复杂条件下隔离矿柱回采的稳定性分析

以某矿隔离矿柱回采为工程背景,采用数值模拟和相似材料试验两种方法对崩落法采场和充填法采场之间隔离矿柱回采过程中的稳定性进行精细分析。研究表明,随着采空区宽度的增加,采场中应力逐渐向留设条形矿柱中进行转移,随着条形矿柱宽度的缩小,稳定性逐渐变差,当条形矿柱宽度为2.5 m和3 m时,条形矿柱及采场整体稳定性较好,兼顾回收率与稳定性,预留条形矿柱宽度为2.5 m是合适的。空区回填后,条形矿柱中的应力值有大幅的下降,而崩落法采场、充填法采场及顶板中的应力充填前后基本不变,回填后充填体能起到良好的支撑作用,而充填法采场和崩落法采场中应力分布不受充填体的影响。     

隔离矿柱回采可行性分析及工程实践

地下采矿过程中,为保障回采安全一般需要留设矿柱。夏甸金矿主要采用崩落采矿法与充填采矿法联合开采,其交错区留设有10 m左右的隔离矿柱。开展了相似材料试验与Flac3D数值模拟分析综合评价隔离矿柱回采的可行性,通过多方面多角度分析,掌握了开采中隔离矿柱的应力、位移分布规律,确定崩落采矿法区域一侧条形矿柱的最小宽度为2.5 m,并探索了长锚索支护最佳网度为2 m×2 m。最后提出了隔离矿柱回采关键技术方案,现场工业应用取得了矿石贫化率10.63%,采矿损失率9.27%的较好指标,应用效果较好,为后续的开采提供了理论依据与现场支持。     

谦比希铜矿薄矿体采场结构参数优化及应用

谦比希铜矿N1矿体产状较平缓,厚度薄,采用房柱采矿法回采.为安全经济回采该矿体,对采场结构参数进行了优化,得出最优的采场结构参数为:一步骤采场宽度8 m,矿柱宽度和长度均为5.0 m,矿柱间距3 m.现场试验表明:该采场结构参数下试验采场回采安全系数为1.15,回采过程中矿体安全稳定,未发生采空区垮塌等安全生产事故,矿...     

毛坪铅锌矿水平矿柱形成与回采方法试验研究及应用

毛坪铅锌矿采用下向水平分层矩形进路式胶结充填采矿法,在多中段同时回采条件下,随着开挖深度的增加,将会出现760中段和720中段2个水平矿柱。水平矿柱何时形成与破坏,以及如何在保证开采安全的前提下最大限度地回收矿柱,是矿山目前遇到的难题。采用Flac3D数值模拟软件,分析了矩形进路采场结构条件下水平矿柱形成与破坏过程,得出当720中段未开挖矿体厚度为24 m时,水平矿柱形成;厚度减小为21 m时,水平矿柱完全被破坏。然后模拟分析采用六边形进路开采过程,最终提出毛坪铅锌矿应用下向水平分层六边形进路式胶结充填采矿法能够保证水平矿柱回采过程稳定,最大程度回收水平矿柱资源,为矿山生产提供指导。     

急倾斜中厚破碎矿体采场结构参数的优化及应用

鉴于采用上向水平分层充填采矿法开采急倾斜中厚破碎矿体时存在回采效率低、采矿成本高等问题,结合石湖金矿矿体开采技术条件,开展了下向凿岩平行中深孔落矿分段充填采矿法试验研究,并运用数值模拟软件对采场结构参数进行了优化。工程应用结果表明:按照"一步回采矿柱,二步回采矿房"思路,在分段高10 m的前提下,矿柱与矿房宽度分别为15 m和35 m时,采场最为稳定。采用该结构参数进行回采,采场生产能力达到202 t/d,矿石贫化率为5.36%,采矿损失率为3.52%,效果较好,可为类似金属矿山开采提供参考经验。     

厚大矿体充填采矿法采场结构参数优化数值模拟研究

为了得到矿体的最优采场结构参数,采用数值模拟软件建立了矿体三维模型,分析了矿体的矿房顶板和矿房矿柱的最大主应力云图。研究表明:回采矿体的顺序是采取矿房矿柱间隔交替回采,在各中段水平高度以及三维空间上,形成一个上下交错矿房回采顺序。回采矿体以10 m作为矿柱宽度,12 m作为矿房宽度的采场结构参数时,采场生产作业更加安全高效。     

