充填体下阶段水平矿柱回采顶板安全厚度及进路充填采矿法

为了安全回采松散矿碴及低强度充填体压覆下的阶段水平矿柱,采用古典杨森散体压力理论及矩形等厚薄板力学模型分析了留设顶板受载情况及安全厚度,并通过工程实例进行了验证。结果表明,当上中段破碎底部结构不予回采,下中段顶柱留设安全厚度时,可通过进路式充填采矿法实现水平矿柱的安全开采;其中,下中段顶柱高5 m,采高3.5 m,顶板安全厚度1.5 m,矿石回收率68%,贫化率3%,取得了较好的安全与经济效益平衡。     

大体积充填体下隔离中段凿岩硐室顶板安全厚度研究

充填体下隔离中段矿体大直径深孔采矿的难点主要是凿岩硐室的布置及顶板稳定性问题。对某铜矿山450 m中段矿体,经过方案比较及综合分析,从安全可靠角度出发,确定增设辅助中段布置凿岩硐室方案为最优布置方案,并采用弹性力学小变形薄板理论计算凿岩硐室顶板的最小安全厚度,为矿山隔离中段矿体安全回采提供了依据。     

傲牛铁矿三采区充填体稳定性及间柱回采顺序研究

随着傲牛铁矿三采区矿柱的回采,矿房充填体失去矿柱的侧压限制且暴露面积越来越大,充填体的受力条件发生改变,影响其稳定性,为此需要进行充填体的稳定性及回采顺序优化研究。结合傲牛铁矿的矿岩物理力学性质和矿柱回采方法,对矿房充填体建立力学模型,分析充填体在开采时受力的稳定性,计算充填体的极限自立高度;同时根据现场情况,提出了2种间柱整体开采顺序方案和2种中段间柱回采顺序方案,并对其进行了数值计算分析。计算结果表明:在整体开采间柱顺序上,从下至上开采最优,应力集中程度低,安全性高;在265 m中段间柱开采顺序上,先开采(1)、(3)、(5)间柱,再回采(2)、(4)间柱,位移变化较小。研究成果为现场的间柱回采提供了理论依据。     

吴集铁矿-200m中段矿柱安全回采试验

吴集铁矿-200 m中段以上一步骤采场基本回采完毕,正在进行充填,为了保证生产稳产衔接和积累二步骤矿柱回采经验,急需开展-200 m中段矿柱回采试验。结合赋存条件、矿柱特征,采用分段凿岩阶段空场嗣后充填法,顺利实现安全高效回采,为其他中段矿柱回采提供技术参考。     

基于FLAC~(3d)数值模拟方法的杏山铁矿中段隔离矿柱稳定性分析

杏山铁矿深部开采中采用无底柱分段崩落法和分段凿岩阶段空场嗣后充填法联合开采,为了考察该开采方法的安全性和可行性,以及确定中段水平保安矿柱的合理厚度,采用FLAC~(3d)软件进行数值模拟研究。对模拟结果中塑性区和应力分布情况进行了详细分析。结果显示,-480 m以上矿体开采对下部中段隔离矿柱不会造成损伤,-560 m以上分段矿房回采结束后,下部中段隔离矿柱出现小范围的塑性区和拉应力集中,但塑性区未贯通,拉应力值小于岩体的抗拉强度。因此中段水平保安矿柱厚度在20 m时可以满足安全开采要求。     

安庆铜矿特大型采场充填体稳定性数值模拟研究

安庆铜矿主要采用高阶段大直径深孔回采嗣后充填采矿法。为确保-400～-510m中段西部矿体厚大区域特大型矿柱顺利回采,本文开展了安庆铜矿特大型采场充填体稳定性研究。计算分析了特大型矿柱回采过程中充填体的稳定性,提出了合理的开采结构参数,对矿山生产具有一定的指导作用。     

胶结充填体顶板承载层厚度的尖点突变模型及其应用

下向水平分层胶结充填采矿中,通常采用高灰砂比的胶结充填体作为承载层,承载层厚度对保障采矿 作业安全、降低生产成本具有重要意义。 目前,承载层一般采用简化的梁、板模型计算其厚度,计算结果与工程实际存 在较大差异。 为此,结合某矿山实际,建立了回采进路断面尺寸为 5 m×4 m 的计算模型。 通过数值模拟得到不同承 载层厚度的顶板中点位移值,由此构建了顶板位移尖点突变模型。 结果表明,承载层厚度小于 1. 2 m 时,进路顶板两 侧拐角处形成连续塑性区;承载层厚度为 1. 0~ 1. 2 m 时,位移突变特征值由正值向负值发生跃变。 考虑矿山工程实 际的安全性,最终推荐承载层厚度为 1. 5 m,工程实践表明,此承载层厚度可以满足该回采断面下的安全要求。     

