诱导冒落法处理时采空区散体垫层的安全厚度

采用诱导冒落方法处理采空区是一种新型的采空区处理方法。但该方法需要用散体垫层隔离回采工作面与采空区的空间联系,防止冲击气浪危害。通过总结应用散体垫层防止冲击气浪危害的矿山成功经验,得出散体垫层最小厚度的计算公式。根据书记沟铁矿2#井田4个中型采空区的实际情况,利用所总结的确定散体垫层厚度的经验公式对4个采空区所需散体垫层厚度分别进行计算,并有针对性地提出了防治气浪冲击危害的具体技术措施。方案实施效果充分证明了所给出的散体垫层厚度及相应技术措施是有效的。     

深凹露天矿转地下过渡期挂帮矿安全高效开采方法研究

露天矿在回采末期由露天转向地下开采过程中通常会面临减产过渡的问题,矿山一般会在此期间回采挂帮矿以补充产能,传统的挂帮矿回采方法存在安全性差、效率低及产能低等一系列问题,难以从根本上扭转减产过渡的困境。以某深凹露天矿转地下开采为工程背景,在综合分析挂帮矿分布位置、开采条件及矿岩特性的基础上,提出在过渡期利用诱导冒落法率先回采该矿南帮挂帮矿的技术方案,通过控制回采顺序诱导失稳边坡滑向采空区而不冲至露天坑底,以确保坑底露天采矿的安全性,从而在过渡期实现露天与地下安全高效协同开采,达到稳产甚至增产的建设目标。最后,利用数值模拟方法对南帮挂帮矿的诱导冒落回采方案进行了数值模拟研究,研究结果表明,在深凹露天矿条件下利用诱导冒落法回采挂帮矿是安全可行的。     

大中铁矿Ⅱ~#矿体采空区处理方案研究

针对大中铁矿Ⅱ#矿体开采后存在的空区危害,提出了采取控制冒落与诱导冒落相结合的采空区处理方案,按空区冒落气浪冲击原理建立了模型,并对冲击危害进行了评价,建议设置空区垫层厚度、地表陷落区的圈定及警示标记,有效地解决了大中铁矿的空区危害。     

露天转地下过渡期协同开采方法研究

在我国冶金矿山露天转地下的过渡期,由于露天与地下开采相互干扰,造成过渡期安全生产条件差和产量衔接困难,这一问题多年来一直没有得到很好解决。针对过渡期露天开采境界内底部矿量、地下开采挂帮矿量的常用开采模式,提出了挂帮矿地下诱导冒落法开采方案,并从扩展露天地下同时开采时间与空间的需要出发,研究了露天境界细部优化方法以及露天地下协同生产技术,由此研发出露天地下协同开采方法。理论分析与海南铁矿实际应用表明,该方法可显著改善安全生产条件和有效提高露天转地下过渡期生产能力。     

书记沟铁矿相邻空区诱导冒落技术研究

本文针对书记沟铁矿两个形状不规则的相邻中型采空区条件,在空区围岩可冒性分析的基础上,研究提出在散体垫层防护下、崩落两空区之间岩柱、将相邻两空区连为一体进行诱导冒落的采空区处理方案,与原强制崩落顶板围岩方案相比,不仅处理费用低,而且施工安全条件好,实施后取得了空区处理不影响生产、空区大冒落零事故的良好效果。     

大面积胶结充填体下覆盖层安全高效形成方法研究

针对某大型有色金属矿山下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法过程中覆盖层形成的难题,提出利用诱导冒落法使胶结充填体和顶板围岩自然冒落形成覆盖层的技术方案,并结合矿山实际确定出首采分段的合理位置。采用理论分析和数值模拟对胶结充填体和上部覆岩的冒落模式及机理展开研究,研究结果表明,矿山在利用诱导冒落法形成覆盖层时易突发直通地表的大规模冒落,从而引发冒落气浪筒流冲击危害,威胁到井下作业安全。研究得出,可以通过采取连续扩展诱导工程与均匀预留安全散体垫层等一系列措施来预防冒落气浪冲击危害,以保障工作面生产安全。最后,将该方案应用于生产实际,取得了良好的应用效果,可为类似矿山提供借鉴。     

