“三软”条件下金矿采场结构参数优化研究

为了解决贵州某金矿上向水平分层胶结充填法存在的问题,以采矿方法的优选和采场结构参数优化为切入点,采用室内试验、数值模拟和理论分析方法,构建了基于未确知测度理论的采矿方法优选模型,最终确定采用下向中深孔落矿嗣后充填法进行开采,可以有效扩大矿山生产能力,提高矿山经济效益。在此基础上,根据下向中深孔落矿嗣后充填法的特点、开采经验和矿体特征,采用数值模拟软件FLAC3D开展采场结构参数优化,从采场顶板下沉、应力分布、塑性区范围等方面综合评估采场稳定性,得出采场结构合理的参数为采场宽和高为4.5m×15m或5m×13m,采场沿走向布置,长度为100m。随后对采场生产能力和充填能力进行验证,证明选用的采矿方法和采场结构参数完全可以满足生产需求。研究成果对“三软”条件下金矿采场结构参数的优化选取具有重要的指导意义和参考价值。     

某铁矿采矿方法优选及采场结构参数优化

以某铁矿为工程实例,根据该矿的开采技术条件,初选了垂直深孔球状药包落矿阶段矿房法、阶段强制崩落法、无底柱分段崩落法三种初选方案。然后运用双基点决策理论选取相应的技术经济指标综合比对三种方案,确定最适合该矿的采矿方法。最后运用数值模拟方法对采场结构参数进行优化。研究结果表明,运用双基点法决策理论对采矿方法进行选择,能避免采矿方法选择的主观性,同时经现场实践证明所选取的采矿方法有效,采场结构参数合理。这些研究成果可供矿岩条件类似矿山借鉴使用。     

复杂采场结构参数数值模拟及采矿方法优化

复杂采场存在矿岩强度低、侧帮与顶板易坍塌等风险,其采场结构参数的确定及采矿方法的选择是当 今采矿技术的一大难题。 以某铁矿复杂采场为背景,进行采场结构参数数值模拟及采矿方法优化研究。 首先进行岩 体力学实验和现场结构面调查分析,在此基础上采用 BQ 值分级法进行采场岩体质量分级;然后基于岩体质量分级结 果,按采场宽度分别为 10、12、14、16、18 m,采场高度分别为 15、20、30、45、60 m,分为单矿房、两矿房、三矿房、四矿房 开采等 4 种情况,分别对每种情况下采场应力、位移、塑性区分布云图进行模拟计算和对比分析,以确定合理的矿房宽 度和长度参数;最后结合分析结果并考虑安全及经济等因素,提出 2 种回采方案。 研究结果可为类似采场结构参数的 确定及采矿方法的选择提供参考。     

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。     

大直径深孔嗣后充填采矿法的应用

介绍了大直径深孔嗣后充填法在金源公司在开采J5角砾岩体中的应用。根据矿体的性质,设置该采矿方法的结构参数,并在试验采场进行了试验,确定了爆破、充填、通风等参数,得到了矿块生产能力300~500 t/d,深孔凿岩台数45 m/台班,崩矿量15.9t/m,炸药单耗0.35 kg/t,直接采矿成本34.03元/t的技术经济指标。     

分段崩矿阶段空场嗣后充填采矿法采场结构参数的数值模拟研究

采场结构参数的优化对提高矿山生产效率、降低生产成本和保证矿山生产安全起着重要的作用。根据某矿山开采技术条件,针对采矿方法的采场结构参数,采用FLAC数值模拟软件模拟了不同采场跨度条件下的最大拉应力、竖直位移、塑性破坏区范围的大小,确定采场跨度最优为10 m,为矿山的安全高效生产提供依据。     

软弱围岩下某中厚及厚大矿体采矿方法研究

某矿区位于湖区水体下,主要为金铜矿,且矿石品位较高,矿体属于软弱围岩下的中厚及厚大矿体,且顶板围岩稳固性较差。结合矿体具体的赋存条件及现有的开采技术条件,采用数值模拟软件FLAC^3D对机械化分段中深孔落矿嗣后阶段充填采矿法、浅孔留矿嗣后充填法、上向水平分层充填法3种采矿方法进行了采场参数研究。通过对6种模拟回采过程中的围岩应力和位移比较,初步确定采场宽度、长度参数分别为14 m、40 m;以初步确定的采场参数为基础,通过最大与最小主应力、顶板与矿柱位移最终确定出3种采矿方法对应的采场宽度均为14 m、长度分别为40、40、42 m;并且随时监测顶板及矿柱的应力、岩移情况,加强顶板管理,及时充填。最后提出下阶段的主要工作是确定合理充填体强度及充填材料。     

