罕王傲牛铁矿三采区间柱回采方案研究

抚顺罕王傲牛铁矿三采区使用分段凿岩阶段矿房法进行矿房回采,嗣后未进行充填,形成大量采空区。为接续矿山生产,亟待回采矿柱,需要将原有的采空区进行胶结充填。利用FLAC3D软件对不同灰砂比胶结充填后的充填体稳定性进行分析,从安全生产和节约成本方面进行综合考虑,推荐灰砂比选用1∶10~1∶20。矿柱回采使用上向水平分层充填法,针对回采间柱时保留的宽度设计4种方案,分析充填体的应力分布、塑性区及位移情况,最终采用中段空区一次性充填完毕,靠近矿房充填体间柱各保留2 m的间柱回采方案。     

大阶段嗣后充填回采顺序及出矿控制技术研究

以马钢姑山矿后观音山矿体条件为工程背景,采用FLAC2D数值软件分析了嗣后充填法开采矿房引起的围岩应力、变形以及塑性区域变化情况,得到了围岩应力、变形及塑性区域变化规律。对比分析了5种回采顺序方案,确定了盘区矿房回采顺序;并从散体力学方面提出了阶段嗣后充填法出矿顺序,指导了矿山实际生产。     

大庄子金矿缓倾斜中厚矿体采矿方法试验

大庄子金矿的矿体属于缓倾斜中厚矿体，试验采用矿房矿柱两步回采嗣后充填采空区的方法开采，并取得了成功，该采矿法先回采5m宽的矿柱，对矿柱采场的空区用尾砂胶结充填，然后回采8m宽的矿房，矿房采场的空区用尾砂充填，作者详细地介绍了采场结构和回采工艺及所取得主要技术经济指标，试验成功的采矿法现已在大庄子金矿全面推广应用。     

阶段空场嗣后充填采场底部结构受开采扰动规律研究（增刊）

底部结构作为采场的薄弱环节,在阶段空场嗣后充填采矿中需要重点监测,结合某铁矿底部出矿结构巷道的工程实例,借助FLAC3D数值计算软件,分析了阶段空场嗣后充填全过程底部结构受开采扰动规律。开采扰动对阶段空场嗣后充填采场的底部结构稳定性的影响有时效性和阶段性。由于中间的矿柱起到了有效的隔离作用,相邻矿房的开采对底部结构位移的扰动影响程度较小。矿房回采完毕后,对采空区及时充填可有效控制采场的持续变形,同时为下一步矿柱的回采提供了安全保障。     

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。     

阶段空场嗣后充填采场底部结构受开采扰动规律研究

底部结构作为采场的薄弱环节,在阶段空场嗣后充填采矿中需要重点监测,结合某铁矿底部出矿结构巷道的工程实例,借助FLAC3D数值计算软件,分析了阶段空场嗣后充填全过程底部结构受开采扰动规律。开采扰动对阶段空场嗣后充填采场的底部结构稳定性的影响有时效性和阶段性。由于中间的矿柱起到了有效的隔离作用,相邻矿房的开采对底部结构位移的扰动影响程度较小。矿房回采完毕后,对采空区及时充填可有效控制采场的持续变形,同时为下一步矿柱的回采提供了安全保障。     

缓倾斜矿体采空区稳定性数值模拟研究

根据缓倾斜矿体的特征,采用FLAC3D软件对某铁矿1#矿体采空区稳定性进行了充填前后的数值模拟,对空区治理、矿柱回采的方案制定及安全生产具有一定的借鉴作用。     

基于C-ALS实测的采空区稳定性数值分析

采用C-ALS对地下采空区进行探测,准确获取采空区三维形状及空间位置,应用建模软件Surpac构建空区地质模型.在此基础上,利用数据耦合在FLAC3D生成高仿真力学模型,有效提高了采空区稳定性分析的准确性和可靠性.通过井水寨萤石矿采空区稳定性数值模拟分析实践,对井水寨萤石矿+120m水平西区空区进行静力计算,分析空区稳定性,为矿山安全生产提供科学的建议措施.     

