长走向平行钒铁矿体协同开采方案研究

七角井矿区的钒、铁双层矿体走向长度超4 km且呈近似平行产出，下盘铁矿开采时损失贫化率高且上盘钒矿资源保护难度大。根据钒铁矿体走向长、近平行产出、厚度负相关、空区隐患大的开采技术条件 特征，采用平面分区、开采时序规划、采矿方法优化、区域稳定性控制等技术来实现钒铁矿协同开采。根据铁矿“中间厚、两端薄”、钒矿“中间薄、两端厚”的形态特征，将长走向的钒铁矿体分为东区、中区及西 区。工程空间上，双层矿体共用一套开拓、采准、运输等开采系统；开采时序上，在提高铁矿生产能力的同时保证了钒矿开采的时间灵活性；采矿方法上，东区及西区铁矿采用阶段矿房嗣后膏体微胶结充填法，中区 铁矿采用阶段矿房法转崩落法；此外，通过中区崩落顶板及上盘围岩，东、西区膏体充填方式保证了矿区开采时及开采后的区域稳定性。研究表明：所提出的协同开采方案使矿山铁矿设计开采储量增加了1 064.7万t ，膏体充填每年消耗干抛层、尾矿等矿山固废86万t以上，矿山安全及经济效益明显。     

硬岩群药包爆破孔网参数计算方法研究与应用

孔网参数包括最小抵抗线、孔间距,是钻爆法施工工艺中非常重要的参数。从硬岩单药包爆破漏斗的破岩机制出发,将爆破漏斗破岩范围从药包中心往外,依次分为裂隙圈、反射波圈、应力波圈。通过建立群药包爆破漏斗分析模型,提出了硬岩条件下群药包爆破孔网参数的确定方法。研究表明,爆破漏斗分析模型中的裂隙区与片落区的范围只与爆破作用指数有关,根据裂隙区的半径,便可求出反射区的作用范围。硬岩群药包爆破工程中,炮孔密集系数值不能无限大,极限值为2.8284。工程实践表明,本文建立的群药包爆破分析模型,将群药包应力波圈相切作为确定群药包最小抵抗线、孔间距的临界条件是合理的,为工程爆破孔网参数的确定方法提供了一种新思维,具有重要的实践指导意义。     

大直径深孔空场嗣后充填法采场结构参数优化及稳定性分析

大直径深孔空场嗣后充填法是安全高效开采倾斜极厚矿体的有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以Jama铜矿1 000万t/a超大规模地下开采为工程背景,利用Mathews稳定图法计算了采场稳定区间和水力半径,并基于“隔三采一”的开采方案,采用FLAC3D软件开展了4组采场结构参数条件下的采场稳定性数值模拟,从而优选出合理的高中段大采场结构参数。Mathews稳定图法采场顶板、侧帮暴露尺寸与水力半径的关系分析表明,当采场顶板跨度为15 m、中段高度为100 m时,采场长度应小于46 m。数值模拟结果表明：二步骤矿柱宽度从15 m增加至19.5 m时,采场顶板的位移、塑性区体积随着跨度增大而增加,底部结构堑沟的两帮安全系数较低且易发生部分剪切破坏。数值模拟与Mathews稳定图法分析结果一致,确定了大直径深孔空场嗣后充填法的最优采场结构参数为采场长度45 m,一步骤矿房宽15 m,二步骤矿柱宽18 m,采场高100 m。研究结果为实现倾斜极厚矿体高中段大采场安全回采提供了理论支撑。     

基于结构面特征的合掌岩石窟稳定性分析评价

合掌岩石窟属于浅埋洞室,其开挖和雕刻过程中的失稳情况主要是洞壁局部块体掉落。为分析评价洞壁的块体稳定性,进行了工程地质调查、工程钻探、声波测试、以及室内试验等工作,得到结构面的产状以及岩体的物理力学性质。采用BQ法对围岩等级进行划分,并采用基于结构面特征的赤平投影对洞室稳定性进行定性评价,运用块体理论进行定量评价。计算结果表明,洞壁及洞顶块体不稳定需进行加固。     

基于可靠度理论的充填体强度设计

对充填体的强度控制型和剪切控制型破坏形式模型进行了力学分析,建立了两种破坏模型的极限状态方程,对影响充填体可靠度指标的因素进行敏感性分析后发现,强度控制型破坏模型中充填体自身的单轴抗压强度对可靠度指标影响较大,剪切控制型破坏模型中充填体的粘聚力对可靠度指标影响较大。以三山岛金矿深部采场为例进行了可靠度分析,经过计算发现采用配比1∶8的充填体可达到安全回采的要求,对现场实际生产有指导意义。     

基于未确知测度理论的大柳行金矿采矿方法优选

针对大柳行金矿8-1号急倾斜极薄矿体开采难度大、回采效率低、作业安全性差的难题,使用传统的工程类比法、理论分析法优选采矿方法时,诸多定性指标难以准确评价。基于未确知测度理论初选出上向水平分层干式充填采矿法等5种适合大柳行金矿矿体的采矿方法,通过确定科学合理的评价指标体系,采用采场生产能力等6种定量指标与机械化程度等3种定性指标并重的方式,优选出上向水平分层干式充填采矿法作为指导该矿实际生产的采矿方法。经生产实践证明,由未确知测度理论优选出的上向水平分层干式充填采矿法能够很好地适应大柳行金矿的实际情况,并取得了良好的应用效果。     

缓倾斜中厚矿体高效开采新方案

为解决缓倾斜中厚矿体,尤其是倾角为20°~35°的缓倾斜中厚矿体的高效率开采技术难题,提出了基于组合棋盘式底部结构的缓倾斜矿脉连续采矿法。以悦洋银多金属矿为背景,运用层次分析法和多目标灰色局势决策方法对包括新方案在内的四种采矿方案进行优选。结果表明,基于组合棋盘式底部结构的缓倾斜矿脉连续采矿法为最佳采矿方案。最后,重点阐述了新方案的矿块结构参数与采场布置、采切工程布置和回采工艺方面的内容,分析了新方案的主要优势。这一新的采矿方法具有一定的指导意义和实用价值,可以在矿山使用并推广。