高应力环境下深部金属矿整体规划的思考与展望

我国现有的矿山开采规划主要是基于浅部矿床开采实践所形成的,通常只考虑经济与工程因素。在采矿全生命周期开展开采规划,优先获取高品位的矿石,从而获得最大经济效益。深部开采处于"三高一扰动"引起的复杂地质力学环境,高地应力的影响是深部矿山开采规划重要因素。本文开展了对深部高应力环境下金属矿整体规划领域的文献调研和问题探讨。首先,以实现矿山资源开发投资价值为目标,从战略规划与战术规划两个维度分层次讨论了深井矿山从整体到局部设计的过程,适用于一般深部矿山开采的全生命周期规划,并重点分析了岩石强度时效性对于开展深井矿山整体规划具有重要的现实意义。其次,阐述了当前国内外深井矿山在高应力条件下的设计与布局,正"V"型及倒"V"型采矿顺序应用于深部均未能兼顾"改善应力状态"与"获取最大净现值",理想的四周型开采顺序不失为一种兼顾的采矿布局,但在实际开采应用过程中,工程布置及采场应力状态还需进一步探讨。最后,指出了整体规划模型中的应力预测与校准对于预测高危险区域及指导深部开采规划的重要意义。在深部矿山开采规划中充分考虑高应力环境的工程影响,如何将高应力环境及其随开采过程的演变规律完全融入到开采规划中,还需开展进一步研究工作。     

深部上向进路充填采矿的回采顺序优化模拟研究

深部开采的最直接威胁是岩爆动力灾害,尤其是上向进路采矿方法的不合理回采顺序会造成更为严重的岩爆灾害现象。针对会泽矿业矿山厂深部上向进路充填采矿的回采顺序,采用数值模拟方法,基于模拟的应力变化特征、围岩移动发展特征、塑性区发展特征三个评价对象,开展深部回采顺序优化的模拟对比分析研究。模拟研究结果表明,“隔一采一”方案在整个回采过程中不断将高应力集中区域向远处推移,整个回采过程都处于一个低应力范围内,对于整个卸荷塑性区的发展推动作用更为明显,对采矿范围内岩爆动力灾害的调控也最为显著。     

凡口矿深部高应力区岩爆防治研究

岩爆的预防和控制对深部高应力区矿床的安全开采具有十分重要的意义。根据凡口铅锌矿深部矿岩体的物理力学性质及地应力场特性,对凡口矿深部矿床开采的岩爆防治措施进行了研究,并应用三维弹塑性有限元程序对各种防治措施引起的应力分布进行了数值模拟分析,以期为凡口铅锌矿深部矿床开采的岩爆控制提供决策依据。     

会泽铅锌矿深部开采岩爆影响因素分析

云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿是我国一个1000m深井矿山,该深井硬岩矿山开采的基本问题要素就是高地应力、构造发育.阐述了矿山的基本地质条件.通过现场调查,发现深部开采岩爆影响的主要因素是由于工程岩体性质和人工开挖引起应力重分布所致,描述了岩爆特征,总结了发生岩爆的基本规律,为建立微震监测系统提供了基本资料,同时为选择合理的采矿方法和岩爆控制技术措施提供了重要依据.     

深井大规模矿床开采岩爆控制策略研究

随着大规模矿床的开采,在高应力作用下,不断的产生破坏性岩爆等灾害,严重制约着这些矿床的正常生产。针对国内矿山即将进入1500m深度的千万吨级生产规模,本文对深井大规模矿山的采矿战略进行了研究,制定了深埋大规模硬岩矿床采矿的工作程序。设计阶段要遵守原则,如井下工程布置,采矿方法选择,实时监测系统布置等;生产阶段主要致力于日常矿山微震风险的管理工作,建立微震监测系统,调查破坏事件,分析应力场变化规律与预测风险区域,最终采取针对性的支护技术,合理安排出矿计划和特定工作环境下作业人员技能的培训等应对策略。     

深井大规模矿床开采岩爆控制策略研究(2015-6增刊)

随着大规模矿床的开采,在高应力作用下,不断的产生破坏性岩爆等灾害,严重制约着这些矿床的正常生产。针对国内矿山即将进入1500m深度的千万吨级生产规模,本文对深井大规模矿山的采矿战略进行了研究,制定了深埋大规模硬岩矿床采矿的工作程序。设计阶段要遵守原则,如井下工程布置,采矿方法选择,实时监测系统布置等;生产阶段主要致力于日常矿山微震风险的管理工作,建立微震监测系统,调查破坏事件,分析应力场变化规律与预测风险区域,最终采取针对性的支护技术,合理安排出矿计划和特定工作环境下作业人员技能的培训等应对策略。     