某矿山特大采空区下矿体回采方案研究

某矿在长期使用空场采矿法中形成了特大采空区，给矿山生产带来了安全隐患。针对这一难题，根据矿山实际的矿体赋存、开采技术经济条件以及空区特征,对空区下矿体回采方案进行了分析与研究，提出了空场嗣后充填采矿法和上向水平分层充填采矿法2种回采方案。考虑到矿山的实际情况，空场嗣后充填采矿法较优，但矿山空区情况已经不容乐观，应及时对空区进行充填处理。     

国外专利简介

有用矿物矿床的开采方法这种方法是先回采矿房,用胶结充填料充填采空区,随后开采房间矿柱,再充填采空区。为了提高矿体和充填矿体垂直暴露面的稳固性,以加大阶段高度和减少矿石贫化,在开始回采整个矿房矿量之前,沿矿房全长在矿房下部从两侧进行回采。随着矿房的回采减少空区的高度,并形成顶板暴露面,它与水平面所成的倾角要大于崩落矿石的自然安息角,用胶结充填料充填已形成的下部空区之后再回采矿房矿量。从矿     

基于Faro-3DMine及Midas-FLAC3D耦合技术的实测采空区群稳定性分析

采用数值模拟法进行实测采空区群稳定性分析存在建模效率低、数值模拟精度差的问题。介绍了一种高效的实测复杂三维采空区群稳定性分析技术,以北辛庄矿区为例,采用Faro激光扫描仪探测采空区群,经3DMine处理生成矿山三维采空区群模型和多组剖面线,再导入Midas中建模,最后在FLAC~(3D)中进行采空区群稳定性数值模拟。结果表明:基于Faro-3DMine及Midas-FLAC~(3D)耦合技术能高效的对复杂采空区群进行精细化建模,准确模拟分析采空区群的稳定性,为采空区群治理提供了理论依据。     

多中段空区稳定性分析及间柱回采顺序优选北大核心

以甘肃某铅锌矿为工程背景,针对矿山复杂条件下多中段采空区中遗留大量高品位的矿柱,如何安全高效回采残矿已成为提高矿山安全和经济效益的重要因素,通过对回采方案及复杂采空区的稳定性进行分析,探究最佳矿柱回采方案和回采顺序。根据研究区域的矿柱数量,对中段间、中段内开采顺序及方向进行组合,最终得出14个方案,并通过选取矿山的矿岩样品和尾砂,进行岩石室内力学参数试验,得出相应力学参数,并根据井下实际情况建立FLAC^(3D)模型。将折减后的岩体力学参数带入FLAC^(3D)数值模拟软件中,从应力、位移和塑性区等方面分析采区的稳定性,从而优选出中段自下而上、中段内采取隔一采一、由中间向两翼回采的方案。     

急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术研究

针对急倾斜中厚破碎矿体采用浅孔留矿法开采时,存在的采场作业安全条件差、矿石损失贫化大等问题,以锡林浩特萤石矿为工程背景,从岩体可冒性、工艺方法改进、冒落防控等方面对急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术进行了系统研究。通过矿岩可冒性分析,构建了岩体冒落力学模型,计算得到极限冒落跨度值为5.4~6.4 m,小于矿体的平均厚度（7 m）,存在冒落事故风险;从回采作业安全及损失贫化控制角度出发,提出了以垂直深孔落矿阶段矿房法为主的空场嗣后充填开采工艺,给出了采场结构布置方法,采用分段崩矿、中段及阶段出矿方式,确定的合理崩矿步距为1.56 m;在此基础上,分析了采空区顶板冒落冲击风险,计算得到采空区顶板岩体冒落形成的冲击气浪值为34.96 m/s,远远超过了《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423—2020）规定的数值,给出了防治冒落冲击灾害的安全散体垫层铺设方法,确定的合理散体垫层厚度为3.3 m。通过现场工业试验,采场作业安全,矿石回采率提高了7.31%,贫化率降低了7.66%,经济效益显著,可实现该类矿山安全高效开采。     

缓倾斜极薄矿体采场结构参数优化研究

为进一步提高山东黄金矿业（鑫汇）金矿缓倾斜极薄矿体采场结构的稳定性，对双侧抛掷嗣后充填采矿法的采场结构参数进行了优化。利用有限元分析软件FLAC3D，并结合矿体实际情况，设计了1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m采场宽度结构等5个方案，计算并分析不同条件下开挖后的最大主应力及最大位移来实现采场结构参数优选。研究表明：随着回采宽度增大，第1步回采后产生的应力和破坏范围明显增大，顶板的下沉位移逐渐增大，在采幅为2.5 m和3.0 m的方案中，在第4步和第5步回采完成应力重新分布后，周边围岩应力呈现上升趋势，有潜在的岩爆风险。在不同的回采过程中，围岩中的应力存在释放的过程，使应力分布达到新的平衡状态。同时经过数据对比分析，针对采用双侧抛掷嗣后充填采矿法的缓倾斜极薄矿体，采场结构参数设置为1.5 m为最佳方案，可确保矿山安全高效生产。     

