上向水平分层进路充填采矿法在杜达铅锌矿的应用

杜达铅锌矿100 m中段矿体构造发育,厚度较大。为确保矿山安全高效回采作业,同时降低采矿贫化率和损失率,提高资源回收率,提出了上向水平分层进路充填采矿法。沿矿体走向划分盘区,盘区内自矿体下盘向上盘每隔4～6 m划分一个采场,采用间隔式进路回采结束后进行接顶充填,充填体养护后进行下一循环的回采工作。上向水平分层进路充填采矿法在杜达铅锌矿100 m中段成功应用,以进路为回采单元,缩小了采场暴露面积,控制了顶板,保证了作业人员和设备的安全,并且提高了采场生产能力,将损失率与贫化率降低到10%以内,提高了资源回收率,矿山经济效益显著提高。实践表明,上向水平分层进路充填采矿法是开采倾斜中厚破碎矿体的一种有效方法。     

基于MIDAS/GTS的上向水平分层充填法结构参数优化

利用MIDAS/GTS软件对杨林坳矿上向水平分层充填法的结构参数进行优化,包括采场结构参数及上向进路充填法进路规格的优化,以确定适合杨林坳矿体开采技术条件的采场结构参数。模拟结果表明,合理的采场结构参数为矿房宽15 m,矿柱宽10m;进路规格为3m×3m。合理的结构参数确保了矿山开采的安全,对同类矿山的生产设计工作有一定的指导作用。     

分步骤交错式上向分层充填采矿法

针对倾角处于20°～30°,厚度在10 m～15 m范围内的缓倾斜中厚不稳固难采矿体,用进路法可以安全开采,但充填时频繁的接顶严重影响产能,分层充填开采效率虽高,但人员设备的安全无法保障。通过研发分步骤交错式上向分层充填采矿法,巧妙地将分层和进路两种方法结合在一起,既能发挥分层开采生产能力大的优势,又使进路开采后的充填接顶工作的安全得到很大程度的保障。现场应用结果表明,该方法通过分层和进路两种不同的开采手段交错式布置,既遵守了安全采矿原则,又确保了矿山产能,单采场综合采出能力达到113 t/d,贫损指标均得到良好控制,贫化率为7.8%,损失率为5.4%。     

采场点柱回收数值模拟研究与应用

三山岛金矿是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山逐步采用上向分层进路充填采矿法取代点柱式机械化上向水平分层充填法开采,并在接顶充填后将采场内点柱进行回收。通过FLAC3D数值模拟方法,计算和分析点柱回收后采场顶板变化和稳定性,提出最优回采方案,为三山岛金矿直属矿区点柱回收提供了技术支持。     

大昌矿业上向分层采矿法工艺优化研究

在矿山开采中，上向分层充填采矿法应用较为广泛，传统的上向分层充填采矿法每班作业人员进入采场进行凿岩落矿，采场顶板局部稳固性难以保证，大块率较高，需要进行二次破碎，工作效率低，施工成本高。为克服上述问题，采用逐层挤压、光面爆破采矿方法，再进行采场顶板光面爆破。这种方法大块率少，爆破成本低，采场顶板较为平整，减少对围岩的扰动，保持围岩的稳定，作业人员在采场内施工较为安全。     

基于CMS空区探测技术的上向分层充填采矿法工艺优化研究

为了应对某矿山顶板岩层破碎、采场稳定性难以控制的工程特点,以现有矿山开采技术条件为基准,从待充填空区三维激光探测、充填材料的选择、充填浓度配比的优化、料浆的制作与输送、上向分层充填工艺的改进等角度对该矿充填采矿法进行优化。通过多环节的技术更新优化,有效降低了该矿山的资源浪费、财产损失以及安全生产事故隐患。本文对该矿上向分层充填采矿法的充填工艺和材料进行了详细阐述,以期对类似复杂工况条件的矿山起到一定的参考作用。     

破碎围岩海底金矿安全高效开采设计及稳定性分析

针对三山岛金矿矿体上下盘围岩破碎易垮的问题，对采空区进行综合治理后再开采，以确保后续作业安全高效。首先确立了二次开采的基本原则，对矿段区域进行了划分，并结合矿山现有的系统工程和已开采情况确定首采区域；然后对首采区域的矿体、断层、破碎带及井巷工程进行了三维精细化建模，根据现场工程地质和开采技术条件进行预留矿柱上向进路充填采矿法设计，并基于数值模拟进行二次开采的稳定性分析。研究表明：预留矿柱上向进路充填采矿法能够降低二次回采的采动影响，实现海底矿床安全高效开采；经济技术指标中损失率降低至14%,贫化率降低至4%,采场生产能力提升至110 t/d。     