地下采矿岩爆原因的新认识

深部采矿有时会发生岩爆。简述了传统的岩爆预测方法。以实际工程资料为基础，通过理论分析，提出了采矿洞窟周边各向应力均达到或超过洞窟周边岩体极限压碎强度时就会发生岩爆的结论，并根据此结论总结出了可有效预测岩爆的极限应力均衡法，并给出了一种洞窟周边各向应力计算新方法。用此新方法预测岩爆的结果，与实际情况有较好的吻合性。     

深井矿山有岩爆倾向的巷道加强支护研究

由于高应力、高温度等复杂的地质条件作用,深部开采诱发了各种地质灾害,尤其是岩爆产生的破坏影响尤为严重,不但给矿山生产造成了严重威胁,而且严重制约着矿山的生产能力及采矿成本。基于国内外发生岩爆矿山的地质及开采概况,对岩爆发生的主要影响因素进行了分析与探讨,并对有岩爆倾向性的井下巷道等工程提出了针对性的加强支护方案,为后续井下巷道的支护方式提供借鉴。     

金川镍矿充填采矿技术的发展

金川有色金属公司所属地下矿山在高地应力区复杂的地质条件下,坚持以胶结充填采矿为基础,依靠科技进步,不断地探索新的采矿方法和回采方案,提高采矿效率;试验研究充填新工艺、新技术、新材料,完善充填系统;深入研究充填体力学作用机理,强化岩石力学与工程的研讨;发展机械化胶结充填的相关技术;建立现代化的矿山管理方法。经过多年的发展,逐步形成了一整套十分有效的、标准化的开采模式,实现了不留矿柱大面积下向连续回采,并且达到了高产高效和低损失、低贫化的目标。但是,对未来的深部开采仍面临着许多挑战。     

我国金属矿山深部开采发展现状及对策研究

随着资源需求量日益增加,浅部资源逐渐枯竭,采矿向深部发展已成大势所趋。随着开采深度增加,开采导致的各种问题接踵而至,特别是对地下开采有重要影响的"三高一扰动"问题特别突出。针对国内现阶段深部开采面临的高应力及地压活动灾害问题进行了总结归纳,分析了目前研究的不足,并指出了深部高应力作用条件下岩石力学基础理论和工程稳定性的研究是未来深部开采的重要研究方向。     

小保当井田2-2煤潜水采动影响分区研究

针对小保当井田在未来开采过程中造成的地下水资源大量漏失的问题,以小保当井田开采的2^-2煤层为研究对象对潜水资源受煤层采动影响分区进行研究。采用富水指数法通过AHP-熵值法建立评价模型划定了萨拉乌苏组潜水含水层富水性分区,根据相邻煤矿导水裂隙带现场实测类比确定了井田2^-2煤层导水裂隙带发育高度及层位,采用信息融合理论方法综合松散潜水含水层富水性分区和2^-2煤层导水裂隙带发育层位划分小保当井田内潜水资源受采动影响分区,得出结论：井田未来开采2^-2煤层时对松散潜水含水层的采动影响较小,仅存在一般失水区,位于井田南部且范围较小。由于在研究过程中采用了相邻矿井的资料,因此对相邻矿井未来进行相关研究和煤炭开采有一定的指导意义。     

建国以来我国金属矿采矿技术的进展与未来展望

在国庆５０周年到来之际,谨对我国金属矿山在露天开采,地下开采等方面的主要进展进行了回顾,并探讨了２１世纪我国金属矿采矿技术的主要发展方向。     

岩石力学在金属矿山采矿工程中的应用

介绍了现代岩石力学的核心内容和本质特征及其在金属矿山采矿工程中的应用，包括矿山地应力场测量，地下矿山采矿设计优化，大型深凹露天矿边坡设计优化和深部开采动力灾害预测与防治；以新城金矿为实例，介绍了金属矿山地应力的规律性及地下矿山采矿设计优化方法；结合地应力的特点，介绍了边坡优化设计方法；结合山东玲珑金矿的实例，介绍了深部岩爆预测研究成果。     

赣南钨矿山地压问题分析及应对措施

在对赣南具有代表性的钨矿山开采现状进行调查研究的基础上, 分析了目前赣南钨矿山存在的主要问题。根据赣南钨矿山地质条件、赋存环境等实际情况, 结合残矿回收、采空区体积增大、深部开采、构造带和富水环境等诱因, 从采空区处理、开采规划设计、监测手段与支护、矿区水排输等方面, 有针对性地提出了应对措施。该研究成果可对赣南钨矿山地压控制及安全生产提供理论指导。     

