大体积充填体下胶结充填法回采进路参数优化研究

为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。     

基于FLAC3D 的某铁矿采场结构参数优选

为提高矿山开采效率及开采过程中采场顶板的稳定性,利用FLAC3D 软件建立数值计算模型,模拟不同结构参数的采场分步骤、分层回采及充填过程,对采场顶板的受力变化情况进行研究分析,从而判断不同结构参数和不同的开采阶段采场顶板的稳定性情况。结果表明,一步骤回采时顶板的稳定性较好,二步骤回采过程中顶板稳定性较差,应加强对采场顶板的监测与支护工作;通过对不同采场宽度和上下分层高度的方案对比分析,得出了采场最优结构参数,进路宽度为5 m,上分层高度为3.5 m,下分层高度为4.5 m。结果为采场结构参数设计提供了理论依据。     

白象山铁矿采场结构参数的数值模拟优化

白象山铁矿的水文地质条件复杂,采用分层进路充填法开采。利用FLAC3D模拟软件建立流固耦合模型,分析了采场跨度、进路宽度、分层高度和充填体类型对采场顶板稳定性的影响。对模拟结果的极差分析表明,采场跨度对采场顶板的最大沉降量、最大拉应力和塑性区破坏高度起决定性作用,其次是充填体类型、分层高度和进路宽度;最优方案为采场跨度30m,进路宽度10m,分层高度10m,用灰砂比1∶8的胶结尾砂进行充填。     

金川三矿区下向进路胶结充填采矿法采场结构参数优化

:为了解决金川集团三矿区下向进路胶结充填采矿法单炮爆破量少、采矿成本相对较高等问题,在金川集团三矿区开展了包括5m×4.5m、5.5m×4.5m 以及6.0m×4.5m在内的3种不同断面尺寸的采场进路现场试验。得到了采场进路顶板竖直方向最大压应力、顶板最大下沉量以及两帮最大收敛变形量。然后采用层次分析法(AHP)和逼近理想解排序法(TOPSIS)的综合评价模型,建立了考虑安全、经济、技术、外部条件、环境条件等五方面因素的综合评价体系,优选出了5.0m×4.5 m 的最佳断面尺寸。试采结果表明:优选后的5.0m×4.5m 断面尺寸比原5.0m×4.0m 断面尺寸采场单炮矿量提高12.5%、采矿成本降低4.9%。同时也说明了 AHP-TPOSIS方法在下向进路充填采矿法采场结构参数优化中的有效性。     

某铁矿缓倾斜厚大矿体采矿技术研究

某铁矿出于安全考虑,前期的崩落法无法继续使用,深部矿体的回采方法必须及时变更为充填法。为了确保充填法采矿安全、高效,根据矿山实际矿体、围岩稳定性特征,提出4个回采方法,经过模糊综合评判选择分段凿岩阶段空场嗣后充填法。在此基础上针对如何选择采场结构参数,才能确保回采过程采场的稳定,采用数值模拟对深部矿体采场结构参数进行方案优化,在采场长度为100 m,预留10 m间柱的情况下,模拟了采场宽度13 m、15 m、17 m3个方案,采场的最优宽度确定为15 m。     

滑石矿下向进路充填采场结构参数优化

范家堡子滑石矿前期采用分层崩落法进行回采,造成了地表塌陷、回采率较低、矿石损失较严重等问题。滑石矿作为一种高价值的矿产资源,为提高资源回采率以及实现绿色采矿,现场决定改用下向水平分层进路充填采矿法进行深部矿体的开采。目前国内外很少使用充填法进行滑石矿开采,为此需要对范家堡子滑石矿的下向充填采矿进行深入的分析研究,优化采场结构参数,实现采场稳定。3个方案进路断面(宽×高)分别取3 m×3 m(方案一)、4 m×3 m(方案二)、5 m×3 m(方案三),利用FLAC3D软件对采场结构参数进行了数值模拟,得出了最优结构参数进路断面(宽×高)为4 m×3 m(方案二),为现场的下一步的生产提供了理论依据。     

基于未确知测度理论的矿柱回采方案优选

针对国内某铅锌矿深部采场中所遗留的高品位矿柱为工程背景,旨在寻找一种适用于此深部采场所遗留矿柱的高效且安全的回采方案。为此,采用了未确知测度理论,初选出三种矿柱回采方案,并选取采场生产能力等6个指标为定量指标以及机械化程度等3个定性指标共9个指标建立单指标测度函数,对三个方案进行综合评判。经过分析计算,机械化上向水平分层充填法(方案一)的优越度为2.27,属于Ⅱ级;分段凿岩阶段空场嗣后充填法(方案二)的优越度为2.55,属于Ⅰ级;上向水平分层进路充填法(方案三)的优越度为2.23,属于Ⅱ级。因此,方案优越度排序为:方案二>方案一>方案三。结果表明,方案二为最优的回采方案,能够高效且安全地回采深部采场中所遗留的高品位矿柱。     

