大新锰矿西北地采矿区产状复杂矿体分区协同开采技术研究

复杂难采矿体开采是采矿业亟待解决的一个科技难题。针对产状复杂矿体采用现有技术开采常导致生产效率低、安全性差、劳动生产率高、资源回收率低等突出问题，通过引入工程地质分区思想和“协同 开采”理念，提出了产状复杂矿体分区协同开采技术思路。针对大新锰矿西北地采矿区“U”形产状复杂多层薄矿体尚无成熟的采矿工艺保证安全高效开采的问题，根据产状复杂矿体分区协同开采技术思路，综合分析 了矿体地质赋存条件，并结合矿体三维模型选取了影响矿体开采的走向和倾角作为矿体分区依据，将矿体分为一区、二区和三区，提出了一种工程地质条件引导的矿体分区技术。针对不同分区的开采技术条件，在各 分区进行了采矿方法优选或设计，推荐一区、二区和三区分别采用浅孔留矿法、电耙出矿房柱法和电耙-爆力协同搬运伪倾斜房柱采矿法，形成了一种产状复杂矿体采矿方法优选与设计技术。研究表明：所提方法有 效解决了大新锰矿西北地采产状复杂矿体的开采技术难题，为产状复杂矿体高效协同开采提供了一种新思路。     

缓薄多层铀矿体开采协同度分析

构建了序参量评价指标体系和基于序参量的多层矿体开采协同度测度模型。运用该测度模型,评价了多层矿体开采的协同程度,得出预控顶中深孔多层矿混合开采资源-技术-经济的协同度为0.661,矿岩梯段分采分充连续推进采矿法的协同度为0.766。结果表明,矿岩梯段分采分充连续推进采矿法具有很高的协同度,矿山处于协同发展状态。矿岩梯段分采分充连续推进采矿法中资源、技术、经济分量的有序度分别为1、0.615、1,技术分量有序度偏低,应该通过提高管理水平、提高生产能力和采矿功效、降低采切比,进一步提高开采协同度。     

甲玛铜多金属矿盘区合理回采顺序动态模拟研究

在甲玛铜多金属矿地上地下并行大规模开采的复杂条件下,针对地下二期复杂厚大矿体的安全高效回采问题,综合分析矿山开采现状的基础上,提出2种盘区回采顺序方案,采用数值模拟方法对不同的盘区回采方案进行了分析优选,通过对比分析不同回采顺序条件下采场等关键部位的应力、位移的动态响应特性,确定盘区间隔回采方案最佳,该方案可为地下二期矿体安全高效开采提供技术支持。     

金属矿床开采方法的分类

金属矿床开采方法的分类经过多次的分析和研究。现在俄国国内公认的开采方法分类法是以地压控制方法为基础的。开采有色、稀有和贵重金属矿床的矿山和砂矿技术操作规程使这种分类法得到一定的合法化。这种分类法简单，便于实际使用，但要求一定的稳定性（方案划分明确）。开采方法方案能包括所有各种各样的开采条件：薄和中厚缓倾斜矿体的回采；薄至厚急倾斜矿体的回采；以及倾斜矿体的回采。方案的基础应是采区的形状和开采方法。在盘区尺寸不大或阶段倾斜的条件下，水平和缓倾斜矿体可以完全回采，不要留矿柱再分成小采区。在盘区尺寸甚大…     

西石门铁矿南Ⅱ区深部难采矿体采矿工艺改进

西石门铁矿南Ⅱ区为缓倾斜中厚矿体,进入深部开采后,矿体进一步变缓变薄,而且底板不稳岩层进一步增厚,矿山沿用无底柱分段崩落法开采,生产中出现单分段回采与残矿损失大等突出问题。本研究根据矿岩产状及稳固性特征,提出了堑沟落矿与进路退采出矿相结合的无底柱分段崩落法改进方案。研究表明,这一改进方案能较好的适应矿岩条件,可实现矿山安全高效的开采目标。     

