小铁山矿尾砂胶结充填絮凝沉降试验研究

絮凝沉降技术是小铁山矿尾砂胶结充填研究的主要内容之一。运用正交实验设计原理,对影响充填质量的各种因素间的关系进行分析,基于此分析结果,实施絮凝沉降试验,从而研究小铁山矿的尾砂胶结充填方法。研究结果表明:在充填料浆中添加6～8g/t聚丙烯酰胺,既能降低溢流水中固体物料含量和水泥离析,又能提高充填物料的沉降速度,同时还能改善充填体的形成状态,使充填体基本达到均质,提高充填体强度,使充填质量达到采矿工艺要求。     

崩落采矿法的覆盖层消耗与补充技术研究

深部铜矿现阶段使用分段崩落法采矿工艺由于覆盖层厚度不足,甚至局部地段没有覆盖层,出现了严重的矿石的贫化、损失现象,影响了崩落采矿工艺的正常使用。在反思矿山露天转地下初期覆盖层的形成方案的基础上,对矿山东、西采区现有覆盖层厚度、块度进行了调查,分析得出覆盖层损失或不足的原因主要为放矿过程中的消耗、采矿悬顶阻塞下降通道、矿体形态变化大等。通过计算得出:矿山最小覆盖层厚度为23.5m,覆盖层的最小块度应为800mm。提出了在矿山东部采区采用上盘硐室倾斜扇形深孔挤压爆破补充覆盖层方案和西部采区采用在正常开采时崩落表外矿补充覆盖层方案;在覆盖层补充完成后,总结出端部留矿方案和矿石隔离层方案两项能够进一步完善矿山现有的崩落法采矿工艺的技术措施。     

中深孔爆破震动效应研究

本文对白山泉铁矿矿柱回采确定了爆破参数,进行爆破安全计算,同时对爆破震动效应进行测试、数据处理、分析研究,推导出适合该矿萨道夫斯基公式,对类似矿山爆破设计具有一定参考价值。     

白山泉铁矿残留矿柱回收技术及空区处理

结合矿山的实际情况,借鉴国内其它相似矿山的矿柱回收经验,对白山泉铁矿一中段的矿柱进行回收利用,并根据现场情况对采空区进行处理,保证下阶段矿房回采的安全性。矿柱回收采用分段凿岩间柱一次性爆破顶柱和间柱的方案,采空区处理采用下向平行深孔崩落顶柱充填采空区的方法,实践证明,矿柱回收方案是合理的,经济效益和空区处理效果良好,可为国内类似矿山提供参考。     

采区溜井损坏原因分析及加固措施

根据小铁山矿部分出矿溜井垮塌现象,分析溜井损坏原因,并提出溜井加固措施,加固后经使用效果较好。     

单轴拉伸作用下岩石裂隙起裂扩展的数值模拟

地下采矿工程开挖对天然岩石是一种卸荷行为,卸荷后的岩石容易受到拉应力作用,造成岩石内部原生裂隙的扩张贯通,从而极大影响工程岩体稳定性。为研究拉伸作用下岩石内部裂隙的萌生演化规律,采用扩展有限单元法,对含不同裂隙倾角的岩石进行了模拟研究。结果表明:拉伸应力下岩石裂隙起裂主要受Ⅰ型应力强度因子控制,裂隙倾角越大,起裂越困难,相应的起裂角也越大;裂隙扩展时的扩展角保持不变,扩展方向与最大拉应力方向保持垂直。     

井下铲运机路面受力分析与强度设计研究

受矿岩遇水泥化,井下酸性污水多等客观因素影响,深部铜矿巷道内铲运机运行路面条件极差,影响了多型号铲运机出矿效率。在充分认识铲运机运行原理和铲运机在静止、行驶、铲装时的受力状况的基础上,对路基内部受力和路基表面应力与变形进行了分析,完成了路面材料的弹性理论设计和刚塑性理论设计,确定了矿山井下铲运机路面强度和结构,为井下路面材料的研究和制备工艺提供了理论基础。在计算得出矿山所需铲运机路面强度应大于1.4MPa后,利用多种不同类型的采场废石和胶凝剂,构建了多种不同强度的新型人工废石混凝土铲运机路面。事实证明,提倡“多修路,少修车”理念,在井下就地取材,修筑人工废石混凝土铲运机路面,是从根本上提高深部铜矿无轨机械化出矿效率的重要途径。     

露天坑下矿柱回收的安全性分析

某铁矿三采区一中段位于2个民采露天坑底,矿房覆岩较薄,矿柱回收存在一定风险。在充分调查该区域生产现状的基础上,利用当量暴露面积法,确定该区域矿房极限跨度为160 m,提出“隔三采二”的矿柱回收总体方案,回收矿量19.6万t。在对采空区大面积垮塌冒落的连锁效应的“矿柱失稳-应力转移”力学机理进行分析的基础上,利用Wang Jin′an顶板-矿柱流变力学模型,将三采区一中段顶板-永久间柱系统简化为由4组等效的Buegers体制成的弹性薄板,建立了矿柱-顶板系统稳定性的动态分析方法,预测了采空区的存续时间。顶板位移监测表明矿柱回采实施过程中,矿柱回采整体处于稳定阶段。实践表明：利用当量暴露面积法和Wang Jin′an顶板-矿柱流变力学模型相结合的方法确定矿房极限跨度和采空区的存续时间,具有一定的参考价值。