固体矿产采空区三维建模可视化研究与应用

在固体矿产资源调查过程中,采空区综合信息对于残矿回采、矿山安全具有十分重要的意义。准确掌握采空区边界形态,弄清采空区在固体矿产矿床中的分布是矿区管理的基础性工作。从矿区实际探测数据出发,介绍采空区三维建模的核心技术,通过资源储量估算与矿体三维建模系统(iExploration-EM)实现了采空区管理模块的二次开发。配合二维地质图件信息管理,将透明的矿床实体模型与采空区三维实体模型在同一场景下结合显示的采空区信息管理方案获得了良好的效果。     

复杂空区残留矿体探查技术研究

复杂残留矿体空区形态未知、环境恶劣、测量人员无法进入,为了回收残留矿体,采用自主研制的BLSS-PE测量空区三维形态,并与英国C-ALS测量结果进行对比,试验结果表明BLSS-PE可以准确、高效测量采空区,为残矿回采提供数据支撑。     

采场三维激光扫描探测研究

矿山在实际开采过程中采场将会遗留部分残留矿体,回收残留矿体将有效的提高矿产资源利用率并且可以创造实际的经济效益,因此探明残留矿体实际情况用于指导后续残矿开采就显得非常重要。针对上述问题,本文引入北京矿冶研究总院研制的BLSS-PE矿用三维激光扫描仪,可以快速全面地扫描采场的形态、计算采场的体积等。同时利用扫描的采场模型与矿山采场设计模型进行对比可以非常精确的了解采场残矿情况。为了验证BLSS-PE矿用三维激光扫描仪在残矿回采中的效果,选择安徽某矿进行现场测试,测试结果表明矿用三维激光扫描仪可以有效的解决残矿回采的问题。     

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。     

三维矿床建模技术在阿舍勒铜矿的应用

三维矿床建模技术是数字矿山的核心技术之一。结合三维矿体建模理论,建立阿舍勒铜矿矿体的实体模型,利用普通克里金方法进行品位分布与赋存资源储量估算。获得了矿体品位的普通克里金估值球状模型,并建立了三维品位模型。结果表明,建立的模型准确反映矿体的空间形态与品位分布,为后期进一步资源开发提供了数学模型。     

DIMINE软件在通天玉石矿资源量预测中的应用研究

通天玉是近年来新发现的一种珍贵玉石资源,经济价值巨大。为研究玉石矿资源的动态管理和高效开采,以通天玉石矿为例,采用大型三维矿业软件DIMINE对玉石矿进行三维地质建模,先后完成了地表模型、矿区地质信息数据库的构建,并在此基础上进行地质解译预测矿体的形态,最终建立玉石矿的三维实体模型,从而实现了玉石矿的资源量预测。通过三维矿业软件也可以补入后期工程数据信息,实现矿山数据库和三维模型的更新。通天玉三维地质建模工作可为国内同类玉石矿山的数字化工作提供借鉴,具有一定的参考意义。     

三维激光扫描技术在残矿回采中的应用

回收残留矿体将有效地提高矿产资源利用率,探明残留矿体实际情况用于指导后续残矿回收非常重要。使用BLSS-PE矿用三维激光扫描仪可以快速扫描采场形态,计算采场体积,同时利用扫描的采场模型与采场设计模型进行对比可以非常精确地了解采场残矿情况。为了验证BLSS-PE矿用三维激光扫描仪在残矿回采中的应用效果,选择安徽某矿进行现场测试,测试结果表明BLSS-PE矿用三维激光扫描仪可以为残矿回采提供有效的技术支持。     

高峰矿105号矿体残矿回采与采空区治理协同技术研究

早期矿山经过多年开采一般会遗留大量的采空区与高品位残矿,随着资源禀赋条件的改变及深部矿体开采安全的需要,上部采空区通常需要及时处理,与此同时安全回收高品位残矿往往会带来可观的经济效益。本文以高峰矿105号矿体为例,受民采破坏的影响,—152m水平以上留下了大量的采空区,极大影响了深部矿体开采的安全,通过对采空区及残矿的分类,制定了残矿回采与采空区治理协同的技术方案,最后通过工业试验验证了方案的可行性,并为高峰矿其他地段残矿回采提供了技术参考。     