含夹层或软弱破碎带难采矿体协同开采技术研究

含夹层或软弱破碎带矿体开采一直是矿业界难题。现阶段针对此类矿体，一般是对矿体上下盘采用不同的采矿方法进行适应性开采，但大部分矿山受地质特征、作业安全、采矿成本等因素制约，通常采用 采易弃难的回采方式，造成了矿产资源的永久损失。以“协同开采”理念为指导，提出了一种含夹层或软弱破碎带难采矿体协同开采技术，即预先回采夹层或软弱破碎带，实现回采工序协同作业以及地压协同管理， 从源头上解除安全隐患，为后续矿体开采创造安全的技术条件，最大化发挥协同开采的技术价值。以国内某磷矿与某铜多金属矿为例，针对其特定的开采技术条件，以夹层剔除与切割槽作业协同实施为核心，制定了 矿体内含不同厚度夹层与上下盘矿体的协同开采方案；同时基于地压协同或环境再造理念，发展了一种软弱破碎氧化带矿体协同开采方法，实现了软弱破碎氧化带矿体的安全高效回采。所提出的协同开采方案为国内 类似矿体开采提供了技术参考，在一定程度上提升了“协同开采”理念在类似复杂难采矿体开采中的实践指导价值。     

地下矿山缓倾斜多层矿体协同开采设计实践

云南锡业股份有限公司老厂分公司13-8#矿群为缓倾斜多层矿体，属于典型的复杂难采矿体。为实现该矿群的安全、高效和经济开采，对传统的上行式及下行式开采方案进行了分析，指出了传统方案的利 弊，通过引入“协同开采”理念，提出了缓倾斜多层矿体的协同开采设计方案。该方案将缓倾斜多层矿体的开采扰动、采空区处理、地压管理控制三者结合起来整体考虑，根据矿体赋存条件，将13-8#矿群划分为上盘 区矿块、下盘区矿块及13-8-7#倾斜矿体，并完成了矿群和上、下盘区矿块开采顺序的优化设计。研究表明：协同开采设计方案充分考虑了各层矿体的开采技术条件，通过矿块划分和回采顺序优化，实现了多层矿体的 协同开采，有助于提高缓倾斜多层矿体开采的安全性、高效性和经济性。该方案为实现老厂分公司13-8#矿群开采提供了新思路，也为其他类似矿体开采设计提供了借鉴。     

凡口矿盘区机械化中深孔超常规采矿探索与研究

凡口铅锌矿经过近半个世纪的开采,目前面临着一些间柱矿体和厚度不均匀、产状倾斜至平缓、分支复合复杂的矿体难开采等问题,采用传统的采矿工艺,采准工程量大,安全性差,回采效率低。矿山探索了盘区机械化中深孔超常规采矿法,突破常规分层回采技术参数要求,回采宽度超10m(超宽回采),分层回采高度超8m(超高回采),该方法能很好地解决以上问题,达到安全、高效、低成本回采的目标。     

地下矿山两相邻矿体开采扰动关系与协同步距分析

对于金属矿床地下开采的两相邻矿体，从根本上弄清两相邻矿体之间的开采扰动关系与回采步距，对于实现矿产资源优化开采与地压安全管理具有重要意义。以往研究主要关注于开采顺序对围岩应力分布状态产生的影响，未从理论上对两相邻矿体间的扰动关系进行详细分析。基于协同开采理念，分析了不同倾角和不同矿层间距条件下两相邻矿体的开采扰动关系，给出了相应的协同步距计算公式，并结合山东会宝岭铁矿两急倾斜相邻矿体和云南斗南锰矿两缓倾斜相邻矿体开展了工程案例分析。研究表明：①水平-缓倾斜两相邻矿体仅存在下层矿体回采对上层矿体扰动关系1种类型，倾斜-急倾斜两相邻矿体存在无扰动关系、单一矿体扰动关系和两矿体相互扰动关系3种类型；②相应的协同步距计算公式由开采方式与矿体相关参数综合决定；③会宝岭铁矿的两急倾斜相邻矿体宜同步回采，云南斗南锰矿两缓倾斜相邻矿体的V8矿层应超前V7a矿层2个矿块回采。研究成果可为地下矿山两相邻矿体安全、高效、绿色、协同开采提供参考。     

