石人沟铁矿地下三期矿体开采顺序优化

对于采用空场法或充填法过渡的露天转地下矿山,露天边坡将永久存在,因此,转入地下后的矿体开采顺序直接影响上部既有露天工程的稳定。以石人沟铁矿地下三期矿体为研究对象,通过室内试验获取围岩与充填体力学参数,遵循减小对露天境界顶柱与露天边帮扰动的原则,运用有限元数值模拟方法,对3种可行的开采顺序方案进行了模拟与分析。研究结果表明,由北向南的整体回采顺序方案的岩体位移与最大主应力指标优于其他方案,即为最优开采顺序方案。     

扇形中深孔扩槽降低矿石损失贫化率的应用

石人沟铁矿三期工程穿脉矿房切割平巷原布置在上盘矿岩各半处,造成上盘矿石损失贫化严重。为了提高经济效益,降低生产成本,提出了扇形中深孔扩槽方法,并以该矿-120 m中段12-1#穿M1矿房为依托,将其切割平巷布置在上盘矿体内,并将拉槽布置在切割井以西的穿脉巷内,切割平巷内布置扇形中深孔进行扩槽,此方法基本避免了穿脉矿房上盘岩石的混入,最大程度的回收了上盘矿石,减少了约1000t矿石的损失,提高了矿石质量,降低了生产经营成本。     

某井下采空区充填挡墙封堵技术实践

充填采矿技术被广泛应用于地下金属矿山。石人沟铁矿通过不断研究和攻关,在不同井采时期分别运用了3种充填挡墙封堵技术,在对一、二期工程遗留下来的采空区进行充填治理时,有效实施了混凝土浇筑墙体封堵方案;在三期工程前期,为有效提升封堵效率,合理降低封堵成本,将原有封堵方式改进为青砖砂浆墙体封堵方案,达到了预期目标;在三期工程后期,进行了充填挡墙封堵技术的再攻关,成功采用可回收式轻型封堵挡墙技术,推广应用价值显著。最终,矿山确立了以可回收式轻型封堵挡墙为主、以青砖砂浆墙体为补充的安全、高效、低成本的稳定可靠的充填封堵技术方案,从而为井下采空区治理与采充生产高效衔接奠定了坚实的技术基础。     

金属矿山露天坑尾砂胶结充填治理

以石人沟铁矿露天采坑为工程背景,采用理论分析与数值模拟联合手段,提出了利用地下三期富余的尾砂胶结充填治理露天采坑的合理方案。给出了各等级充填料浆灰砂比和浓度、充填总高度、阶段高度、分层高度、不同阶段充填料浆灰砂比等方案结构参数确定的方法与原则,制定了充填治理过程中的安全控制措施。确定了露天采空区充填料浆灰砂比为1∶8、1∶10、1∶20 3个等级,料浆浓度为70%,充填高度为80 m,阶段高度为20 m,分层高度为1.5 m;4个阶段充填料浆灰砂比为1∶8、1∶8、1∶10、1∶20。方案实施后既能消除露天采坑安全隐患问题,又能避免尾矿库建设难题,也为露天采坑的恢复治理奠定了基础。     

金属矿露天坑与地下空区尾矿协同充填清洁生产

针对露天坑和地下空区诱发地质灾害、尾矿库存在溃坝风险和破坏区域环境等问题，以金属矿露天转地下开采矿山工程为研究对象，结合阶段空场嗣后充填法开采，发明了不均匀尾矿充填体制作与取样装 置，基于流体弗劳德准则，结合现场原位取样力学试验，提出了考虑尾矿充填强度不均匀特性的强度计算方法；基于测量学与系统工程理论，提出了露天坑与地下空区三维信息提取和尾矿协同充填与排水技术；运用 流体力学和有限元理论构建了一次充填高度和挡墙构筑位置参数优化三维模型，形成了高效—材料再用—低成本轻型挡墙尾矿充填封闭技术。研究成果在石人沟铁矿得到应用，建成了原矿200万t/a的铁矿床露天转地 下开采尾矿充填清洁技术工程示范，取得的主要技术指标为尾矿综合利用率达到100%、嗣后充填成本25元/t、挡墙构筑效率0.016道/(人·时)、构筑成本606元/m2。突破了露天坑与地下空区尾矿协同充填技术瓶颈， 完善了矿山尾矿处置理论与技术，实现了尾矿零排放，消除了露天坑与地下空区安全隐患，推动了冶金矿山生态文明建设，加快了资源绿色开采进程。     

石人沟铁矿不同条件下切割井爆破一次成井孔网参数优化

石人沟铁矿原采用1254采矿台车钻凿76 mm+102 mm孔径分段爆破切割井一次成井,常因凿岩台车故障率而降低矿山生产能力。为降低进口台车设备故障率,提高穿孔效率,改为64 mm+102 mm孔径切割井,并对不同条件下切割井爆破一次成井孔网参数进行优化,最终实现了切割井爆破一次成井,不仅提高了穿孔效率、降低了设备故障率,同时也保证了矿山的正常生产。