混凝土矿柱嗣后充填法采场稳定性监测与分析

兴隆磷矿为提高资源回收率,采用两步骤回采法,先矿柱胶结充填,后矿房废石充填。为保障作业的安全,验证胶结矿柱的强度,优化采场结构参数,采用区域的微震监测与局部的点监测相结合的方式,对胶结矿柱及顶板覆岩应力显现进行立体、实时动态监测。通过分析开采过程中获取的应力、应变及位移变化数据,得到了回采工作面前方的采动超前影响距离约为20 m;当矿房回采跨度约36 m时,覆岩累积应力集中较大,顶板局部会有冒落,但采场顶板移动诱发的应力远小于胶结混凝土矿柱强度,胶结矿柱无破坏。结果表明:采用两步骤回采嗣后充填的开采方法及采场结构参数等,能够保证采场稳定。该监测方法能够及时准确地为采场稳定性做出评价,为安全高效生产提供指导。     

上向水平分层尾砂胶结充填采矿方法在某中型金矿的应用

根据某中型地下金矿开采技术条件,确定了矿体的开采顺序,选择了相应的采矿方法,制订了回采工艺、矿柱回收方案、充填步骤,同时对上向水平分层尾砂胶结充填采矿方法的优缺点进行了分析。     

某锡矿缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法

华南某锡矿体由于倾角缓厚度大,构造变形复杂,矿石无法借助自重实现搬运,且顶板暴露面积大,无轨设备无法进入采场作业;同时采空区面积大,若均采用胶结充填则成本过大。针对以上问题,在采用分段空场嗣后充填采矿法的基础上,对采场中的参数进行结构优化,交替布置矿房与矿柱时,对第一步骤回采的矿柱尽量设计较小的尺寸,嗣后进行胶结充填,同时对第二步骤回采的矿房尽量设计较大的尺寸,嗣后进行非胶结充填,从而解决了矿石无法实现自重搬运、顶板管理困难以及胶结充填成本过大等问题。实践证明:改进后的方案使矿山综合生产能力提高112%,矿石贫化率降低0.5%,每年的充填费用减少540万元,提高了综合生产能力,增强了作业效率,实现了矿体开采安全、高效、经济的技术目标。     

大庄子金矿缓倾斜中厚矿体采矿方法试验

大庄子金矿的矿体属于缓倾斜中厚矿体，试验采用矿房矿柱两步回采嗣后充填采空区的方法开采，并取得了成功，该采矿法先回采5m宽的矿柱，对矿柱采场的空区用尾砂胶结充填，然后回采8m宽的矿房，矿房采场的空区用尾砂充填，作者详细地介绍了采场结构和回采工艺及所取得主要技术经济指标，试验成功的采矿法现已在大庄子金矿全面推广应用。     

上向进路充填采矿法在镇北铁矿的应用及优化研究

镇北铁矿二期工程23#矿体-350～-320 m水平原设计采用阶段充填采矿法进行回采,现改为上向进路充填采矿法,缩短了采准切割时间,并通过采矿方法优化,矿柱采场采用尾砂废石混合胶结充填,矿房采场全部采用废石充填,大幅节约了充填成本,并减少了废石的提升量,进一步节约了废石的提升运输费用。此外,在回采过程中,根据采场围岩结构变化,灵活采用分段回采、留设临时矿柱等措施,确保了采场长进路、高分层回采落矿安全。     

金川龙首矿下向高进路胶结充填法的试验研究

本文对下向高进路胶结充填法的回采进路宽度、矿柱宽度及充填体钢筋布置网度作了介绍,并对该法的回采、支护、充填等工艺,充填体的作用机理及其稳定性作了扼要说明,同时对该法及主要技术经济指标、开采综合经济效果进行了评价。     

机械化水平分层充填采矿法在新桥矿业公司的应用

新桥矿业有限公司采用凿岩台车、铲运机、顶板服务台车配套的机械化水平分层充填采矿法,两步骤回采,矿柱宽度10 m,矿房宽度12 m,最大控顶高度5 m,分层回采高度3.2 m.首先回采矿柱,胶结充填后,形成人工矿柱,在人工矿柱保护下,第二步回采矿房,进行非胶结充填.所采用的采准、切割及回采工艺合理,经济技术指标先进,可供类似条件矿山借鉴.     