基于3DEC的柴胡栏子金矿全面采矿法残留矿柱稳定性分析

柴胡栏子金矿全面采矿法采场残留矿柱资源回采过程中面临的关键问题是如何有效地控制岩层的变形和破坏,以及合理调控采场地压。采用3DEC数值模拟软件模拟了无矿柱回采和人工膨胀矿柱替代原生矿柱回采的2种回采方案。模拟结果表明:矿柱的存在极大地改善了上盘围岩的应力状态,与无矿柱开采方案相比较,围岩最大拉应力由0. 861 6 MPa降低为0. 124 57 MPa,围岩最大压应力由9. 509 MPa降低为8. 601 9 MPa,上盘围岩最大下沉量由3. 245 mm降低为1. 514 7 mm,采场顶板未产生塑性区,采场顶板的稳定性较好。工业试验表明:采用人工膨胀矿柱替代原生矿柱的方式回采残留矿柱能够确保回采过程中顶板的安全与稳定,有效地延长了矿山的服务年限,保障矿山可持续发展。     

基于FLAC~(3D)的井下采场结构参数优化研究

针对金源矿业公司大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法在实际生产过程中,由于采场跨度过大,回采过程中普遍出现的冒顶、片帮等安全问题,提出了分矿房矿柱的中深孔凿岩阶段空场嗣后充填采矿法;采用岩土工程专用分析软件FLAC3D,经数值模拟分析回采过程,确定合理的采场跨度参数;模拟结果为金源矿业公司J5矿体后续回采整体规划及采场结构参数调整发挥了重要的指导作用,确保了井下生产安全。     

某矿采场结构参数设计及顶板稳定性判别

某矿采用人工矿柱代替原生矿柱的房柱采矿法回采,首先根据采场顶板围岩的应力分布和破坏机理得出矿房宽度;然后通过考虑人工矿柱应承受的压力与矿柱强度的关系,在一定的安全系数条件下计算出人工矿柱的宽度,确定出合理的采场结构参数;最后通过Mathew稳定图表法,判别出该采场结构参数对应顶板暴露面积的稳定性。研究结果表明:通过计算得出的采场结构参数为:矿房宽度14 m,人工矿柱10 m;运用Mathew稳定性图表查出N=18.31和S=6.14时,对应的采场顶板暴露面积落点位于稳定区,判别出采场顶板稳定性较好,暴露面不需进行全面支护,只需有局部支护用于控制岩块的片落。     

基于爆破震动的阶段矿柱厚度优化

为研究阶段矿柱的最小预留安全厚度,以上饶市某铜矿-100 m至-150 m中段采场回采为研究背景,针对爆破震动对矿山实际开采的影响,应用FLAC3D数值模拟软件对原设计阶段矿柱厚度5 m进行验算,并提出合理的阶段矿柱最小预留安全厚度.通过重点分析其静力和爆破动荷载条件下阶段矿柱的最大拉应力、垂直位移、塑性破坏域的模拟结果,结果表明:在静力条件下,阶段矿柱厚度分别为5 m和6 m时,采场均保持稳定;在爆破动荷载条件下,阶段矿柱厚度为6 m时,采场保持稳定,但为5 m时,采场处于欠稳定状态.结合理论模型的分析结果,最终确定阶段矿柱最小预留安全厚度为6 m.      

新城金矿二步采场结构参数优化及应用

新城金矿二步矿柱采用预控顶中深孔分段充填采矿法开采。为获得最优化二步采场结构参数,采用Flac~(3D)对不同采场结构参数的稳定性进行计算,分析不同参数的采场开挖过程位移和应力变化特征,获得不同方案采场开采位移和应力随采场宽度变化曲线,并将优化后参数应用于工程实践。通过断面顶板位移变形监测,证明优化参数的合理性。结合矿山生产能力要求,为确保二步采场安全高效回采,最终获得最优的二步采场结构参数为:采场宽度8 m,高度10 m。     

踏步式上向水平分层充填采矿法回采步距优化及应用

针对机械化上向水平分层充填采矿法二步采场在进行回采作业时,一步采场充填体滤水而导致二步采场两帮围岩条件恶化的问题,提出并进行了踏步式上向水平分层充填采矿法的试验研究。以新城金矿V号矿体为工程背景,对踏步式上向水平分层充填采矿法的回采工艺设置不同的回采步距,结合Flac~(3D)数值模拟技术对回采过程进行模拟分析,并对回采过程中关键点的位移和应力进行综合比较,从而确定最佳回采步距,确保V号矿体的安全高效开采。结合不同工况下的应力位移分析结果最终确定采场参数,一步采场二步采场回采步距为20. 0 m,即一步采场超前二步采场6个分层。经工程应用表明,在试验采场得到了生产能力1 120 t/d、采矿损失率4. 6%、矿石贫化率4. 5%的经济技术指标。     