陕西徐家沟铜矿破碎矿体出矿巷道间距研究

出矿巷道间距问题不同于一般的平行巷道间距问题,目的是在矿石回收率和出矿巷道稳定性间取得平衡。以陕西徐家沟铜矿破碎矿体为工程背景,联合利用放矿实验和FLAC3D数值模拟确定出矿巷道间距。根据椭球体放矿理论进行放矿实验并获得放出体形态参数;在此基础上通过数学回归得到放出体偏心率方程,放矿高度50 m时,放出体b轴长6.53 m,按照放出体高分段排列确定出矿巷道的理论间距为15.1 m。考虑到矿体破碎、采场顶板不稳,按照"本中段矿石尽量在本中段回收"的原则,选择10 m和12.5 m 2种间距进行FLAC3D数值模拟。结果表明:采用12.5 m的间距时,既能最大限度保证出矿巷道的稳定,又能提高矿石回收率。     

大垮塌原矿仓修复治理稳定性分析评价

原矿仓放矿过程中矿石的冲击和磨损易造成原矿仓的变形、失稳和垮塌。针对这种问题,采用BLSS-PE矿用三维激光扫描仪对某矿山大垮塌原矿仓进行三维激光扫描,精确地建立起原矿仓的三维可视化模型,获得其形态、边界和位置等信息。基于原矿仓的修复方案,运用FLAC3D软件对原矿仓垮塌破坏情况进行数值模拟,掌握了附近围岩的地压分布状况,重点分析了原矿仓修复治理过程中整体结构的稳定性。数值模拟结果表明:采用双控锚索+锚网喷联合支护修复治理方案,原矿仓的破坏得到有效限制,围岩的稳定性也相应提高,同时破坏区域围岩的受力状态得到了改善,保证了作业人员安全,治理效果明显。     

复杂采空区群影响下露天边坡稳定性特征及危险区区划研究

为研究复杂采空区群影响下的边坡稳定性特征,针对银山露天矿现状边坡与二期边坡,采用FLAC3D三维数值模拟方法,基于复杂采空区群与露天边坡形成历史的返演,计算了固定长高比的三维边坡模型在不同边界约束下的安全系数,并分析了复杂采空区群影响下边坡的整体稳定性特征以及单个采空区对边坡局部稳定性的影响,从而对露天矿开采过程中边坡岩体潜在危险区域进行了分类区划。研究成果为银山露天矿山安全生产防控提供了可靠依据。     

矿柱回收对空区稳定影响分析

矿柱回采的研究对采空区处理过程中的围岩稳定性、安全性具有重大意义。内蒙某金矿702矿房已开采完毕,701已开采到1140水平,形成701、702空区,进一步开采1130水平以下矿石或抢采7号临时矿柱,可能存在一定风险。将SURPAC软件建立的三维可视化地质模型导入到FLAC3D软件中进行计算,得到了比较全面的数值计算结果,能够比较准确地反应采空区围岩的应力应变状态,结果显示可回收7号矿柱且回收后采空区状态稳定,对采空区治理及矿山的安全生产具有积极的指导作用。     

基于拓展的Mathews稳定图法和数值模拟的采空区稳定性分析

某铅锌矿经多年开采遗留下一些未处理采空区,为进行后续开采,现需对采空区进行稳定性研究。通过拓展的Mathews稳定图法、FLAC3D数值模拟软件进行研究,并基于Mathews稳定图法分析暴露时间对采空区稳定性的影响。以矿山三个未处理采空区作为研究对象,利用RMR和Q＇值进行岩体质量分级,根据获得的岩体力学参数,使用增加了稳定性等概率线的Mathews稳定图,计算出采空区顶板及上盘的稳定性及稳定概率;计算考虑暴露时间的采空区稳定性概率,进行比较;利用FLAC 3D数值模拟软件对采空区进行稳定性数值模拟分析,并与Mathews合成图得出的结果进行对比。结果表明：综合Mathews稳定图法和FLAC 3D数值模拟,6204采空区顶板评价结果为不稳定,其他采空面均为稳定;随着暴露时间的增加,采空区稳定性随之降低,且对岩性较差的采空区有较大影响;拓展的Mathews稳定图法与数值模拟可以相互验证,综合分析采空区的稳定性。