柏杖子金矿多空区残矿开采技术研究

柏杖子金矿100-9#矿体为残矿,内部存在多个空区,矿岩稳定性差,岩移危害大,遗留有大量矿石散体,致使矿体回收困难。为此,提出多分段与底部双堑沟协同拉底的诱导冒落法回采方案,在分析矿岩可冒性、临界冒落跨度和冒落高度随采深的关系的基础上,结合矿体赋存特点及矿石流动特性,给出了诱导工程参数及爆破参数;采用矿体中部做切割向两端退采的方式,在满足上分段回采工作面超前下分段6~8个步距前提下,各分段拉底巷道同时施工,逐次诱导上部待冒矿体,由双堑沟整体回收,同时选用喷锚网联合支护方式,冒落垫层取3 m,可安全、经济、有效地回收残矿。     

梨树沟铁矿多空区残矿安全回采技术研究

梨树沟铁矿南部采区为倾斜中厚矿体,应用浅孔留矿法开采,因矿体倾角变化大,矿房开采高度不一,形成了多个大小不等的小型采空区,有的空区已经发生冒落,多数空区处于亚稳定状态,空区内部与周围存留大量残矿,同时空区冒落威胁了下部矿体的开采安全。在分析空区顶板矿岩临界冒落跨度的基础上,本着诱导空区围岩安全冒落和保持残矿回采工作面与空区隔离的原则,提出了先崩落空区内矿柱释放空区顶板冒落能,再用分段空区、崩落与诱导冒落相结合的方法回采残矿的技术方案。该方案实施半年多来,采准工程施工与回采的安全条件良好,有效控制了顶板围岩的冒落形式,实现了小型多空区残矿的安全回收与空区危害的协同治理。     

诱导冒落技术在空区处理中的应用

桃冲铁矿0m采空区位于矿体的中部，为一不规则的民采空区，严重影响着矿山生产的安全和保有矿量的正常开采。根据空区的位置、形态与围岩的稳固性，采用诱导冒落技术处理采空区，使被空区破坏矿量全部得到设计回采；同时利用钻孔超前探测技术与分两步骤贯通工艺，保证了采准工程的施工安全，取得了良好的实用效果。     

基于Mathew稳定图的采场顶板持续冒落临界阀值研究

采场顶板的稳定性关系到矿山安全生产及经济效益,同时也是选择采矿方法和地压控制方法的主要依据之一。通过采场顶板冒落规律的研究,针对香炉山钨矿目前采空区特点及范围,运用Mathews稳定图法确定采空区顶板持续冒落水力半径,并由此反算得出不同采场跨度下的顶板临界暴露面积阀值,为矿山安全开采提供了重要的基础资料和依据。     

露天转地下平稳过渡大量采矿技术研究

保障生产能力的平稳过渡是矿山露天转地下过程中的关键问题。阶段强制崩落采矿法与无底柱分段崩落法均为适宜于开采低品位大型矿体的高效率采矿方法。根据杏山铁矿挂帮矿、地下矿开采技术条件,提出了大参数无底柱分段崩落法、基于大直径深孔采矿的阶段空场连续崩落法的露天转地下联合开采方案。经过开采技术经济比较,阶段空场连续崩落法采用大矿块参数阶段开采方式,在强化开采、提高生产规模、降低开采成本等方面都具有优越性。     

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。     

上盘预留矿柱回采过程中应力场演化规律研究

针对某金矿具有的缓倾斜、破碎、中厚矿体的特点,提出采用分段矿房法回采矿产资源;试验采场围岩总体稳定性较好,但矿体上盘边界是破碎蚀变带,岩石较破碎,而且矿区内地表水体较发育,上盘围岩中有含水层等特点。上盘围岩的冒落,对矿石贫化及安全采矿产生了很大影响,提出了预留上盘矿柱以减缓围岩冒落的方案。采用FLAC3D进行了回采过程中采场应力迁移、位移变化及单元破坏规律的数值计算研究。结果表明：预留2 m的矿柱有利于维持上盘的稳定性,防止塑性区域的扩大,从而达到降低矿石贫化及安全采矿的目的。     