基于CMS空区探测技术的上向分层充填采矿法工艺优化

为了解决某矿山顶板岩层破碎、采场稳定性难以控制的问题,以现有矿山开采技术条件为基准,从待充填空区三维激光探测、充填材料的选择、充填浓度配比的优化、料浆的制作与输送、上向分层充填工艺的改进等角度对充填采矿法进行优化。通过多环节的技术更新优化,有效降低了该矿山的资源浪费、财产损失以及安全生产事故隐患。对该矿上向分层充填采矿法的充填工艺和材料进行了阐述,以期对类似复杂工况条件的矿山起到一定的参考作用。     

上向进路充填采矿法在镇北铁矿的应用及优化研究

镇北铁矿二期工程23#矿体-350～-320 m水平原设计采用阶段充填采矿法进行回采，现改为上向进路充填采矿法，缩短了采准切割时间，并通过采矿方法优化，矿柱采场采用尾砂废石混合胶结充填，矿房采场全部采用废石充填，大幅节约了充填成本，并减少了废石的提升量，进一步节约了废石的提升运输费用。此外，在回采过程中，根据采场围岩结构变化，灵活采用分段回采、留设临时矿柱等措施，确保了采场长进路、高分层回采落矿安全。     

白象山铁矿采场结构参数的数值模拟优化

白象山铁矿的水文地质条件复杂,采用分层进路充填法开采。利用FLAC3D模拟软件建立流固耦合模型,分析了采场跨度、进路宽度、分层高度和充填体类型对采场顶板稳定性的影响。对模拟结果的极差分析表明,采场跨度对采场顶板的最大沉降量、最大拉应力和塑性区破坏高度起决定性作用,其次是充填体类型、分层高度和进路宽度;最优方案为采场跨度30m,进路宽度10m,分层高度10m,用灰砂比1∶8的胶结尾砂进行充填。     

西山分矿下向构筑工艺研究与应用

针对三山岛金矿西山分矿某破碎矿段矿体难开采、原有上向水平进路充填法支护工程量大、作业循环周期长等问题,拟采用下向进路(进路宽3.6 m、高3.0 m)充填采矿法回采该段破碎矿体。通过安全系数法计算出承载层所需C30混凝土或尾砂胶结体厚度,对下向构筑工艺及施工步骤进行了介绍,并在试验采场进行了现场应用。结果表明,下向进路充填采矿法不但减轻了支护成本和支护工作量,同时保障了破碎矿体回采过程中的施工安全性,为破碎矿体安全高效开采积累了宝贵经验。     

盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法应用研究

南京栖霞山铅锌矿采用上向点柱分层充填采矿方法回采,由于随着开采深度的增加,采场顶板及上盘围岩应力集中,引起顶板冒落。为了提高回采作业安全性和回采率,盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法由多个采场组成一个盘区,以进路方式由下向上分层回采,每一分层间隔布置Ⅰ、Ⅱ期若干进路,以每条进路为单元分别进行回采和充填,Ⅰ期进路超前Ⅱ期进路形成阶梯式回采,进路充填不需进行采场接顶,一个采场可间隔布置多个作业面进行采矿和充填。为了有效控制Ⅱ期进路回采时Ⅰ期进路充填体垮塌现象,提出了预留梯形矿柱或连续条形矿柱的回采方案,保证了回采作业的安全。应用研究表明,采场的综合生产能力达到每月6 452t,回采率达到了87.1%,贫化率小于3%,生产能力完全达到了设计的要求。     

充填采矿法应用范围的扩展

论述了充填法采矿的应用范围，已从适用于中厚急倾斜矿体发展到适应复杂多变的矿体。在中厚倾斜矿体的开采过程中，改变人道和溜井在采场面的相对位置，可适应矿体的变化．降低贫化率。通过主采场探边扫盲，在增加很少掘进量的基础上，扩大了采场回采面积。对顶底柱进行回采，可多回收矿产资源。充填采矿法已在凤凰山铜矿取得了良好效果。     

机械化上向进路分层充填法在我矿的试验与应用

针对凡口铅锌矿狮岭顶板矿体和围岩极不稳固的牲，进行了机械化上向进路分层充填采矿工艺的试验研究。实践证明，该采矿工艺具有安全、高效、贫化损失小和技术先进的特点，适用于矿岩结构极不稳固的顶板复杂矿体的回采。     