大体积充填体下胶结充填法回采进路参数优化研究

为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。     

充填体下大直径深孔和中深孔联合采矿研究

对于采用大直径深孔嗣后充填采矿法开采后留设的隔离中段上下均为充填体,为解决充填体下安全回采隔离中段矿体的难题,提出了增设辅助中段,采用大直径深孔和中深孔联合回采隔离中段矿体的研究方案,现场取得采矿损失率小于7%、贫化率小于5%,采场综合生产能力大于750t/d的良好指标,既较好控制了凿岩硐室的稳定性,又保证了高效、经济回采隔离中段矿体。     

三鑫金铜矿复杂充填体下留设护壁回采优化研究

目前,湖北三鑫有限公司充填体下间柱回采多采用上向分层充填法,回采中常留设一定厚度护壁减小对两侧充填体影响。为探究矿山预留间柱安全经济回采方案,现针对该公司-370 m中段间柱进行残矿回采研究,提出留设0、0.5、1.0、1.5 m护壁矿体4种回采方案;借助有限差分软件,对该4个方案在-370 m中段进行间柱回采模拟运算,研究了不同方案下采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律;综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益,对比选取出最优的回采方案。结果表明:在间柱回采过程中,矿房两侧预留1 m护壁矿体时,矿房顶板沉降、底板隆起最小且矿房较稳定,同时矿石损失量最小,为最优回采方案,为该矿山残矿回采起到了一定的指导作用。     

阶段矿房法采场结构参数优化研究

平水铜矿采矿方法主要为阶段矿房法,嗣后部分废石充填,在-385m水平以上存在区域较大、状况不明的采空区群,由于1′03采场顶柱发生垮塌,造成1′03采场-335m中段以上的空区直通地表,大量的废石、废渣填充空区,对井下安全生产已造成严重威胁。为此,在矿山岩体工程地质条件研究的基础上,采用多种计算分析方法对-385m中段1′03采场的结构参数进行优化,为确保采场安全回采提供了依据。     

程潮铁矿联合开采隔离矿柱合理厚度研究

程潮铁矿矿体随开采水平下降而逐渐西移, 导致选厂下保安矿柱的矿量逐渐增加。为了保护地表选厂同时尽可能回收矿石资源, 程潮铁矿采用充填法回收保安矿柱和无底柱分段崩落法开采塌陷坑下矿体联合开采回收-430~-500 m阶段矿体。为了防止两种采矿方法交界处的采矿活动相互影响, 采用数值模拟方法, 选取15 m、20 m和25 m厚度的隔离矿柱分别建立了联合开采数值模型模拟开采, 得到联合开采后地表沉降以及充填采场的安全系数, 并对其进行比较。结果表明, 隔离矿柱厚度为20 m时, 选厂地表监测点的沉降值较小, 充填采场安全系数较高, 能够满足选厂和充填采场安全性要求, 同时矿柱压矿量少, 经济效益较优。研究结果能够为矿山的实际生产提供一定的指导。     

空场法转崩落法开采时的矿柱回采及覆盖层形成技术

针对空场法转崩落法开采矿山需要解决的关键问题--开采衔接、矿柱回采与覆盖垫层形成方式,采用数值模拟分析了下告铁矿单采场最大安全暴露面积和应力分布规律,制定了分区、分次采用超长水平深孔,以排距3～4 m,孔底距4.5 m的爆破参数在下盘进行顶柱回采及强制放顶的回采工艺,实现了空场转崩落开采的高效顺利衔接。     

露地联采采场结构参数优化研究

境界顶柱和采场结构参数设置关系到露天和地下联合开采矿山的安全和资源回收率,科学设置采场结构参数具有重要的工程价值。本文以某矿露天地下联合开采工程为背景,在理论分析法计算矿房宽度基础上,结合有关研究成果和矿山开采实际,设计12种境界顶柱和矿房宽度组合方案,采用FLAC3D数值计算软件模拟分析分步开采过程中关键监测点的位移、剪应变增量和塑性区变化规律,探索最佳顶柱厚度和矿房宽度组合。结果表明,随境界顶柱厚度增加,矿房宽度可相应增大,但增大程度有限,矿房极限宽度为18m;矿山最佳方案为境界顶柱50m和矿房宽度15m,30m顶柱15m矿房宽方案次之。     