基于IDL的矿山采空区可视化系统

以先进的CMS探测为手段,精准获取采空区数据信息,用IDL语言读取可视化模型数据,建立采空区可视化系统,准确掌握采空区三维形态、空间位置、实际边界、开采体积和表面积的大小;为实施矿山资源安全回采、矿山储量核实、储量动态管理以及采空区灾害防控提供依据。     

顶底板均不稳固的古采区残矿回收实践

银硐子银多金属矿生产探矿过程中又遇到大量明清古采区,使得矿山开采技术条件更为困难。初步查明古采区位于矿体中部,上盘剩余矿体厚4~7m,下盘剩余矿体厚6~8m。为保证矿山经济效益和安全开采,设计采用下盘矿体与上盘矿体分采合出连续采矿法分两步回采古采区剩余矿体,具体方案为：首先,采用抛掷爆破方式将古采区下盘剩余矿体崩入古采区内;之后,崩落上盘剩余矿体和一部分上盘围岩覆盖在下盘崩落矿石上;采用截止品位放矿矿方式,将崩落的上盘围岩废石永久留在采空区内。该方案能充分利用矿山正常开采时的采准切割系统,在减少采切工程量的同时也避免了残矿回收与正常开采之间的互相干扰;人员不进入采空区,安全性好;上、下盘剩余矿体均可沿走向连续回采,生产效率高。试验采场应用期间,上盘矿体与上盘矿体分采合出连续采矿法采出古采区残矿资源量23000t,创造经济价值181万元,应用效果极好。     

基于3Dmine的鄂西高磷赤铁矿凉水井矿区三维建模

借助于国内矿业软件3Dmine建立了鄂西高磷赤铁矿凉水井矿区的三维模型。在介绍三维建模理论,不规则三角网（TIN）原理,块段建模原理和基于块段建模的品位估值的基础上,建立了矿山的地质数据库,并且构建了矿区地表、断层、矿体、地质界线和品位块体模型。建立的模型形象逼真,具有一定的科学性和准确性,为矿产资源评估、开采设计和生产计划编制提供了基础。     

煤矿采动稳定区煤层气资源评估方法及其应用

受多煤层赋存条件和煤矿井下回采工艺影响,采空区内的大量遗煤导致废弃矿井或老采空区内赋存丰富煤层气资源,对这一资源的准确评估、合理开发和高效利用是我国进行非常规油气资源开发的重大需求,如何准确评估废弃矿井或老采空区的可抽采煤层气资源量是进行高效开发的关键问题。因此,通过分析煤层气的来源、赋存空间和关键影响因素,建立了基于“间接减法”理念的采动稳定区(废弃矿井或老采空区)煤层气资源评估模型,提出了进行采动稳定区煤层气资源评估的方法。运用建立的评估模型和方法,在晋城矿区成庄矿5310工作面区域进行了采动稳定区煤层气资源的地面井抽采试验,单井连续抽采433 d,抽采煤层气资源243.27万m3,抽采量核算与评估结果基本一致,初步证明了评估方法的适用性。     

基于3DMine软件的采空区隐患资源储量估算

采空区错综复杂导致其隐患资源储量难以确定,本文借助3DMine软件介绍多种矿床资源储量估算方法在湖北某铜矿山采空区隐患资源量评价中的应用,包括地表、矿体、采空区等三维地质模型的建立;典型矿区变异函数的计算和模型拟合;利用最近距离法、距离幂次反比法和普通克里格法逐步优化矿床储量估算和采空区消耗资源量类别的自动化划分,进而实现普通克里格法估算复杂采空区群隐患资源量,为矿山企业制定下一步生产计划和评估隐患资源开采经济效益提供重要的理论依据。     

近地表采空区处理及残矿开采技术研究与应用

某铅锌矿采用分段空场嗣后法开采,由于充填系统建设滞后导致近地表开采区域遗留大面积采空区及矿柱。针对采空区及残矿赋存现状,运用中深孔顶板及矿柱联合崩落的方式,崩落近地表采空区顶板隔离层及矿柱。采空区顶板及矿柱崩落后利用井下现有出矿系统集中出矿,出矿结束后对采空区进行充填。该技术方案有效消除采空区垮塌的安全隐患同时回采矿柱残矿,为同类矿山采空区处理及残矿回采提供技术参考。     