基于修正Mathews稳定图法与FLAC3D的采场结构参数优化研究

矿山开采深度的增加使矿山在生产过程中面临更多的不确定因素,合理的采场结构参数将有效降低采场冒顶事故率。为了确定出合理、统一的采场结构参数范围,采用Mathews稳定图法和数值模拟对高峰矿深部采场结构参数进行研究,分析不同采场结构参数下的采场极限暴露面积、应力云图、位移云图和塑性区分布云图。结果表明,当采场宽度取8 m时,极限暴露面积为400 m²;当回采方式为同时回采,分层高度为4 m和12 m时,均建议采场宽度≤8 m;采用超前回采时,采场最大主应力的最大值均超过了安全警戒线。因此,为了保证回采过程的安全性,建议采场结构参数为：采场宽度范围为7～8 m,采场长度为矿体厚度,约为40 m,分层高度为4～12 m,回采方式为同时回采。     

夏甸金矿上向水平分层充填法结构参数优化的数值模拟

夏甸金矿-692 m水平以上采用点柱式上向水平分层充填法进行回采,在回采时矿房宽6 m,矿柱宽度为2 m,2 m的矿柱不回收,造成了较为严重的矿量损失。因此,对夏甸金矿-692 m水平以下的采场采用的采矿方法进行优化,采用了上向水平分层充填法进行回采。基于FLAC^3D数值模拟软件对采场结构参数优化,通过模拟不同矿房矿柱的宽度方案,观察不同方案采场中的应力、塑性区情况来确定最佳的矿房宽度和矿柱宽度。研究发现：当矿柱宽度为4 m时,其矿柱中岩体塑性变形程度低,矿柱完整性好,安全程度高,矿房宽度为5 m时,塑性区面积最小,塑性变形最弱。因此,选择矿柱宽度为4 m,矿房宽度为5 m是最佳的结构参数。     

不同厚度矿柱下崩落法充填法联合开采交错区的地压规律

夏甸金矿目前采深已远超800 m,-652 m水平至-692m水平主要采用无底柱分段崩落法和进路式上向水平分层充填法联合开采,地质勘探线529~546线之间采用崩落法开采,两翼(529线以南和546线以北)采用充填法开采。通过FLAC3D软件分析不同厚度预留矿柱下采场的应力、位移、塑性区等,确定矿柱最优宽度,保障联合开采的稳定。研究发现无底柱分段崩落法采场与上向水平分层充填法采场之间存在相互影响,上向水平分层充填法采场的开采使得无底柱分段崩落法进路中垂直方向应力增大,而上向水平分层充填法采场在向上回采过程中,岩体中应力逐渐增加。在两采场之间保留一定宽度的矿柱能有效减小两采场之间的相互影响,矿柱宽度应大于15m。     

大红山铜矿西矿段充填采矿数值模拟研究

根据大红山铜矿西矿段矿体赋存的地质条件及现有的开采技术,提出了盘区机械化分条—分层充填联合的采矿方法。初步确定18种回采的方案,选取了FLAC3D数值分析软件进行数值模拟。将各方案的结果进行了对比,选出了最好的回采方案。结果表明,采场结构参数为:用混凝土胶结充填的矿柱宽度6 m,用选矿的尾砂充填的矿房宽度8 m,每个分层的高度4 m;用混凝土胶结充填的矿柱的抗压强度2.5 MPa;开采顺序上下同时回采,间隔100 m时采场的稳定性最好。     

获各琦铜矿上向水平分层充填采矿方法完善

获各琦铜矿已经成功使用了上向水平分层充填采矿法。通过近两年的采矿实践,发现获各琦铜矿深部中段CuI矿体中,矿岩较破碎,若继续采用原有的充填采矿法的采场结构参数,已经很难满足正常生产的需求,鉴于此,对采场结构参数进行调整,完善了采场结构参数。本文的目的就是通过分析对比点柱式的采场结构参数方案和调整后的采场结构参数方案的各项技术经济指标,得出使用调整后采场结构参数的上向水平分层充填采矿法来回采深部中段矿岩较破碎的富铜矿地段的矿体更优化的结论,从而为其它矿山回采类似矿体提供借鉴。     

凡口深部采场结构参数优化研究

采场结构参数与回采安全直接相关,合理的采场结构参数是实现深部矿体安全高效开采及控制地压危害的重要保障.采用三维有限元数值模拟分析了凡口铅锌矿深部采场不同回采方式及考虑温度变化和冲击地压情况下的结构参数,并进行了优化研究,得出凡口深部矿体的合理采场结构参数为采场宽度8～10 m,分层高度不大于5 m.     