鸡笼山金矿采场中深孔控制爆破研究

为满足鸡笼山金矿中长期开采规划的要求,结合-130m35#采场的工程地质概况,分别对孔-117m切割槽,1～14排、15～51排落矿中深孔进行了凿岩爆破设计,同时评估了爆破效果。结果表明,鸡笼山金矿中深孔控制爆破设计是成功的,爆破矿石块度大多为0.3m×0.3m,炸药消耗也明显下降,取得了良好的技术经济效果。     

石人沟铁矿露天转地下过渡期采场结构参数研究

为实现产量平衡,石人沟铁矿采用不停产过渡,在垂直方向上露天与地下同时开采。针对这种现状,采用AN-SYS三维有限元数值模拟方法,对北区9种不同的采场结构参数进行数值模拟分析。同时,运用模糊数学理论,建立了考虑安全和经济效益的综合模糊评判模型,最终确立了矿房长度50 m、顶柱5 m、间柱10 m、底柱12 m的最优矿房结构参数,中段回采结果证明采场十分稳定。     

新城金矿Ⅴ#矿体-580 m中段顶柱采矿方法研究

针对新城金矿Ⅴ#矿体-580 m中段顶柱回采存在安全隐患的问题,提出垂直于矿体走向布置采场的上向进路充填采矿方案。介绍了开采方案的盘区及采场划分、采准工程布置、回采顺序、回采工艺和巷道掘进及顶板管理等。为了验证开采方案的正确性,运用振弦式锚杆测力计和钢尺收敛计对采场和巷道的稳定性进行了监测。结果表明所采用的采矿方法是合理的,为顶柱的回采提供了理论依据,具有重要的实践意义。     

某矿分段采场上盘围岩稳定性分析及工程应用

为了保证某倾斜矿体分段采场的安全生产，采用理论分析和FLAC3D相结合的方法对不同条件的采场上盘围岩的稳定性进行研究；分析各参数条件下上盘围岩的当量暴露面积、应力、位移、塑性区分布等指标与采场长度、高度之间的关系；结合岩石强度理论、拉应力区分布面积及位移极限判据提出安全经济的结构参数，并通过工程应用对分析结果进行论证。结果表明：当量暴露面积随采场长度的增长率大于随高度的增长率，当采场长度大于40 m时，采场高度对当量暴露面积的影响权重逐渐增大；当采场长度和高度均为40 m时，其上盘围岩沿采场左右边缘及底部分布拉应力破坏区，最大位移量为41.77 mm，局部逐渐产生了塑性区，但各塑性区未发生贯通，可保持自身稳定。工程应用结果表明，开采过程中上盘围岩在出矿期间未出现剥离和掉渣现象，整体稳定。因此，为了有效保证采场安全和生产效率，建议矿山采场高度选择40 m，长度选择40 m。     

采场结构参数优化与验证

合理设置采场结构参数是矿山企业需解决的技术难题。以大新锰矿西北采区+340 m中段的采矿工程为背景,采用Mathew图法验核现有采场设计参数的合理性,优化了采场结构参数。研究结果为:1矿山矿柱尺寸选取合理,能够保证开采安全;2矿块斜长为60 m时,Ⅰ矿与Ⅱ、Ⅲ矿的矿房沿走向的极限宽度理论计算值分别为13.5,10.8 m;建议在今后采矿设计中矿房宽度取9 m;3合理布置西北采区Ⅱ、Ⅲ矿矿柱与Ⅰ矿矿房采空区位置,使之达到上下对应,减少矿柱不合理布置带来的安全隐患。     

大冶铁矿充填法采场结构参数校核与建议

结合大冶铁矿矿床开采技术条件,对东采-180m水平空场嗣后胶结充填采矿法的采场结构参数进行了校核计算和模拟分析。首先采用力学模型法,将采场顶板简化为简支梁,计算顶板的最大跨度以确定采场结构参数范围,并对矿柱的强度进行计算。其次采用FLAC软件进行数值模拟分析,采用"隔一采一"的开采顺序对矿房和矿柱进行分步开挖,通过对应力分布规律、塑性区和位移变化规律的分析,求解安全系数,并综合开采效率和安全系数等因素,提出了大冶铁矿充填法采场结构参数范围建议。