缓倾斜极薄矿体安全高效采矿方案研究

针对山东黄金鑫汇金矿高品位、缓倾斜极薄矿体,分别提出了电耙出矿下向中深孔抛掷采矿法、电耙出矿倾向平行中深孔采矿法、电耙出矿浅孔全面采矿法、浅孔削壁充填采矿法4种采矿方法。从该矿生产实际和浅部缓倾斜石英脉群矿体开采技术条件出发,经过方案综合比较,最终确定电耙出矿倾向平行中深孔采矿法为最优方案,同时对于矿体厚度大于1.2 m的矿体,可考虑采用电耙出矿浅孔全面采矿法开采。     

缓倾斜破碎矿体回采方案优化与动态调控研究

结合焦家金矿的矿床地质条件与开采工艺,设计了4种回采方案,建立了矿体三维模型,进行模拟计算分析。通过对4种开采方案的变形、应力与塑性区的综合比较发现：在矿体上盘较为破碎的情况下,4种开采方案的顶板变形量相差不多,难以对4种开采方案进行优化评价。从控制矿体顶板应力与降低塑性区体积出发,正三角开采方案较为合适。结合巷道开挖后围岩的应力分布状态,通过运用数理统计的方法,研究分析了采场施工行为对波速的影响。根据超声波速度变异性,建立了基于岩体波速变异性的动态调控方法。从试验数据和采场实际数据分析可知,随着进路的回采,波速频率特性变低,塑性松动区的范围在扩大,围岩稳定性降低,逐渐呈失稳状态。通过在回采过程中引入调控手段,试验采场稳定性良好,从而为回采方案调控提供了一条新途径。     

缓倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法合理回采工艺研究

缓倾斜中厚矿体条件下的无底柱分段崩落法矿山普遍存在矿石损失和贫化严重等突出问题,是矿山急待解决的问题。通过试验研究和大顶山矿区的现场试验,研究结果表明,对于缓倾斜矿体条件下采用"垂直分区"、"组合放矿"新工艺并通过优化炮孔布置与优化切割爆破参数等技术措施,可以在较好地解决缓倾斜矿体条件下无底柱分段崩落法矿石损失和贫化严重的问题,可明显提高矿山生产的经济效益。     

灵乡铁矿残留点柱回收与采空区稳定性分析

针对灵乡铁矿拟回采采空区内部分点柱对空区上覆岩层和地表设施的影响,采用有限元法对其回采过程进行了模拟,揭示了回采过程中点柱的应力变化规律及顶板的应力分布变化,证明了回采工作的可行性。结合回采过程中应力变化,建议采用方案二进行回采是比较安全的,同时建议在2号、5号点柱上布置声发射监测点。     

倾斜极厚矿体回采方案设计研究

从安全高效开采角度出发,结合大型低品位厚大矿体开采技术条件、嗣后充填采矿法生产工艺、生产能力及采准工程布置情况等因素,提出2种可行回采方案。利用有限元分析软件Midas/GTS进行采场稳定性数值分析,计算结果表明：采用方案一时,回采后期盘区内二步非胶结充填采场顶板中央处将产生较为明显的塑性应变,采场整体稳定性低于方案二。基于典型盘区内各矿块生产能力及出矿量,并综合考虑各方案的安全性、产能及各方案不同特点后,确定回采方案一适合达产期间应用,回采方案二适合达产后应用。     

伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法在缓倾斜薄矿体开采中的应用研究

缓倾斜薄矿体的回采一直是采矿方法设计上的难点,国内外尚无很好的采矿方法可供参考。文章介绍了伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法在山东黄金集团三山岛金矿平里店矿区的实际应用情况。实践表明该方法应用于缓倾斜薄矿体,能很好地解决全面采矿法顶板支护、采空区塌陷和矿石搬运困难等问题,降低了损失、贫化率,取得了良好的经济效益。伪倾斜单采尾砂胶结充填采矿法对于类似缓倾斜薄矿体的开采具有一定的借鉴意义。     

缓倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法下盘残留矿石合理回采工艺研究

详细分析了下盘残留矿石比例以及下盘残留矿石回收的特殊性对矿山矿石回收效果的影响。分析 表明,下盘残留矿量比例主要受矿体赋存条件以及采矿方法主要结构参数影响,矿体厚度越小、 倾角越缓,结构参数越大,下盘残留矿量比例越大,由矿岩混采造成的下盘残留矿石回收效果越 差,改进下盘残留矿石回采工艺是保证下盘残留矿石充分回收以及矿石整体回收效果的关键。最 后针对传统切岩回采下盘残留矿石工艺造成的矿体下盘残留矿石退采不充分及矿石回收效果差问 题,提出了下盘切岩开采+上分段下盘进路间柱辅助回采进路回采下盘残留矿石新工艺以及增大 矿体下盘崩矿步距、矿体下盘边孔角等降低矿石损失贫化技术措施,对目前国内相关矿山具有重 要的借鉴意义。     