高碱煤燃烧过程中碱金属沾污特性的预测模型研究

为了克服传统预测方法的局限性,笔者提供了一种能够准确预测高碱煤燃烧沾污特性的模型,该预测模型还可以根据煤的沾污特性给出其适用的温度范围。本预测模型采用三步化学萃取法来检测煤样中的钠含量,以避免对煤进行灰化时造成钠的挥发损失,因此能够直接精确地测定煤样中的总钠含量及各个形态的钠含量。另外,本预测模型不仅考虑钠、钾和固相沾污源的影响,同时考虑到其它易挥发组分(如碱土金属、硫和氯)对煤沾污特性的影响,并将温度引入沾污模型中。按本模型获得的沾污指数R_T预测量化区间如下:R_T≤0.60,弱沾污性;0.601.00,强沾污性。为验证该预测模型的准确性,分别以沙尔湖煤和神华准东煤为试验对象对预测模型进行了验证,验证结果表明:①700℃时,R_T=0.59<0.60,沙尔湖煤处于弱沾污区;850℃时,0.601.0,沙尔湖煤处于强沾污区。②神华准东煤相比于沙尔湖煤沾污性较弱。850℃时,R_T=0.53<0.60,神华准东煤处于弱沾污区;900℃时,0.60相似文献   

露天矿山深孔台阶爆破技术的现状与发展趋势

随着信息化革命进程的推进、资源开发和环境保护理念的提升,近来年国内露天矿山深孔台阶爆破技术在智能化、绿色化的爆破开采理念下快速发展。在爆破器材方面,电子雷管得到大量推广应用; 在爆破智能化方面,集成了智能钻机系统、智能设计系统、炸药现场混装作业体系的爆破技术基本成型; 在爆破绿色化方面,爆破振动预测理论及控制、爆破粉尘控制、冲击波与噪声防治等有效控制了爆破过程产生的有害效应,逐渐达到绿色环保爆破的要求。同时,分类整理了爆破器材和爆破技术存在的问题,指出了露天矿山绿色智能爆破今后发展与研究的方向。     

我国煤矿冲击地压防治现状与难题

随着煤矿开采强度和深度的增加,冲击地压矿井数量和冲击危险程度显著增加,政府关注度不断上升,我国冲击地压防治研究取得了一系列重要进展,冲击地压矿井防治能力取得长足的进步,多数冲击地压矿井达到事故可控.基于冲击地压重要研究成果,全面地阐述了冲击地压领域在法规建设、发生机理、监测预警等方面研究进展与发展趋势,同时指明了未来冲...     

顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

导水裂隙带发育高度是顶板砂岩水下实施安全采煤的重要技术参数之一。以新集矿区某综采工作面为工程背景,针对工作面回采后采动裂隙导通上覆砂岩含水层易发生突水事故的问题,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、基于关键层位置覆岩导水裂隙带高度预测方法、数值模拟及井下仰孔分段注水法对覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。结果表明,基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC3D数值模拟与井下仰孔分段注水试验结果基本一致,而经验公式预测导水裂隙带发育高度数值较小,存在一定的局限性。工作面回采后,导水裂隙带发育高度最大为57.6 m,裂采比为15.2,且发育形态呈“马鞍型”。 研究结果可为工作面顶板水害治理提供地质依据。     

煤层开采覆岩破坏数值模拟研究

煤层开采引起的岩层与地表变形移动,可使位于开采范围内的地表水渗入井下,威胁煤矿生产安全。因此,研究覆岩破坏规律,特别是导水裂缝带的高度就显得极为重要。快速拉格朗日分析法是一种新的数值分析方法,尝试将其应用于综采放顶煤条件下冒落带和裂隙带高度的预测,基于山西省某煤矿一工作面进行模拟,并将数值模拟结果与经验公式计算数值以及实测数值进行对比分析,论证了FLAC数值模拟程序在预测煤层开采覆岩破坏状况中应用的可行性。     

保水采煤的科学内涵

为保护干旱半干旱矿区含水层及生态系统,通过阐述榆神矿区矿床地质、开采条件、岩层移动特征等,从系统论角度提出了保水采煤的概念和科学内涵,并构建了保水采煤研究基本框架。认为保水采煤适用于干旱半干旱缺水矿区,目标是保护含水层结构和河流基流量基本稳定;主要研究地质条件、岩层移动控制技术、水与生态约束条件和保水采煤关键技术;技术途径包括控制岩层移动抑制导水裂隙带发育、隔水层再造和注浆改造隔水层等。低成本充填技术和沙漠区地下水位相对变浅后的环境效应是保水采煤研究面临的挑战。保水采煤研究是我国干旱半干旱矿区煤炭开采与水资源保护的理论基础和依据。