某铁矿深部采矿方法优化研究

为尽可能提高某铁矿深部开采回采效率,对其进行了综合研究分析。根据矿山的赋存、现阶段开采情况及各底部结构的设计参数,结合采场的高度、深孔凿岩的工程量确定在高度小于40m时采用盘区分段凿岩阶段空场嗣后充填法;当高度大于40m时采用盘区大直径深孔阶段空场嗣后充填法。底部结构优化后,拉底高度为3.0~3.5m,采场拉底完成后进行深孔施工,出矿效率明显改善。     

姑山矿业公司后和睦山矿段开采方案研究

根据马钢姑山矿业公司后和睦山矿段的矿床开采技术条件,确定无底柱分段崩落与诱导冒落相结合作为和睦山矿体首采段的采矿方法,双工作面回采诱导冒落法为其采矿方案。采用较大结构参数（-150 m分段采场结构参数为15 m×12.5 m,-162.5 m分段采场结构参数为12.5 m×12.5 m）与诱导冒落技术,确定了采准工程施工顺序和回采顺序并进行了试验采矿工程,对松软矿岩采准巷道提出掘支技术措施,保证了采矿工作的顺利进行。     

高峰矿深地中部矿段采场结构参数仿真优化

高峰矿深地资源的开发利用关键是合理确定矿山开采的结构参数。运用数值分析方法,建立5种采场结构参数的深地中部矿段的三维力学模型,获得了不同参数下的中部矿段开采的应力、位移和塑性区演化规律。研究结果表明:①优化的采场结构参数长度为20m,宽度为矿体厚度;②在阶段内需要分段或分层开采,减少开采扰动的影响,提高采场安全稳定性;③加强上下盘的超前支护,保护采场出矿安全。     

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。     

大直径深孔空场嗣后充填法采场结构参数优化及稳定性分析

大直径深孔空场嗣后充填法是安全高效开采倾斜极厚矿体的有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以Jama铜矿1 000万t/a超大规模地下开采为工程背景,利用Mathews稳定图法计算了采场稳定区间和水力半径,并基于“隔三采一”的开采方案,采用FLAC3D软件开展了4组采场结构参数条件下的采场稳定性数值模拟,从而优选出合理的高中段大采场结构参数。Mathews稳定图法采场顶板、侧帮暴露尺寸与水力半径的关系分析表明,当采场顶板跨度为15 m、中段高度为100 m时,采场长度应小于46 m。数值模拟结果表明：二步骤矿柱宽度从15 m增加至19.5 m时,采场顶板的位移、塑性区体积随着跨度增大而增加,底部结构堑沟的两帮安全系数较低且易发生部分剪切破坏。数值模拟与Mathews稳定图法分析结果一致,确定了大直径深孔空场嗣后充填法的最优采场结构参数为采场长度45 m,一步骤矿房宽15 m,二步骤矿柱宽18 m,采场高100 m。研究结果为实现倾斜极厚矿体高中段大采场安全回采提供了理论支撑。     

大直径深孔开采关键技术优化研究

为探索低品位厚大矿体大直径深孔开采最优方案,全面改善大直径深孔开采的技术经济指标。以乌兰矿低品位厚大矿体开采为研究对象,优化研究大直径深孔开采凿岩硐室布置方式、炮孔布置孔网参数、底部结构大直径深孔一次爆破成型工艺,开展采矿方法现场工业试验,验证优化方案的可行性并获取相关的技术经济指标。研究结果表明：凿岩硐室点柱宜采用中央条柱布置方式,条柱宽度为2 m,采场炮孔可全部设计施工为垂直孔。沿采场宽度方向布置6排炮孔,炮孔排间距宜调整为3 m,采场炮孔设计总量明显减少;大直径深孔自凿岩硐室底板施工至堑沟底部结构,通过大孔爆破崩矿一次形成堑沟底部结构,大幅降低采场采准周期。低品位厚大矿体大直径深孔开采关键技术优化,可改善低品位矿体大直径深孔开采技术经济指标,为同类矿体的高效开采技术提供借鉴。     