基于点柱充填采矿法的矿体顶底柱规模化采矿研究

针对新城金矿Ⅴ#矿体的开采问题,设计了点柱式充填采矿法进行回采。介绍了开采方案、采准工程布置、回采顺序、回采工艺和巷道掘进等工艺。结果表明,点柱式充填采矿法留不连续矿柱比留连续矿柱的损失率低,点柱均匀地分布在采场的各个位置,可以均匀地支撑顶板,该采矿方法完全适合新城金矿V#矿体顶底柱的规模化开采需求,具有重要的实践意义。     

铁门坎断层对充填法回采地下采空区稳定性影响研究

为研究断层对地下采空区充填法回采的影响,以大冶铁矿铁门坎采区为例,通过数值模拟方法,建立不考虑断层与考虑断层影响的2种分析模型,对比分析了2种工况下采空区充填回采前后的应力场、塑性区分布规律。结果表明：考虑断层的工况下,充填回采前后采场围岩稳定性状况优于不考虑断层的工况。这是因为采场与断层之间特殊的空间组合关系：采场位于断层F1、F2夹持的范围内,且未与断层相交,采场地下开采和充填回采时导致的岩体重分布应力转化为断层破碎带变形,重分布应力被部分释放。研究结果对于断层发育区地下采场的稳定性分析具有一定参考价值。     

某矿山特大采空区下矿体回采方案研究

某矿在长期使用空场采矿法中形成了特大采空区,给矿山生产带来了安全隐患。针对这一难题,根据矿山实际的矿体赋存、开采技术经济条件以及空区特征,对空区下矿体回采方案进行了分析与研究,提出了空场嗣后充填采矿法和上向水平分层充填采矿法2种回采方案。考虑到矿山的实际情况,空场嗣后充填采矿法较优,但矿山空区情况已经不容乐观,应及时对空区进行充填处理。     

阶段嗣后充填采场护壁矿稳定性研究

针对红岭铅锌矿采用阶段空场嗣后充填采矿法中的采空区护壁矿厚度合理取值问题，通过理论计算研究护壁矿应力和挠度变化规律，并利用FLAC3D数值模拟分析方法，对不同工况下护壁矿厚度的稳定性进行研究，最终确定最优护壁矿厚度。研究表明：1）根据压杆变形理论和极限挠度计算，护壁矿最大挠度随着厚度的增大而减小，且护壁矿最优厚度为3 m；2）根据模拟分析可得，护壁矿厚度应当超过3 m，才能更好地保证护壁矿的安全稳定；3）护壁矿z向应力曲线呈倒“U”型分布，最大应力集中在护壁矿两端，与理论应力分布相似。本文研究为相似矿山护壁矿厚度选择提供一定的理论依据和分析方法。     

缓倾斜薄矿体矿柱回采采场围岩稳定性研究

为解决缓倾斜薄矿体矿柱安全高效回采这一难题,对采场围岩稳定性进行研究是非常必要的。以三山岛金矿平里店矿区为工程背景,在前期现场调查、室内力学试验及岩体力学参数工程处理的研究基础上,运用RMR分级法和Q系统分级法分别对缓倾斜薄矿体矿柱回采围岩质量进行分级研究,得出采场围岩稳定性一般;分析了缓倾斜薄矿体采空区顶板破坏机理,并基于Burgers体建立了缓倾斜薄矿体采空区流变力学模型,为采场支护提供了理论依据技术支持;设计了缓倾斜薄矿体矿柱回采采场围岩应力实时监测系统,得到了采场围岩应力变化规律,现场实践证明：监测系统精度高、运行稳定。     

缓倾斜中厚矿体高效开采技术研究

为探索破碎顶板下缓倾斜中厚矿体的地下开采技术,实现矿体的快速、高效开采,以金厂河多金属矿缓倾斜中厚矿体为研究对象,分析了矿岩岩石力学参数及岩体质量级别,根据不同的开采技术条件,优化选取合理的采矿方法及采矿装备。根据研究成果,矿体顶板大理岩稳固性较差,矿体稳固性较好。厚大矿体采用大直径深孔嗣后充填采矿法,中厚矿体采用预留矿体护顶的中深孔空场嗣后充填采矿方法。研究表明:根据矿岩稳固性分级及矿体开采技术条件,采用不同的采矿方法,能够满足矿山开采产能和贫损指标控制的要求;破碎顶板采用支护加固处理或预定矿体顶板护顶的方式,能够很好地保障采场顶板的稳定性,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于破碎顶板下的缓倾斜中厚及厚大矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

