大新锰矿西北采区采矿方法创新设计及三维可视化

基于大新锰矿西北采区矿体产状异常复杂的特征,开展了采矿方法创新设计研究,并利用3DMine软件建立了各矿块采矿方法三维可视化模型。研究创新设计了电耙-爆力协同运搬伪倾斜房柱采矿法,矿块内矿房和矿柱交替布置,回采矿房时留规则矿柱以维护顶板岩石,矿房回采结束后将连续矿柱切割成点柱进行回收,矿石最大限度被采出;矿体及采矿方法以三维可视化方式的呈现,缩短了设计周期,提高了设计的准确度,增加了矿山作业人员对矿体形态认知的清晰度和采矿技术的熟练度,进而提高了施工效率,保证了作业人员安全,提高了矿山经济收益。     

某锰矿倾角变化矿体采矿方案创新优化及应用

采用传统的采矿方法选择流程来确定部分难采矿体的最优采矿方法，易出现无采矿方法可选或实际技术经济指标不理想的局面。为了增强产状复杂矿体采矿方法选择的有效性，通过理论指导与实际案例相结合的方式，提出了一套融入采矿方法创新与方案优化的采矿方法选择流程；然后以某锰矿山西北区域倾角变化矿体为例，针对经过传统采矿方法选择流程选出的浅孔留矿法存在的矿石运搬困难、构造区地压显现等问题，优化设计了一种能够适应多层状且倾角变化的倾斜矿体采矿方案。工程应用表明，新方案将回采率至少提高了16%，给该锰矿山采矿方案提供了更优的技术选择，为类似矿体的开采提供了参考。     

含夹层或软弱破碎带难采矿体协同开采技术研究

含夹层或软弱破碎带矿体开采一直是矿业界难题。现阶段针对此类矿体，一般是对矿体上下盘采用不同的采矿方法进行适应性开采，但大部分矿山受地质特征、作业安全、采矿成本等因素制约，通常采用 采易弃难的回采方式，造成了矿产资源的永久损失。以“协同开采”理念为指导，提出了一种含夹层或软弱破碎带难采矿体协同开采技术，即预先回采夹层或软弱破碎带，实现回采工序协同作业以及地压协同管理， 从源头上解除安全隐患，为后续矿体开采创造安全的技术条件，最大化发挥协同开采的技术价值。以国内某磷矿与某铜多金属矿为例，针对其特定的开采技术条件，以夹层剔除与切割槽作业协同实施为核心，制定了 矿体内含不同厚度夹层与上下盘矿体的协同开采方案；同时基于地压协同或环境再造理念，发展了一种软弱破碎氧化带矿体协同开采方法，实现了软弱破碎氧化带矿体的安全高效回采。所提出的协同开采方案为国内 类似矿体开采提供了技术参考，在一定程度上提升了“协同开采”理念在类似复杂难采矿体开采中的实践指导价值。     

地下矿山多夹层难采矿体矿废分离协同采矿方法研究

多夹层矿体作为一种复杂难采矿体，采用传统的采矿方法进行开采存在诸多突出问题，开展针对性的采矿方法研究对于实现此类矿体安全、高效、绿色开采具有重要意义。以“协同开采”和“无废开采” 等采矿理念为指导，充分吸收“采空区协同利用”思想，以多夹层矿体安全、高效开采为目标，提出了多夹层矿体矿废分离协同采矿方法，并对两种典型倾角的多夹层矿体的具体实施思路进行了设计。从理论上建立 了多夹层水平—缓倾斜矿体的最优协同厚度关系，推导了多夹层倾斜—急倾斜矿体未爆破夹层最优协同高度的计算公式，并引入矿废分离协同度定义，量化表征了新采矿方法的适用性。基于云南某铜矿多层缓倾斜矿 体和贵州某磷矿急倾斜两层矿体的开采技术条件，对所提采矿方法进行了工程案例分析。研究表明：所提方法在一定的开采技术条件下与传统采矿方法相比，在降低废石运输成本、降低矿石损失贫化率、提高回采效 率等方面具有显著优势；该方法的提出有助于解决多层复杂矿体的开采技术难题，具有一定的推广应用价值。     