地下矿山两相邻矿体开采扰动关系与协同步距分析

对于金属矿床地下开采的两相邻矿体，从根本上弄清两相邻矿体之间的开采扰动关系与回采步距，对于实现矿产资源优化开采与地压安全管理具有重要意义。以往研究主要关注于开采顺序对围岩应力分布状态产生的影响，未从理论上对两相邻矿体间的扰动关系进行详细分析。基于协同开采理念，分析了不同倾角和不同矿层间距条件下两相邻矿体的开采扰动关系，给出了相应的协同步距计算公式，并结合山东会宝岭铁矿两急倾斜相邻矿体和云南斗南锰矿两缓倾斜相邻矿体开展了工程案例分析。研究表明：①水平-缓倾斜两相邻矿体仅存在下层矿体回采对上层矿体扰动关系1种类型，倾斜-急倾斜两相邻矿体存在无扰动关系、单一矿体扰动关系和两矿体相互扰动关系3种类型；②相应的协同步距计算公式由开采方式与矿体相关参数综合决定；③会宝岭铁矿的两急倾斜相邻矿体宜同步回采，云南斗南锰矿两缓倾斜相邻矿体的V8矿层应超前V7a矿层2个矿块回采。研究成果可为地下矿山两相邻矿体安全、高效、绿色、协同开采提供参考。     

复杂地形下缓倾斜磷矿床条带充填分区协同开采技术

如何实现复杂地形下缓倾斜矿体安全高效开采是目前亟待解决的关键问题。以宜昌某磷矿为工程背景，根据地应力不均匀分布特征构建分区采场结构，基于“协同开采”理念，提出了与其相适应的条带充 填分区协同开采技术，实现了同一盘区回采与充填协同作业。运用物理相似模拟试验方法，研究了分区协同回采过程中顶板及围岩矿柱的受力变形特征及其变化规律，探讨了分区充填过程中采场矿柱的承载机制。结 果表明：采区之间相互干扰程度较弱，围岩应力转移程度受埋深和开采步骤的影响较大；随着开采与充填的协同进行，不同采区条带上方顶板受拉与受压交错性分布；分区协同回采过程中，围岩及充填体矿柱并未发 生明显破坏，其中一步骤充填体和围岩矿柱是采场内的主要承载体，二步骤充填体的承载作用相对较弱；盘区矿柱之间及隔离间柱发生了非对称性变形。为了进一步降低充填成本，在原有协同充填模式的基础上适当 降低二步骤充填体的力学强度，并通过数值模拟方法验证了优化后采场充填模式的可行性。条带充填分区协同开采技术有助于实现复杂地形下缓倾斜矿床安全、高效、经济开采。     

地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术

实现地下硬岩矿山非爆破机械化连续开采一直是业内追求的目标，随着材料与机械学科的深入发展以及卸荷岩石力学理论及岩石诱导破裂机制的不断完善，虽然少数地下硬岩矿山开始践行非爆破机械化连 续开采，并取得了很多有益的经验，但成功的案例仍然较少，并且非爆破机械化开采的应用条件尚不明确。结合金塘3#脉和杨山庄202#脉的赋存产状，提出了一种地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术，即采用 EBZ160.Z型巷道掘进机开采金矿。根据矿体的厚度、掘进机截割宽度和充填方式的不同，分别提出了薄矿脉水平分层废石胶结充填法、薄矿脉水平分层尾砂胶结充填法、厚矿脉水平分层废石胶结充填法和厚矿脉水平 分层尾砂胶结充填法4种变体非爆破机械化连续协同开采方法。非爆破机械化连续协同开采技术所涵盖的“玻璃钢锚杆+高强纤维网+木支柱”支护、铲运机或装载机出矿及废石/尾砂胶结充填等工艺均取得了较好的实 践效果，具有开采成本低、劳动强度小、机械化程度高、作业连续及效率高等优势，大幅度提高了地下矿山的本质安全。     