铜绿山矿深部矿床上向分层开采采场结构参数优化

确定合理的采场结构参数是安全高效地开采深部矿床的难点问题。为研究其影响机制,以铜绿山矿ⅩⅢ号矿体的深部开采为研究目标,选取深部典型矿岩进行岩石力学参数测试,基于岩体RMR分级结果、经验公式以及经验系数,得到区域内岩体力学参数;针对影响采场结构的3个主要因素,设计9组正交试验,运用FLAC3D数值模拟,结合每分层可采矿量,对比分析竖直位移分布、水平位移分布、塑性区域分布、最大主应力分布等力学响应指标。结果表明:在中段埋深一定的条件下,矿房宽度10 m,矿柱宽度8 m,分层高度5 m为适宜采场结构参数。     

地下铀矿开采方法的数值模拟技术研究

以南方某铀矿床的开采为研究对象,对可选用的留矿法、房柱法和分段空场法进行了初步分析筛选。在初步研究的基础上,对更适用的房柱法和分段空场法进行数值模拟计算研究,优化采场结构参数。综合分析和比较二者的安全性、开采效率和经济技术指标,最终确定分段空场法是该采场的最优采矿方法。     

分段矿房嗣后充填采矿采场结构参数优化研究

针对刘塘坊铁矿现有采矿方法存在人员、设备在采场 顶板下作业不安全的问题,推荐了分段矿房嗣后充填采矿方 法,并应用 Mathews图解法对采场结构参数初选.在初选 结果的基础上,按照采场跨度取５０m、４０m、３０m 和间柱宽 度取６m、７m、８m 得到９个组合方案,应用 FLAC３D软件对 ９个采场结构方案进行采场结构稳定性分析;最后,从安全 和经济角度对９个组合方案进行综合比较,确定最优的采场 结构参数为:采场长度４０m,采场宽度２０m,间柱厚度７m.     

基于地压控制的南平钽铌矿矿体开采规划

本文首先根据矿体赋存条件和矿岩体稳固情况,对南平钽铌矿475m水平以上的31#矿体进行了开采区段划分,提出了相应的采矿方法和采场结构参数,并采用专家系统方法,预测了采场顶板和矿柱的稳定性和可能的破坏模式;在此基础上,采用数值模拟方法,对采场结构参数和回采顺序进行了优化,确定了适用于31#矿体的采场结构参数和矿体回采顺序,并给出了475m水平以上31#矿体的矿块布置方案.     

三山岛金矿分段空场嗣后充填采场结构参数设计

合理的采场结构参数是保证深部矿山安全高效生产的前提。为应对深部金属矿山高应力、岩体质量变差这一问题,提出了一种分段空场嗣后充填采场结构参数设计方法。以岩体质量分级为基础,借助RMR临界跨度图表和Mathews稳定性图表初步确定采场结构参数;利用RS2数值软件和Mathews稳定性图表对采场稳定性进行分析,最终确定最优采场结构参数。以三山岛金矿分段空场嗣后充填法采场为研究对象,利用Q、RMR和GSI 3种岩体质量评价方法对采场矿岩进行岩体质量分级,并估算了其岩体力学参数,在此基础上计算得到两种采场结构参数方案,对最易发生失稳破坏的上盘围岩进行了稳定性分析,最终确定8 m×15 m×15 m作为最优尺寸,为矿山采矿方法设计提供了一定的依据。     

某地下矿山分段空场法地下开采对上覆岩层稳定性影响分析

为了确保某矿山生产中分段空场采矿方法安全使用的可靠性及合理性,要对采场结构参数进行优化,这对提高矿山生产效率、降低生产成本和保证矿山生产安全起着重要的作用。根据某矿山开采技术条件,针对不同的采场结构参数,采用FLAC3D数值模拟软件模拟了不同采场长度条件下的应力、塑性扰动区范围的大小,确定采场最适用、最合理的长度为50m,同时分析了地下矿体开采对上覆围岩稳定的影响,为矿山的安全高效生产提供依据。     

高寒矿井复杂难采矿体采矿方法研究与选择

某铜矿具有高寒矿井、开采技术条件复杂等特点,其矿体中厚难采且品位不高,目前采用传统的浅孔留矿嗣后充填采矿方法已经不再适应其生产要求。本文进行采矿方法的专项研究,根据矿体开采技术条件,选择分段空场嗣后充填和点柱式上向水平分层充填两种采矿方法并进行技术经济综合比较,推荐采用沿走向的分段空场嗣后充填法。根据生产实际确定的采场结构参数,通过Mathews稳定图法进行采场稳定性分析,反演结构尺寸和采矿方法选择的合理性。经研究表明,该采矿方案为实现矿山"安全、高效、经济、环保"的开采提供了借鉴意义,具有很好的实用性和推广性。