境外某残采矿山采矿方法的研究

Baluba铜矿是一座开采近40 a的老矿山,由于矿体缓薄、形态多变,导致开采难度大。通过分析该矿历史上的采矿技术资料,总结了以往各采矿方法的优缺点,针对矿山不同区域、不同产状的矿体,提出了6种适用性较强的采矿方法。基于模糊综合评判法,建立采矿方案综合评价指标体系,对井下五类矿体进行采矿方案优选。生产实践表明,依据矿体的产状划分东采区矿块,分别配置最佳采矿方法,不仅降低了采切工程量,而且保障了矿山安全高效运行。     

深埋复杂倾斜薄矿体高效回采方案研究

某锰矿属于典型的深埋倾斜薄矿体，而倾斜薄矿体的安全高效回采一直属于业界难题。为解决矿山的安全生产与达产难题，分析了某大型深井锰矿的开采技术条件，总结现行采矿工艺的缺点，得出该矿山现有的“深、薄、破碎、倾斜”等四大不利于采矿的因素。结合现场情况及已有工程条件，对各类采矿方法进行对比分析，优选出小分段无底柱崩落法进行回采，并在现场成功应用。研究结果对类似大埋深的复杂倾斜薄矿体资源的安全经济高效回采提供了工程实践经验。     

复杂多金属矿集约化开采进路断面尺寸协同优化研究

随着矿山地下开采机械化水平的不断提高，越来越多的大型金属矿山都倾向于对矿区内中小分散矿体采用集约化开采模式。然而对于矿体形态、产状多变的复杂多金属矿床，集约化开采模式推荐的最优采 场结构参数普遍存在单一性和排他性的不足。基于“协同开采”理念，将某复杂多金属矿山集约化开采的回采进路断面尺寸（宽度与高度）作为关键参数进行细部优化研究。针对由薄至中厚、倾角由缓倾斜至急倾斜 、产状复杂多样、有用元素伴生共生复杂多样的矿体，通过建立协同开采系统有序度模型，计算并比较了在经济、安全和技术多重指标相互影响下3种基准协同开采方案1、方案2和方案3的序参量分量有序度、子系统 有序度和协同度。在上述分析的基础上对协同度进行了比较并评价，获得多重指标影响下序参量分量在子系统中的协同程度。结果表明：方案2推荐的回采进路断面尺寸3 m×4 m与4 m×3 m协同开采程度最优，与前期 优选出的回采进路断面尺寸方案排序较为一致，在一定程度上验证了复合系统协同度模型对集约化开采复杂多金属矿山的适应性，为类似矿山采场结构参数优选提供了一种新思路。     

长壁分条全面法在缓倾斜薄矿体开采中的应用

缓倾斜薄矿体的开采一直是采矿方法设计的难点,针对滴水铜矿的开采技术条件,在分析原有采矿方法的缺点和存在的主要问题的基础上,提出了"长壁分条、堑沟削壁、移架放顶"的综合采矿思路,在改进凿岩设备、沿空留巷技术砌筑电耙道和设计金属组合支架支撑工作面的基础上,设计了适合缓倾斜薄矿体开采条件的长壁分条全面采矿方法,并对该采矿方法进行了现场试验。试验结果表明,新方法的各项经济技术指标较原采矿方法均有大幅度提高,在降低了开采成本的同时,大幅度提高了劳动生产率。该采矿方法及其设计思路对类似缓倾斜薄矿体的开采具有一定的借鉴意义。     

基于多目标模糊决策的二里河铅锌矿采矿方法优选

针对二里河铅锌矿矿体形态复杂、开采难度大、采矿方法难以选定的技术难题，先初选得出5种基本的采矿方案，在利用综合经济比较难以抉择的情况下，提出了多目标模糊决策方法优选采矿方法的思路：第一，分析了影响采矿方法选择的因素，利用层次分析法建立了采矿方法选择影响因素的隶属关系层次结构模型；第二，应用多目标模糊决策方法实现了采矿方法的优选决策，结合鞍部矿体和翼部矿体的赋存特点，得出了最优采矿方案和可行采矿方案。应用证明该方法在采矿方法的优选中是切实可行的，为确定矿山的合理采矿方法提供了一种新的技术手段。     