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。     

某铁矿无底柱分段崩落法矿石覆盖层形成模拟研究

随着露天开采的结束,某大型铁矿逐渐由露天转入地下开采,并应用无底柱分段崩落法采矿。与国内外许多露天转地下采用无底柱分段崩落法矿山不同的是,此铁矿采用了崩落顶部分段矿石的方式来形成矿石覆盖层。据初步估算,已形成的矿石覆盖层经济价值巨大。矿山计划在下分段回采中回收这部分矿石覆盖层,则必须首先明确现有覆盖层的最终形态及厚度。通过物理模拟试验,分析覆盖层的最终形态及厚度,为矿石覆盖层的回收提供技术支撑,同时为类似矿山提供技术参考。     

大型铁矿山露天转地下开采过渡方案优化

合理确定大型铁矿山露天转地下开采过渡方案是露天转地下开采矿山关键技术问题之一。以庙沟铁矿为研究对象,首先在系统分析露天开采终了阶段,境界外矿体空间赋存状态的基础上,对不同区域的矿体开采进行方案设计,确定其基建时间节点与逐年产能;然后依据矿山开采现状与计划,结合挂帮矿体开采及覆盖层形成方案,分析矿山露天转地下开采过渡期阶段的时空相关性,提出了4种可行过渡方案;最后以露天转地下平稳过渡为目标,结合现有规范、标准,提出方案优化的评价指标为投资、资源利用可靠系数、产能平稳系数和开采安全系数。采用模糊综合评价理论对可行方案进行优化,确定了庙沟铁矿露天转地下开采过渡方案为:北端帮挂帮矿体采用崩落法、西边帮挂帮矿体采用平硐溜井联合开拓和回填形成覆盖层的过渡方案。     

弓长岭铁矿空场-崩落组合法采场安全防护技术

空场-崩落组合法在弓长岭铁矿薄矿体开采中得到大量应用,该法需要采取合理的技术措施,严防采空区围岩的冒落危害。通过分析空区冒落形式的影响因素与冒落危害的发生过程,提出根据持续冒落面积确定合理的空场出矿分段数,并使分段之间形成连续采空区的方法,控制围岩按零星冒落形式冒落;保持最下一层空场出矿分段的进路端部出矿口不敞空,防止冒落冲击危害。这2项措施有效地保障了空场-崩落组合法的安全开采条件,在弓长岭铁矿取得了良好的实用效果。     

顶板硐室爆破方法处理大跨度采空区的应用实践

对某大型低品位钼矿山Ⅳ^#采空区顶板岩体稳定性进行了分析, 结果表明其稳定性较好, 可采用空区顶板硐室爆破崩落的方式处理该空区, 顶板硐室爆破工程实施的关键在于确定最佳安全施工厚度。根据矿山实际, 首先采用经验公式法确定了空区最小垫层厚度和爆破振动安全允许距离, 在此基础上确定了最小安全施工厚度, 最后布置了炸药硐室、计算了炸药量并提出了施工过程中的安全注意事项。实践表明, 顶板硐室大爆破是一种安全可靠、投资省、高效的地下采空区处理方法, 大爆破达到了预期处理效果, 恢复了采空区下方的地采作业。     

多中段群空区下缓倾斜厚大矿体分区高效回采实践

某大型岩金矿山缓倾斜厚大矿体拟采用两步骤空场回采嗣后崩落采矿法,针对多中段群空区下一步骤采空区未处理环境下的二步骤采场回采,结合矿区改扩建生产能力需求,创新构建了大盘区采场分区高效回采方案。将二步骤采场划分成两个区域回采,两区域中间由隔离矿柱分开,下盘矿体采用分段空场侧向崩矿嗣后放顶方案,上盘三角矿体采用分段空场正向崩矿法方案。通过开展大盘区采场分区现场工业试验,实现了多中段群空区下缓倾斜厚大矿体的高效经济安全开采,为类似条件矿山开采提供了重要的技术支撑。     

自然崩落法在厚大破碎矿体中的应用

自然崩落法是云南省某铜钼矿成本最低的一种地下采矿方法。利用岩石质量指标（RQD）以及岩体自重应力场这2个指标对矿体的可崩性进行研究,确定了采用自然崩落法进行矿体的开采;采用浅孔与中深孔相结合的落矿方式进行出矿,另外采用锚喷支护、支设原木支架以及优化拉底结构相结合的方式进行地压控制;提高了矿岩的自稳性,增加了顶板和上盘围岩允许暴露面积,提高了放矿效率,增强了采矿作业的安全性,增强了地压控制、施工及供矿等方面的管理经验。