基于ANSYS-FLAC3D的深部采场结构参数优化研究

为了解决湘西金矿沃溪矿区在深部开采存在的采场稳定性差、顶板冒落等一系列问题, 采用有限元软件ANSYS与有限差分软件FLAC^3D耦合模拟跨度为3 m、4 m、5 m、6 m的4种采场开挖方案, 对比各方案应力、位移、塑性区之间的变化, 优选出深部采场最优跨度。结果表明, 当采场跨度为4 m时, 在采场安全稳定的同时采矿效率最大化。研究结果对同类矿山深部采场结构参数选取具有借鉴意义。     

毛坪铅锌矿下向分层进路胶结充填采场结构参数优化

为探讨毛坪铅锌矿所采用的下向分层胶结充填采矿法采场结构参数的合理性,采用数值模拟手段对不同断面尺寸和不同埋藏深度的采场稳定性进行了计算,系统分析了充填体顶板及采场周边应力与塑性区等的变化规律。研究结果表明：随着进路跨度和采深的增加,进路四周拉应力值逐渐增大,当跨度超过5 m后,拉应力值已非常接近充填体抗拉强度;而当采深达到560 m时,拉应力范围几乎扩展到整个围岩,说明采场稳定性下降,存在拉破坏可能性。从本次计算情况看,在现有采深时（采深400~450 m）,进路最大跨度不宜超过5 m;而如果维持3.5 m的进路跨度持续向下开采,则适用的最大采深应在600 m左右,否则采场的稳定性难以得到有效保证。     

下向进路充填采矿法人工假顶强度及配筋参数研究

构筑人工假顶是下向进路充填安全高效采矿的关键和前提,人工假顶充填体强度与配筋参数相互关联,直接决定着回采作业的安全性与经济性。通过建立顶板多层充填体普氏平衡拱模型,优化下向进路充填假顶所受荷载的计算方法;应用薄板理论及弹性力学理论并结合下向进路充填采矿工艺,解析充填体假顶强度要求;将钢筋混凝土结构设计方法应用于下向进路充填假顶配筋率计算,形成下向充填采矿人工假顶强度及配筋率的整体方案。以某金银矿山大结构参数（5 m×5 m）回采进路为例,提出假顶厚2 m,充填体强度不小于5 MPa,Φ12 mm钢筋（HRB335）网度300 mm×300 mm,配筋率0.106%的技术要求,对合理构筑人工假顶和安全高效应用下向进路充填采矿法具有指导意义。     

龙首矿西二采区回采巷道围岩松动圈现场测试分析研究

龙首矿西二采区计划在1 595m水平开展无底柱分段崩落法工业试验,并已完成了试验采场的部分采切工程,回采进路的稳定性将直接影响到该采矿方法的试验效果。分析进路围岩松动圈的分布规律并对其实际范围进行测定,对于设计和优化进路的支护方式、支护参数有着重要的指导意义。采用不连续变形分析(DDA)方法对西二采区崩落法试验采场回采进路围岩松动圈分布规律进行了模拟研究,模拟结果表明在西二采区地质条件下,回采进路顶部的围岩松动圈范围要大于进路两帮松动圈范围。在此基础上,利用RSM-SY5型超声仪对回采进路松动圈范围进行了声波测试,测试结果表明1 595m水平回采进路的松动圈范围大约在1.3～1.8m,且进路顶部的松动圈实测范围要大于进路两帮松动圈实测范围。数值模拟研究及现场测试的结果为矿山巷道支护设计及优化提供了参考依据。     

充填体对地表沉降控制的研究

基于某煤矿使用煤矸石胶结充填开采的工程实例, 对充填工作面的上覆围岩的移动变形进行了模拟研究。运用Midas GTS建立了三维模型, 采用有限元分析方法研究了充填采场的稳定性状态。研究结果表明: 充填后的工作面上覆围岩的位移为0.0314398 m, 远小于采空区顶板的位移0.101611 m;充填后的顶板基本不产生拉应力, 而空区的最大拉应力达3.47156 MPa。由此可知充填体的加入, 有效的控制了工作面上覆岩层的位移, 使煤层上方650 m的地表不发生沉降;对地应力的控制效果非常明显, 使地应力重新恢复到稳定状态。     

广西高峰公司105号复杂残矿体采矿方法研究

广西高峰公司105号矿体为世界罕见富矿。对105号矿体采空区的治理,主要采用"加固—分割—分区充填"的三步治理方案。残矿回采根据不同区段特点,分别制定了上向水平充填采矿法、分段空场嗣后充填采矿法、进路式充填采矿法、底盘漏斗分段充填采矿法等不同采矿技术方案。并在-151m中段南端进行上向水平充填采矿法试验。试验矿块生产能力达到260t/d,采矿损失率8%,贫化率10%。