深部急倾斜厚大矿体采场宽度优化

针对高峰矿深部急倾斜厚大矿体采用机械化上向水平分层充填法时的采场宽度优化问题,运用数值分析软件FLAC3D对不同宽度条件下的采场进行开挖模拟,通过分析不同宽度条件下采场顶板最大拉应力和最大下沉位移的变化特征,得出了不同宽度下的采场稳定性情况。结果表明:相比采场宽度6 m和8 m,采场宽度10 m时顶板拉应力较大,容易发生拉伸破坏,采场稳定性差;顶板最大下沉位移与采场宽度正相关,但3种宽度下的顶板最大下沉位移均在允许范围(50 mm)之内。因此,采场宽度可取6 m和8 m,但为了高效回采,最适宜高峰矿深部急倾斜厚大矿体的采场宽度为8 m。     

喀拉通克铜镍矿下向进路法采场结构参数优化

喀拉通克铜镍矿一号矿床矿岩结构差,一直采用小断面尺寸的下向进路充填法回采,回采效率低,成本高。基于此,首先优化底部配筋和回采顺序,然后用数值模拟采场的力学变化情况,根据模拟结果优化断面参数,推荐了(4.0～4.5)m×4.0 m断面尺寸为一号矿床贫矿体下向进路法的采场参数,成果的应用使生产效率大大提升,生产综合成本明显降低,企业效益和市场竞争力得到进一步提升。     

提高金川矿山下向采场采矿生产能力技术研究

几十年连续开采,金川矿山龙首矿的富矿接近枯竭,贫矿成为主要开采对象。提高采矿生产能力,实现以规模求效益是贫矿开发利用的必由之路。以金川龙首矿Ⅲ矿区贫矿开发为工程背景,探讨提高进路分层充填采矿法生产能力的关键技术。首先,以采用大型采矿设备为主要手段,进行了下向分层充填法采矿中的大断面进路参数优化、稳定性分析和分层道优化布置研究。然后,开展了进路分层充填法采矿的回采工艺参数优化。通过大断面进路采矿和优化的回采工艺,不仅提高了采矿生产能力,而且还确保了采矿安全生产,由此获得了显著的经济效益和社会效益。     

白象山铁矿“天窗”下部采场结构参数优化数值模拟研究

基于多孔介质流固耦合理论,以白象山铁矿下层局部疏干条件下的带压充填开采为原型,选取4线以北、7线以南"天窗"下部矿体的开采作为评价地质模型,建立了渗流条件下矿山"采场围岩系统"的三维数值模型。并根据正交试验设计的方法制定了不同采场跨度、进路宽度、分层开采高度和充填体类型的四因素三水平的9个采场结构参数开采模拟方案,选取顶板最大沉降量、顶板最大拉应力和顶板塑性区最大破坏高度作为评价采场顶板稳定性的指标,通过对不同方案模拟结果的分析,确定了各采场结构参数因素对顶板稳定性影响作用的大小以及合理的开采方案。     

基于FLAC3D的采矿方法优选及采场结构参数优化

为保证贵州簸箕田金矿复杂矿床安全、高效开采，利用FLAC3D数值模拟软件分别对3种采矿法(上向进路充填采矿法、上向水平分层充填采矿法、下向分层充填采矿法)不同采场结构参数进行了数字模拟分析。结果表明，采场高度3 m、宽度6 m的上向进路充填采矿法最优，更符合矿山开采安全、稳定、经济要求。研究成果对类似复杂矿山开采具有指导意义。     

盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法应用研究

南京栖霞山铅锌矿采用上向点柱分层充填采矿方法回采,由于随着开采深度的增加,采场顶板及上盘围岩应力集中,引起顶板冒落。为了提高回采作业安全性和回采率,盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法由多个采场组成一个盘区,以进路方式由下向上分层回采,每一分层间隔布置Ⅰ、Ⅱ期若干进路,以每条进路为单元分别进行回采和充填,Ⅰ期进路超前Ⅱ期进路形成阶梯式回采,进路充填不需进行采场接顶,一个采场可间隔布置多个作业面进行采矿和充填。为了有效控制Ⅱ期进路回采时Ⅰ期进路充填体垮塌现象,提出了预留梯形矿柱或连续条形矿柱的回采方案,保证了回采作业的安全。应用研究表明,采场的综合生产能力达到每月6 452t,回采率达到了87.1%,贫化率小于3%,生产能力完全达到了设计的要求。     

金川二矿区深部开采稳定性分析和采矿设计优化研究

金川二矿区已进入深部开采。在采用下向胶结充填法的条件下，能不能实现无矿柱连续回采，对矿山的产量和效益影响极大。本文使用非线性有限元对预留间隔矿柱和不预留间隔矿柱两种方案的围岩应力、位移和塑性区分布以及采场的稳定性状态进行了系统的分析和比较，论证了二矿区深部实施无矿柱连续回采的合理性和可行性，为二矿区深部采矿设计优化提供了依据。