金川矿区深部巷道支护效果评价及参数优化研究

巷道支护问题一直是矿业工程中的难题，特别是在深部软岩巷道中，能否提供持久、有效的支护直接影响着矿山的安全生产和可持续发展。“双层网锚喷+U型钢拱架”联合支护是目前金川矿区在深部巷道支护中较常用的支护方案，为了解该方案的支护效果，在二矿区814 m分斜坡道上设立试验段，采用现场监测与数值模拟计算相结合的方法，对该试验段巷道的支护效果进行评价，并针对支护的薄弱部分提出改进措施。研究结果表明：（1）在当前支护条件下，巷道顶板和两帮围岩得到了较好的控制，但底鼓问题严重，最大位移可达110 cm；（2）针对当前支护方案的薄弱环节，提出增加锚杆长度、提高锚杆强度和增加底板支护等补强措施；（3）设计了一组参数优化方案，并对其支护效果进行了数值模拟分析，认为该优化支护方案能够有效地控制巷道围岩变形，并弥补原支护方案的缺陷。     

大型坑采矿山主回风井修复技术研究与实践

金川二矿区14行主回风井垮塌后,矿井整个通风系统风流处于无序和紊乱状态,安全生产秩序遭到严重破坏.针对主回风井垮塌规模大且大型竖井修复在国内外尚属首次,没有任何成功经验可以借鉴等诸多困难,开展了主回风井修复技术研究,取得了圆满成功,开创了中国矿山大型竖井工程修复的先例.     

金川集团二矿区科技创新及所面临的问题与对策

阐述了金川集团有限公司二矿区自1983年正式投产建矿以来,依靠联合科技攻关,不断攻克采矿、地压、支护、充填、地热、涌水等一系列生产技术难题,持续提高技术装备水平和生产效率,保障井下作业安全,使年生产能力从1986年的99万t,到2006年跃上350万t新台阶的创新发展历程,分析了矿山逐渐转入深部开采后,在充填、通风、冲击地压、设备机械化、自动化等方面面临的挑战,相应提出了对策建议.     

冶炼铜选尾渣对废石粗骨料充填料浆特性 改性研究

针对废石粗骨料高浓度自流充填料浆离析、充填体分层严重,及冶炼铜渣污染大、处理难的矿山实际难 题,本研究以铜渣尾砂作为细骨料对废石粗骨料充填料浆进行改性为指导思想,通过强度试验、塌落扩展度、分层度及 泌水率试验研究了铜渣尾砂对废石高浓度充填的影响。结果表明,添加铜渣尾砂细骨料对充填体的早期强度几乎没 有影响,但能大幅提高充填体的中后期强度;可使用扩展度代替塌落度表征自流高浓度料浆的流动特性,整体上铜渣 细骨料增加了料浆黏度从而流动性降低,但合适的掺量下能使料浆达到均质状态从而使影响降到最低;分层度受铜渣 及水化的影响;铜渣尾砂掺量在20%~25%时料浆的泌水率在5%~10%的理想范围内,形成了具有良好保水性、稳定性 及不离析的均质流体状态。     

矿山局部区域开采致裂采矿安全治理效果分析

矿产抽采是矿物治理的根本途经,由于郑州矿区矿层属于低透气性矿层,矿产资源抽采较为困难。目前所采取的措施主要是密集钻孔和长时间抽采,抽采成本较高,抽采周期长,严重制约着矿井的生产接替。因此,提高低透气性矿层抽采效率已成为普遍问题,是亟待解决的技术难题。开采致裂矿层增透技术是提高低渗矿层抽采率的新工艺和新技术,可大幅度提高矿产抽采率和抽采速度,降低矿物元素含量,有效消除矿产突出危险。     

基于充填体稳定性判定的等灰砂比充填可行性研究

将压力拱理论与简支梁理论相结合分析了下向进路胶结充填体的稳定性,给出了充填体稳定性的简易判定公式;首次提出了等灰砂比充填的充填方案,并结合金川二矿区工程实例,对新方案的可行性进行了论证,使用的高浓度料浆胶结充填法若采用等灰砂比充填,灰砂比设为1∶6能满足强度要求,且每年能节约成本约140万元。     

金川二矿区14行风井稳定性评价及监测系统

通过对14行风井破坏原因的分析,针对不同区段围岩的工程特点采取不同的加固措施和相应的施工方案。同时根据返修加固方案、相应的地质条件和开采顺序建立了数值模型研究了井筒返修以后地下采矿对井筒产生的影响。从计算结果看,随着开采规模的不断加大,14行风井会存在一定的破坏风险。根据14行风井与矿体之间的工程分布情况,采用分布式光纤传感技术建立了动态监测系统,给长期监测岩层移动和准确预报工程变形奠定了基础。     

金川大流量高浓度自流充填系统的研究及应用

阐述了金川矿山大流量高浓度自流充填系统工艺流程及特点,计算确定了充填给料量和充填管径,对管道阻力损失进行了测试,得出水平直管段的沿程阻力为0.24 MPa/100 m。通过对充填系统设备的研究,研发了高浓度大流量搅拌槽以及给料计量设备,成功应用于矿山充填中,使单套充填系统能力达到150~180 m3/h,且充填料浆质量稳定,并解决了原充填系统设备的问题。     

特大型水平矿柱稳定性数值模拟

金川二矿区采用多中段大面积连续回采工艺,水平矿柱开采稳定性是关系到二矿区乃至整个金川集团公司能否持续稳步发展的关键技术问题。采用FLAC三维有限元数值分析方法对此进行了研究,研究表明,在多中段回采过程中,水平矿柱的开采是个平稳回采过程,今后水平矿柱回采不会出现应力过大集中,也不可能出现水平矿柱灾变失稳。     

金川二矿区地表裂缝沉降变化规律及形成机制分析

我国最大的充填法开采矿山——金川二矿区在采用胶结充填采矿法开采18 a后,发现了大范围的山体开裂和地表裂缝,引起了人们的关注.因此,研究充填法开采矿山地表裂缝沉降变化规律及形成机制成为一项重要课题.以实地踏勘调查与地表GPS监测的长期现场数据为依据,阐述了金川二矿区自2000年2月以来呈现大范围地表岩体沉降开裂的现象.通过裂缝区调查、测绘与槽探,揭示了地表裂缝区范围与特征;从沉降裂缝区的形成、岩体移动与变形规律及沉降裂缝发展趋势等方面,分析了金川二矿区地表裂缝沉降变形规律;由矿区地质构造、围岩应力分布出发,结合高强度采矿活动的影响,探讨了地表裂缝沉降的形成机制及影响因素.最后,针对金川二矿区地表沉降开裂现象提出了认识与建议.