金川矿山深井高应力开采潜在的问题与关键技术研究

金川铜镍矿以其复杂的工程地质条件和碎胀蠕变的岩石力学特性,一直受到国内外采矿工程和岩石力学界的关注。近年,随着开采深度接近1000m,矿山采掘强度和开采范围的逐步加大,由于深部矿岩破碎程度、构造应力及采动压力均有增大趋势,对开采带来很多困难和安全隐患。文章在系统分析金川进入深部开采所面临的巷道稳定性、采场稳定性以及岩层移动等主要问题的基础上,提出了解决金川深井高应力条件下采矿问题的关键技术思路和方向。     

金川大型难采矿床安全高效开采关键技术与面临难题*

金川镍矿以矿体厚大、埋藏深、地应力高和矿岩破碎著称于采矿界。随着我国对镍资源需求增长,金川镍矿开发规模逐年递增。目前生产能力已经接近900万t,以每年10%的速度递增。矿床开采深度接近千米,采场地压显现剧烈,给矿山工程稳定性和岩移控制带来极大困难;为此,金川镍矿多次开展采场地压规律、支护技术、充填工艺以及地压控制等重大技术攻关。研究揭示了充填采场地压显现规律,对采场地压进行有效控制并实现了大面积连续开采。随着开采深度增加和采场面积扩大,地压控制问题更加突出,深部巷道工程稳定性控制更加困难。尤其矿山生产规模逐年提高,从而给矿山安全、高效和经济开采带来更大挑战。针对国内外镍资源发展形势和矿山开采面临的困难,金川镍矿正在进行第二轮采矿技术攻关,尤其开展矿山固体废弃物资源综合利用研究,开发低成本和高强度的新型充填胶凝材料,从而降低充填采矿成本,提高采矿经济效益和社会效益。     

金川二矿区深部开采面临的问题及对策

金川二矿区随关开采深度逐渐加深，地应力呈线性增大，面临着诸如巷道，采场稳定性及生产效率低，成本高等突出问题，作者提出，为安全，高效地开采金川二矿区深部矿段，应加大技术创新力度，统筹规划开拓工程和开采顺序，使各开采盘区均衡下降，改善围岩受力特性，提高锚杆支护系统的强度。     

基于人工神经网络的金川矿区地应力规律研究

基于地应力现场实测结果的复杂性、随机性和不完备性,为提高对测试数据分析的可靠性,针对金川矿区实测的地应力数据,采用人工神经网络模型对实测数据进行学习和训练,由此建立了矿区地应力分布规律与影响因素之间的隐函数关系。然后通过不同位置和深度的地应力预测和回归分析,获得了金川矿区复杂地应力场的变化规律。研究结果表明:随着埋藏深度的增加,金川矿区的最大水平主应力σH、最小水平主应力σh和垂直主应力σV大致呈现线性变化关系;垂直主应力随深度的线性回归系数为0.0285,基本上等于或略大于于上覆岩层的重量;浅部以水平应力为主,深部地应力逐步向静水压力场发展;但深部的剪应力随深度逐渐增大,并对地下工程稳定性产生不利影响。研究结果为金川矿区深部工程优化设计和矿体开采提供了理论依据。     

金川二矿机械化盘区充填采矿方法优化及应用

随着开采深度的增大,金川镍矿的开采环境越来越复杂,从而导致机型化盘区充填采矿法难于高效实施.针对金川二矿区开采技术条件,开展了机械化盘区开采方法的革新与应用研究,在大面积连续开采方法、回采进路及断面设计、盘区充填砂浆滤水工艺、盘区通风系统及采掘工程支护技术等方面进行了改进和优化.应用证明,这些改进的技术显著提高了金川二矿区的生产能力和经济效益,也为国内外深部复杂难采矿山的开采提供了宝贵经验.     

金川矿区深部成矿规律与找矿方向

我国有色金属矿山大部分已进入开采的中晚期，许多主要的有色金属基地正面临严重的资源危机。笔者通过在金川所做的研究发现，金川矿区深部矿化富集与成矿后的构造关系密切，构造变质热液使部分初始成矿物质产生活化，并在褶皱、断裂的低压扩容部位再次聚集。经钻孔验证，发现了新的工业矿体（相当于一个中型镍矿），对今后找矿的方法和有色矿山缓解资源危机有参考价值。     

金川镍矿废弃物在充填采矿中利用现状与展望

金川镍矿深井与贫矿充填法开采面临采矿经济效益和环境保护压力。利用废弃物开发低成本和高性能充填胶凝材料,对于提高采矿经济与社会效益与金川矿山可持续发展具有重要意义。首先,调查金川公司废弃物现状及资源化利用存在的问题;然后,总结分析金川矿山废弃资源开发利用研究进展与技术进步成果;在此基础上,提出金川固体废弃物在充填采矿中资源化利用的技术途径及关键技术,并给出在金川矿山充填采矿中资源化利用研究技术路线;最后,展望金川矿山实现废石、废渣、尾砂等固体废弃物资源化利用经济效益与发展前景。     

金川废弃物及在充填采矿中综合利用研究现状与展望

金川镍矿深井与贫矿充填法开采面临采矿经济效益和环境保护压力。利用废弃物开发低成本和高性能充填胶凝材料,对于提高采矿经济与社会效益与金川矿山可持续发展具有重要意义。首先,调查金川公司废弃物现状及资源化利用存在的问题;然后,总结分析金川矿山废弃资源开发利用研究进展与技术进步成果;在此基础上,提出金川固体废弃物在充填采矿中资源化综合利用的技术途径及关键技术,并给出在金川矿山充填采矿中资源化综合利用研究技术路线;最后,展望金川矿山实现废石、废渣、尾砂等固体废弃物资源化综合利用经济效益与发展前景。     

金川矿区深部开拓地质灾害及防治方法分析

随着开采深度增加，地应力增大，岩体变硬变脆，地温升高，地质条件恶化，金川矿区已成为地质灾害多发矿区。文中分析了深部开拓中可能遇到的地质灾害和防治方法。     

“十一五”国家科技支撑计划“特大型矿床深部开采综合技术研究”课题在金川启动

2009年4月23日，“十一五”国家科技支撑计划——“特大型矿床深部开采综合技术研究”课题在金川集团公司启动。“特大型矿床深部开采综合技术研究”课题由长沙矿山研究院、国家金属采矿工程技术研究中心、北京科技大学等单位参加研究。由于该课题立足于我国深井开采现实，结合金川二矿区深部开采的实际情况，开发特大型矿床深部开采综合配套技术，