复杂空区群残留矿体安全高效开采技术

可可塔勒铅锌矿7^#矿体经历凌乱无序开采,留下大量不规则的残柱和大小不等、高低不一、形态复杂的 采空区,空区间留有400 多万t 残存矿量,矿山面临着极为复杂的采空区隐患治理与残矿回采的难题。空区群处理从 安全上要求一次必须崩落相当范围的空区,因而所采取的手段必须高效、实用。将空区群划分为若干大的回采单元, 采用基于束状孔变抵抗线爆破技术的区域整体崩落手段,进行残矿的大量有序崩落和集中大量放矿,在消除采空区 地压隐患的同时,最大限度地为企业回收残留资源。实践表明:采用基于束状孔变抵抗线爆破技术的区域整体崩落 方式,是解决复杂空区群残留矿体安全高效回采的有效技术手段。     

难选与易选矿石共生时某钨锡矿资源开采方案研究

为提高矿产资源利用率,针对难选-易选-难选夹心分层分布的矿体,展开资源开采方案探讨。以某钨锡矿V_(7-2)矿体为研究对象,分析矿体的开采技术条件,得出该矿体厚度变化大、开采时难选矿石易混入易选矿石、底板稳固性较差的特征制约了矿产资源的开采利用。基于上述问题,提出难选矿石与易选矿石协同开采、分采两种方案,前者改善浅孔留矿法的落矿顺序,实现协同落矿、分离滞后出矿;后者改善分段凿岩阶段出矿空场法,实现矿房分层分段一次落矿、分离出矿。通过分析协同开采方案与分采方案的主要技术经济指标,两者都能有效提高矿产资源的开采利用率,但协同开采方案适宜开采4m以下的急倾斜薄矿体,分采方案适宜开采4m以上的急倾斜中厚-厚矿体。     

残采贫矿回收技术研究

焦家金矿望儿山矿区曾用留矿法回采上部矿体,留存品位相对较低的残采矿石资源.针对残采低品位矿石资源进行采矿方法实验,恢复原有工程以降低采切工程量,采用副中段加中深孔爆破落矿的方法,成功回收了空区下盘低品位矿石资源,综合效益明显,可供其他类似情况的矿山借鉴.     

某铅锌矿的三维地质模型及储量估算

针对矿山现有的地质信息数据等，建立了以利用Surpac软件的三维地表模型、矿体模型及地质数据库，对矿山资源储量进行计算。基于地质统计学的理论，建立某铅锌矿地表模型、钻孔数据库、矿体模型、块体模型，对矿体内样品进行组合分析统计，采用幂次距离反比法对块体品位进行估值，最后根据国内对地质矿产资源的分类方法，按照不同边界品位、工业品位等分类依据，得出资源储量核实报告，为铅锌矿的后续生产，提供了可靠保证。结果表明：通过构建该矿地质数据库，建立的三维模型，可对地质工程、采矿工程、储量估算、矿石品位动态管理等提供技术支持。     

基于FLAC~(3D)的矿柱回收稳定性分析

针对某金矿空区群的遗留年代久远、矿岩不稳固、残留资源复杂等特点,为实现其采空区内局部高品位矿柱安全、高效、经济地回收,在经过现场勘查、试验、经济分析的基础上结合生产能力、残矿回收率、施工难度等因素对矿柱、围岩内残矿资源进行回收方案设计。运用FLAC3D反演分析残矿资源回收方案的整个残采作业步骤,在残采区域毗邻矿柱、顶底板及充填人工矿柱内布置多组模拟监测点并经过开挖模拟运算得出各监测点残采前后相应的应力、应变和塑性区指标值,对比分析以评价残采扰动前后的采空区稳定性,验证残采活动的安全可靠性。其评价分析方法和结论对该矿后续残采案例及相似矿山具有一定的借鉴意义。