缓倾斜薄钨矿脉矿柱回采方案探讨

缓倾斜薄矿脉赋存在我国金属和非金属矿山较为常见。针对南温河钨矿全面法采矿残留矿柱的留存条件和回采难点进行分析和研究,提出使用人工假柱置换矿柱的矿柱回采方案。研究表明:混凝土人工假柱尺寸6.0m,间距10~12m能够满足矿柱的安全回采;同时回收矿柱约为14.8万t,产出钨精矿约776.3t,净收入约7 700万元。在保证安全的前提下,为企业带来良好的经济效益。     

复杂空区群条件下矿柱安全回收技术研究

为了最大限度回收某铁锌多金属矿复杂空区群条件下的矿柱资源,以该矿区三中段以上矿体为研究对象,根据矿柱开采技术条件,结合矿区采空区实体模型,制定了充填法处理采空区和空场嗣后充填法回收矿柱的技术方案,并利用FLAC3D软件对矿柱回收过程中应力应变和地表沉降进行模拟分析。结果表明：矿柱回收过程中,岩体应力发生转移,围岩和充填体受压,顶板受拉。同时,为减少矿柱回收过程中的地表沉降,提出以不回收一中段矿柱为主,在关键部位预留少量原岩矿柱为辅的保护措施,以保证覆岩及地表的稳定性。     

缓倾斜薄煤层地下气化试验研究

确定了缓倾斜薄煤层条件下地下气化炉的结构参数,并测定了气化炉的密闭性能;研究了缓倾斜薄煤层地下气化过程的温度场、煤气组分、热值、流量和热效率的变化规律及提高煤气热值的工艺方法．试验结果表明,缓倾斜薄煤层的气化过程井温速度慢,热效率较急倾斜中厚煤层低,其空气连续气化过程冷煤气效率为56．4％,地下气化炉热损失率达到29．7％;脉动两阶段气化工艺是提高缓倾斜薄煤层气化过程煤气热值的一种行之有效的方法,能够获得热值在9．6MJ／m^3以上的煤气,满足民用及发电的要求．     

缓倾斜互层矿体房柱法采场结构参数及稳定性研究

房柱法开采缓倾斜互层矿体时形成复杂的岩体工程,其采场结构参数严重影响着采矿作业的安全性和经济性。本文针对缓倾斜互层矿体提出了矿房合理布置形式,并通过多种理论计算与分析确定了采场结构参数,为应用房柱法开采类似技术条件的矿体提供了完整的研究路线和快速的解决方案。     

胶结充填体下采场结构参数优化研究

要在大体积胶结充填体下对矿体进行安全高效地开采,合理的采场结构是采矿设计首先需要考虑的问题。在综合分析某地下矿山地质概况、开采技术条件现状的基础上,采用经验法与理论计算法对采场结构参数进行计算,提出了4种采场结构参数初步方案,建立对应的三维数值计算模型,将围岩的变形、应力分布及塑性区大小等作为衡量采场结构参数优劣的指标。根据模拟结果对比分析了各方案在矿房回采后采场围岩的力学响应情况,得到了采场处于最有利力学状态时的结构参数,结合各方案盘区矿石理论回采率,进而对采场结构方案进行了优选,即当顶柱厚度为6 m,矿房跨度38 m,矿柱宽14 m时,采场结构稳定性处于最有利状态并且具有较高的理论回采率。优化结果可为后续开采设计提供参考。     

小煤窑采空区充填材料及复采技术研究

为了实现中煤平朔安家岭2号井工矿B909工作面小煤窑采空区的安全高效开采,采用充填全部采空区的方式进行复采。根据施工和回采的要求,经过多方面的比选后,确定以瑞米材料和发泡水泥为充填材料。通过对取自施工现场的材料进行抗压和劈裂抗拉强度试验,结果表明,上述2种材料具有良好的力学性能,满足工作面充填复采的技术要求。     

鸡笼山金矿过采区高应力下采场稳定性分析研究

鸡笼山金矿尚有大量"过采区"和"高应力"状态下的低品位矿体未进行开采,为了提高矿山资源利用率,延长矿山服务年限,对这些矿体进行了采矿方法研究与现场试验。结合鸡笼山金矿的矿岩物理力学性质,建立了鸡笼山金矿区的三维模型,运用有限差分元分析软件FLAC~(3D)进行数值分析计算,模拟了试验采场原始地应力分布状况,并分别就矩形开采断面、椭圆形开采断面、蝶拱形开采断面对采场稳定性的影响进行了模拟分析。分析结果表明:在矿体回采过程中,无论采用何种水平回采断面,在矿体上下盘及间柱均会出现应力增加,但相对来说蝶拱形断面开采应力增加幅度以及分布区域更低,有利于采场的稳定。研究结果为现场的安全生产提供了理论依据。