“协同开采”内涵析理与发展方向展望

“协同开采”是我国学者独立提出的一项采矿技术理念，该理念在推广应用过程中出现了一些争议。通过对“协同开采”的内涵进行析理，对相关争议进行了回应，并对其发展方向进行了展望。首先，回顾了“协同开采”理念的提出背景与发展过程，概述了我国学者在协同开采领域的相关研究进展；其次，对与该理念密切相关的“开采”与“采矿”、“协调”与“协同”两组基础词汇进行了内涵辨析；在此基础上，进一步对“协同开采”定义做了修订，并划分了“协同开采”的类型；然后，对“协同开采”与“协调开采”、“参数优化”之间的区别及对有关“协同采矿”、“适用领域”等方面的争议给出了明确观点；最后，从理论研究、采矿设计代次、领域横断发展、横向分支技术、特殊环境下资源开采、与新一代信息技术（如人工智能技术、大数据技术等）相结合等方面，对“协同开采”未来的发展方向进行了展望。分析结果对于准确理解“协同开采”内涵及推进相关科学研究与技术开发具有重要促进作用。     

采空区隐患影响下的残矿协同开采技术研究

采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约赣南钨矿残矿资源回收的关键性技术难题。为解决赣南地区钨矿残矿资源回收的难题，基于“协同开采”理念，兼顾资源开采与隐患处理，提出了针对赣南地区 钨矿的采空区探测-微震实时监测-残矿协同回采(探-监-采)的协同开采关键技术方案，并结合赣南某典型钨矿开展了工程案例分析。研究表明：针对31132矿块空区复杂的时空分布特征，以三维精细探测技术为基 础精细化构建了整体地质模型和采空区模型，精确得到残矿形态与残矿量，矿量估算误差小于10%，并以此为基础分别对顶柱、底柱和间柱因地制宜制定了回采方案；残矿回采过程中建立了IMS微震监测系统，对31132 矿块采场的采空区稳定性进行了实时监测和预警，并协同应用空区封闭、胶结充填等方法处理空区，实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一，完成了31132采场顶柱残矿全部回收，并为间柱回采创造了条件。 研究结果可为赣南地区钨矿残矿资源安全、高效、协同开采提供技术参考。     

复杂地形下缓倾斜磷矿床条带充填分区协同开采技术

如何实现复杂地形下缓倾斜矿体安全高效开采是目前亟待解决的关键问题。以宜昌某磷矿为工程背景，根据地应力不均匀分布特征构建分区采场结构，基于“协同开采”理念，提出了与其相适应的条带充 填分区协同开采技术，实现了同一盘区回采与充填协同作业。运用物理相似模拟试验方法，研究了分区协同回采过程中顶板及围岩矿柱的受力变形特征及其变化规律，探讨了分区充填过程中采场矿柱的承载机制。结 果表明：采区之间相互干扰程度较弱，围岩应力转移程度受埋深和开采步骤的影响较大；随着开采与充填的协同进行，不同采区条带上方顶板受拉与受压交错性分布；分区协同回采过程中，围岩及充填体矿柱并未发 生明显破坏，其中一步骤充填体和围岩矿柱是采场内的主要承载体，二步骤充填体的承载作用相对较弱；盘区矿柱之间及隔离间柱发生了非对称性变形。为了进一步降低充填成本，在原有协同充填模式的基础上适当 降低二步骤充填体的力学强度，并通过数值模拟方法验证了优化后采场充填模式的可行性。条带充填分区协同开采技术有助于实现复杂地形下缓倾斜矿床安全、高效、经济开采。     

大新锰矿西北重叠矿体矿石运搬工艺系统优化

矿石运搬工艺系统的连续性、经济性是矿山技术管理的重要内容。基于大新锰矿西北采场重叠矿体开采现状,分析了现有矿石运搬工艺系统存在的问题,并在初选方案的基础上确定了4种运搬工艺优化方案。通过对优化方案的技术经济和系统性比较分析,综合确定出下盘脉外运输巷道b方案(Ⅰ矿与Ⅱ、Ⅲ矿采用瀑布式共用溜井)为最优的运搬工艺系统方案。最优方案具备的优点:减少了Ⅰ矿的电耙级数,提高了出矿效率;整合了Ⅰ矿和Ⅱ、Ⅲ矿溜井结构,体现了出矿结构布置的系统性;降低了生产成本,增大了矿石回采率,经济上实现了最优。研究成果可为类似多层缓倾斜薄矿体开采矿石运搬工艺系统设计提供技术参考。     