全面房柱采矿法在富家矿三角矿柱残采中的应用

富家矿露天坑保安矿柱回采后,剩余的矿体与主矿体回采后进行充填的混凝土充填体相接触,形成三角矿柱。结合全面采矿法与房柱采矿法的优点,自行设计了全面房柱采矿法并将其应用于三角矿柱的残采,此方法在回收矿柱中得到了成功的验证。详细介绍了全面房柱采矿法的采准工程布置、回采工艺过程及技术参数。实践证明,该方法适应富家矿三角矿柱残采的生产要求,经济技术可行、安全可靠。同时也为其他矿山底柱的回采提供了宝贵的经验。     

基于FLAC~(3D)数值模拟的某钨矿缓倾斜矿体采场矿柱稳定性研究

针对采用全面采矿法的矿山,其采场矿柱的位置与尺寸留设一直是矿山安全高效生产关注的问题。通过对某钨矿缓倾斜矿脉采场回采过程中的矿柱留设进行数值模拟研究,采用FLAC3D三维有限元数值模拟软件建立采空区、围岩单元模型。根据采场周围应力、应变的计算结果显示,整个采空区顶板沉降均匀,顶板围岩位移呈拱形分布,开挖区间中部位移值略大于两侧,采场布置3排矿柱可以保障整个采空区的稳定性,为矿山采场开挖及采空区稳定提供科学依据。     

人工矿柱在大白阳金矿房柱采矿法的应用

为最大限度地回收矿石,降低房柱采矿法的采矿损失率和矿石贫化率,在大白阳金矿1765中段采用人工矿柱房柱采矿法进行回采,详细介绍了该采矿方法的采场结构参数,采准切割和回采工艺过程,以及人工矿柱的砌筑过程。采用人工矿柱替代矿石矿柱提高了矿石回采率,大大减少了采矿损失贫化,经实测计算矿石贫化率为9.87%,采矿损失率为1.28%,明显地提高了企业的经济效益和社会效益。     

干式充填采矿法采场铺垫材料的选择

干式充填采矿法回采过程中,为了防止崩落矿石混入充填料中而造成金属损失,均需在落矿作业前铺垫一层隔离材料。介绍了干式充填采矿法采场铺垫材料种类,并对各种铺垫材料进行了特点和经济技术分析及经典综合评价。采场铺垫材料选择为采矿方法试验及应用打下了良好基础。     

无底柱小分段崩落采矿法在矿柱回采中的应用

以无底柱分段崩落采矿法为基本采矿方法,对富家矿130m中段单线盘区矿柱回采进行了无底柱小分段崩落采矿法试验应用。通过矿块构成要素、采切工程、凿岩爆破参数及放矿方式的合理确定,取得了较好的矿柱回采效果,并为后续的矿柱回采提供了技术支持。     

基于λ模糊测度和Choquet积分的回采方案动态优选

为确定冬瓜山铜矿深井盘区隔离矿柱合理的采场参数和回采顺序以提高其开采安全性,针对传统方法中未考虑属性间交互作用和只进行静态分析的不足,基于λ模糊测度和Choquet积分构建了动态综合评价法,提出了选择回采方案的新思路。结合冬瓜山铜矿52#隔离矿柱的工程实际,提出4种回采方案,选取侧壁最大主应力、端壁最大主应力、侧壁最大水平位移、顶板最大垂直位移和塑性区体积作为评价指标。利用MIDAS/GTS与FLAC~(3D)耦合建模获取初始数据,得到交互度为-0.99,-0.5,0,1,10时各方案的综合优越度,通过对比确定从厚至薄回采,从G1到G7各回采单元的长度依次为36,34,34,52,70,70,70 m,端壁和侧壁预留2~4 m厚矿柱,采一充一的回采方式为最优回采方案。     

金山金矿条带式胶结充填采矿工艺结构参数优化

合理的采场结构参数可使采场处于有利的力学状态,使围岩的应力、应变分布趋于均匀化。针对金山金矿现有采矿工艺中存在的贫损指标不理想、作业安全性差等问题,进行了条带式胶结充填采矿法试验研究;同时,基于Flac~(3D)软件对采场回采过程进行数值模拟优化,确定合理的采场结构参数为矿柱8 m、矿房10 m。现场工业试验表明:该结构参数提高了采矿回采率及采场生产能力,改善了作业安全性,收到了良好的应用效果。     

基于CMS探测技术的房柱采矿法采空区精细化探测及稳定性评价

房柱采矿法矿柱回收因安全风险大、回采成本高等特点,成为采矿界的技术难题之一。以南温河钨矿为工程背景,提出采用人工混凝土假柱置换法回采高品位矿柱。采用CMS采空区探测技术和Flac~(3D)数值模拟软件对采空区及矿柱稳定性进行评价。研究表明:人工混凝土假柱能够满足试验采场矿柱回采的安全要求,为今后南温河钨矿矿柱实现安全、高效和低成本回采提供了科学依据,也为今后类似矿山矿柱回采提供借鉴。