,由地质条件入手,通过点柱上向水平充填采矿法和上向高分层充填采矿法2种采矿方法在技术和生产中的优缺点对比,得出适合25~24矿段的采矿方法为上向高分层充填采矿法。为探求此采矿方法合理的采场结构参数,实现安全、高效生产,利用FLAC3D模拟软件,对不同方案的围岩应力及位移分布规律进行数值模拟分析,研究不同矿房宽度对采场稳定性的影响,得到矿房矿柱适合宽度分别为11 m和9 m。由国内外矿山使用的锚杆长度和经验公式得到锚杆长度,预控顶支护方式为锚杆支护。研究结果对其他矿段的回采具有指导借鉴意义。     

某铀矿上下分区间保安矿柱破坏规律研究

对某铀矿上下分区间保安矿柱破坏规律进行了研究,采用FLAC3D进行数值模拟,确定12m为水平保安矿柱的安全厚度。同时对矿柱破坏引发的上盘岩体失稳演化过程进行了分析,由于矿体的开采,造成地应力二次分布,在开采区上盘形成卸压区和承压区,矿柱也发生从稳定阶段到变形阶段、破坏阶段的演化,与岩石的压破坏类似,水平保安矿柱的破坏机制符合岩石的破坏规律。     

充填散体作用下采动岩移的预测及其应用

弓长岭铁矿东南采区上含铁带应用露天开采,下含铁带应用无底柱分段崩落法开采,因开采规划不合理导致上含铁带、下含铁带平行矿体高差约300 m,严重影响矿山安全生产.为保障该矿露天地下协同安全生产,提出利用上含铁带剥离的废石充填下含铁带塌陷坑.利用FLAC3D软件模拟下含铁带开采过程,并对比分析了有充填散体、无充填散体作用下...     

浅孔留矿法开采倾斜薄矿脉时围岩稳固性研究

浅孔留矿法适用于围岩中等稳固倾斜薄矿脉的开采。云南某金矿矿体赋存条件适合采用浅孔留矿法,但该矿回采指标极不理想。生产实践表明,采场围岩不稳固是造成回采指标不够理想的主要原因之一。为了研究围岩稳固性对回采指标的影响程度,必须研究岩体力学参数取值。运用Flac3D建立多种采场结构参数模型,加载后进行应力应变数据分析,模拟结果显示,在保持原有结构参数不变的条件下,将采场长度由32m增加到40m、顶柱高度由3m增加到5m,采场上下盘围岩在回采和放矿过程中能保持相对稳固。为了进一步证明模拟计算结论的可靠性,该矿就新方案进行了工业试验,结果显示,试验采场回收率达到70.31%,贫化率达到9.80%,与原有方案相比,回采指标有明显改善。可见,采用数值分析法来研究浅孔留矿法围岩稳固性,可以有效提高回采指标。     

下盘铁矿矿柱爆破回采对上盘矾矿稳定性影响分析

根据七角井铁矿下盘铁矿体和上盘矾矿体的空间赋存关系,如果对铁矿体预留的矿柱进行回采,很有可能对矾矿体的稳定性造成重大影响。为了保障矾矿体的安全高效开采,在回收下盘铁矿体预留矿柱的同时,尽可能减小对矾矿体稳定性造成影响,提出了2种矿柱回收方案和空区处理方案,矿柱回采方案为间隔间柱抽采法和间隔间柱控制爆破堆坝法,并对2个方案进行了数值仿真模拟,模拟结果显示：采用方案一可有效控制上盘围岩的垂直位移量,最终位移量仅为10.83 mm,而采用方案二开挖上盘围岩的垂直位移量较大,达到17.45 mm,可能会造成上盘围岩的坍塌,最终确定方案一为矿柱回收和空区处理方案。     

急倾斜厚层矿体房柱式开采安全性评价

下坪田方解石矿在矿井整合以后,亟需对新开采条件下的工艺参数进行评价。基于急倾斜厚层矿体空场采矿法条件,根据岩层极限平衡理论计算分析了岩(立)柱宽度的稳定性,开采深度越深,岩柱宽度应越大,在+200m段留8.0m,在+150m段留9.0m,在+100m段留10.0m。根据岩石力学理论,计算分析了空场跨度,开采深度越深,空场跨度应越小,在+200m段跨度60m,在+150m段和+100m段跨度45m。采用UDEC软件对开采过程进行了分析,矿体开采以后在各段顶板中形成的承载拱结构使得空场及岩柱均保持稳定。工程实践表明,以优化后的开采工艺参数进行开采安全可靠。