地下矿山缓倾斜多层矿体协同开采设计实践

云南锡业股份有限公司老厂分公司13-8#矿群为缓倾斜多层矿体，属于典型的复杂难采矿体。为实现该矿群的安全、高效和经济开采，对传统的上行式及下行式开采方案进行了分析，指出了传统方案的利 弊，通过引入“协同开采”理念，提出了缓倾斜多层矿体的协同开采设计方案。该方案将缓倾斜多层矿体的开采扰动、采空区处理、地压管理控制三者结合起来整体考虑，根据矿体赋存条件，将13-8#矿群划分为上盘 区矿块、下盘区矿块及13-8-7#倾斜矿体，并完成了矿群和上、下盘区矿块开采顺序的优化设计。研究表明：协同开采设计方案充分考虑了各层矿体的开采技术条件，通过矿块划分和回采顺序优化，实现了多层矿体的 协同开采，有助于提高缓倾斜多层矿体开采的安全性、高效性和经济性。该方案为实现老厂分公司13-8#矿群开采提供了新思路，也为其他类似矿体开采设计提供了借鉴。     

阿尔登-拓普坎铅锌矿采矿方法的选择

介绍了阿尔登-拓普坎铅锌矿的地质条件和矿山现状，对开采范围内矿体的产状、厚度进行了分类统计，结果表明该矿以急倾斜中厚矿体为主。针对该矿的中厚矿体，通过综合技术经济比较，选择了分段凿岩阶段空场法，与本矿早期使用过的无底柱分段崩落法相比，分段凿岩阶段空场法矿块生产能力较大，废石混入率较低，作业条件较好。矿山设计及恢复生产的实际表明，分段凿岩阶段空场法适合该矿恢复生产的具体条件。     

煤型铀矿床煤铀协同开采理论模型

煤型铀矿作为一种双重能源备受世界各国关注，从煤型铀矿中同时开采煤和铀资源对于矿产资源综合利用具有重大意义。“协同开采”理念的提出为煤型铀矿资源合理开采提供了新思路。通过对煤型铀矿 资源基本特征和煤型铀矿床开采经验的分析，认为煤矿先采影响地下水位，不利于铀矿回收，铀矿先采形成放射性直接影响煤矿能否继续开采，实现煤铀同步开采具有可行性。因此，借鉴金属矿床地下协同开采思路 ，提出了煤型铀矿床煤铀协同开采构想：将不连续煤型铀矿床进行分区、分段和分层，共享开拓系统；采用分区出矿分区支护的方式，解决顶板支护不到位和回采效率低的问题；采用压抽混合式通风方式降低氡浓度 和瓦斯排放。其中涉及到一些技术难题如不连续煤型铀矿床如何分区分段、各零散矿段如何合并、回采区铀品位高和瓦斯含量高的地段如何设置特殊安防措施及整个矿床如何综合疏水等有待进一步攻关，未来仍需在 煤铀协同采矿方法和工程技术方面进行研究与实践，进一步丰富煤铀协同开采理论。     

地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术

实现地下硬岩矿山非爆破机械化连续开采一直是业内追求的目标，随着材料与机械学科的深入发展以及卸荷岩石力学理论及岩石诱导破裂机制的不断完善，虽然少数地下硬岩矿山开始践行非爆破机械化连 续开采，并取得了很多有益的经验，但成功的案例仍然较少，并且非爆破机械化开采的应用条件尚不明确。结合金塘3#脉和杨山庄202#脉的赋存产状，提出了一种地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术，即采用 EBZ160.Z型巷道掘进机开采金矿。根据矿体的厚度、掘进机截割宽度和充填方式的不同，分别提出了薄矿脉水平分层废石胶结充填法、薄矿脉水平分层尾砂胶结充填法、厚矿脉水平分层废石胶结充填法和厚矿脉水平 分层尾砂胶结充填法4种变体非爆破机械化连续协同开采方法。非爆破机械化连续协同开采技术所涵盖的“玻璃钢锚杆+高强纤维网+木支柱”支护、铲运机或装载机出矿及废石/尾砂胶结充填等工艺均取得了较好的实 践效果，具有开采成本低、劳动强度小、机械化程度高、作业连续及效率高等优势，大幅度提高了地下矿山的本质安全。