协同采矿方法协同度测度评价研究

协同采矿方法的协同度测度评价一直是采矿工程学术界悬而未决的科学问题。将采矿方法划分为由3层子系统构成的系统结构，在此基础上绘制了协同采矿方法参与协同要素的结构型式图。通过引入协同 熵概念，构建了协同采矿方法协同度测度评价模型。基于改进的层次分析法和熵权法，给出了协同采矿方法各子系统协同度评价指标赋权方法。参照系统协同度等级划分标准，以电耙—爆力协同运搬伪倾斜房柱采矿 法为例，阐述了协同熵评价模型的运用流程，并对近10 a来我国学者发明的19种协同采矿方法的协同度进行了统计分析。研究表明：构建的协同采矿方法协同要素的结构型式图，能够清晰地表明各要素间或要素内的 协同关系与工艺环节间的结构关系；样例协同采矿方法整体处于基本协同状态，其中采场回采工作、采场结构、落矿及矿石运搬等工作分别处于良好协同、轻度不协同和高度协同状态；19种协同采矿方法中，有8种、 7种及4种整体处于基本协同、良好协同及高度协同状态。研究成果可为协同采矿方法的技术水平评价提供参考。     

高危空区群下地下转露天协同开采技术研究

柿竹园矿地表塌陷给井下生产带来了一系列难题，如地表泥水混入井下导致矿石贫化且影响选矿，塌陷区北部和东北部高陡悬崖导致地表滚石和滑坡显现，塌陷区南部形成大跨度悬臂空区，不稳定间柱与 大采空区形成高危空区群、含矿大块堵塞出矿巷等。根据矿山现场调研、实测绘图和岩移研究，通过3Dmine软件建模，精准划分了塌陷区、过渡型空区、高危明空区、外围空区等。为解决该矿生产难题，提出了井下 与露天协同开采技术方案：首先采用低品位矿石充填塌陷区周边的高危空区群；再禁止塌陷区南部井下采出矿石，并在地表采用深孔爆破技术崩落悬臂矿岩；然后对塌陷区北部和东北部高陡悬崖实施地表削坡剥离和 利用低品位矿石回填塌陷区；最后在6~8 a内由地下开采过渡到露天开采，并探索性回采塌陷区内的巨块矿石。为减少前期剥离投入、缓解剥离境界外修路难的问题，结合环山贴坡布置螺旋型阶梯状剥离台阶、道路融 入山坡剥离境界等思路，利用3Dmine软件建模研究，优化确定了720剥离境界。同时，通过生产计划上图标识，及时更新协同作业区，实时微震监测地下采区和GPS监测塌陷区岩移等技术措施，实现了矿山协同开采的 动态监测与预警。研究表明：所提出的优化剥离境界思路和一系列露天与井下协同开采技术方案，解决了该矿当前的生产难题，为该矿露天与井下协同作业提供了安全保障，可为类似矿山提供有益参考。     

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。     

栾川县矿集区骆驼山锌铜多金属矿床地质特征及成因

河南省栾川县骆驼山锌铜多金属矿位于华北陆块南缘与北秦岭造山带的结合部位，栾川矿集区西北部，南泥湖钨钼矿床外围西侧。矿区主要赋存有硫铁矿、锌铜矿，伴生白钨矿、辉钼矿、萤石等多种矿产 。为了对骆驼山锌铜多金属资源总体情况进行可靠的预测评价，利用骆驼山锌铜多金属矿已有的小比例尺地形地质图、钻孔资料、地球化学数据、重力数据、磁法数据、电法数据等，建立了多元地学信息三维地质模 型，对成矿有利部位进行了定量预测，并进行了深部工程验证，深部找矿工作取得了重大突破。根据最新勘查成果，在骆驼山锌铜多金属矿区深部及外围控制了4条锌铜多金属矿体，新增资源量铅金属量3.97 万t、锌 金属量56.97 万t、铜金属量3.61 万t、银金属量30.68 t，为一大型锌铜多金属矿。综合研究认为：位于栾川矿集区的骆驼山锌铜多金属矿床与周围的钼钨铅锌矿床成矿物质来源相似，属于同一岩浆—热液成矿系统 ，为岩浆热液交代型层状矽卡岩型矿床。成矿系统自深部至外围表现出明显的分带性，即深部为南泥湖岩体，岩体内外接触带为南泥湖钨钼矿床，中上部（600~1 500 m范围）为矽卡岩型铜锌多金属矿床（中高温）， 上部为脉状铅锌银矿床（1 500~2 500 m范围）。骆驼山（锌铜多金属）矿床位于成矿系统中上部（600~1 500 m范围）中间过渡带，仅为其中的一部分，找矿潜力巨大，沿背斜轴向西，以及背斜的北翼均有成矿的可 能，通过进一步勘查有望成为一个超大型锌铜多金属矿床。