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。     

铁矿胶结充填工艺的改进

分析了在不同采矿技术条件下开采铁矿床的主要技术经济指标和胶结充填成本经济核算。为了提高用胶结充填工艺开采铁矿石的经济效益,对比了降低充填费用的技术方案。根据研究及其应用结果,提出了依赖增加胶凝料(粒化炉渣)磨细度和用电磁法活化胶结充填料减少胶凝料用量的建议,以及考虑到矿房参数和充填时间确定胶结充填料胶凝料含量的建议。还建议用从上盘或下盘开挖的围岩作第二步骤回采矿房充填料。确定了在第二步骤回采矿房周围开挖岩石的经济合理性。为了降低设计充填料制备系统时的折旧费,建议采用考虑到矿山生产能力的充填料制备系统配置和施工的分段模拟原则。     

充填体强度计算及稳定性分析

三鑫公司通过应用新型尾砂胶结材料,充填体质量性能有了明显的改善,胶结充填体的强度和自立高度能够满足采矿方法的要求.采用类比法、模型法等充填体强度计算方法计算了充填体保持稳定的强度.通过矿房胶结充填体的稳定性分析为二步矿柱回采方案和结构参数的确定提供了理论依据,生产中从技术和经济等方面考虑设计合理的一步骤矿房回采充填体强度,降低了充填成本.     

水砂—胶结充填隔离矿柱稳定性及宽度研究

某嗣后充填矿山前期水砂充填泌水效果不佳,充填体富水,随着水砂充填区域增大,开采过程中顶板及上盘稳定性变差,为改善开采安全状态,改用胶结充填,水砂充填区与胶结充填区之间的隔离矿柱是保证未来采矿安全的关键。构建了侧壁承压倾斜矿柱理论分析模型,并采用FLAC^3D数值模拟软件对10～15 m宽度水砂—胶结充填隔离矿柱和不同水砂充填体静水压力梯度进行了研究。研究表明:(1)开采扰动会使隔离矿柱内形成应力集中,且未凝固的水砂充填体会进一步增加矿柱内最大主应力;(2)矿柱内部应力重分布及水砂充填体水平压力使得矿柱水平变形增加,逐步产生破坏形成塑性区,10～13 m的隔离矿柱不足以保障充填体含水工况下的采场稳定性;(3)考虑到爆破扰动的影响,在现有富水充填情况下,建议隔离矿柱宽度为15 m;(4)隔离矿柱宽度15 m时,随着静水压力梯度增加,矿柱内部最大主应力和水平变形会有所增长,但塑性区未发生明显增加,15 m宽的隔离矿柱可以保障后续开采安全。     

复杂地形下缓倾斜磷矿床条带充填分区协同开采技术

如何实现复杂地形下缓倾斜矿体安全高效开采是目前亟待解决的关键问题。以宜昌某磷矿为工程背景,根据地应力不均匀分布特征构建分区采场结构,基于“协同开采”理念,提出了与其相适应的条带充 填分区协同开采技术,实现了同一盘区回采与充填协同作业。运用物理相似模拟试验方法,研究了分区协同回采过程中顶板及围岩矿柱的受力变形特征及其变化规律,探讨了分区充填过程中采场矿柱的承载机制。结 果表明：采区之间相互干扰程度较弱,围岩应力转移程度受埋深和开采步骤的影响较大;随着开采与充填的协同进行,不同采区条带上方顶板受拉与受压交错性分布;分区协同回采过程中,围岩及充填体矿柱并未发 生明显破坏,其中一步骤充填体和围岩矿柱是采场内的主要承载体,二步骤充填体的承载作用相对较弱;盘区矿柱之间及隔离间柱发生了非对称性变形。为了进一步降低充填成本,在原有协同充填模式的基础上适当 降低二步骤充填体的力学强度,并通过数值模拟方法验证了优化后采场充填模式的可行性。条带充填分区协同开采技术有助于实现复杂地形下缓倾斜矿床安全、高效、经济开采。     

露天转地下不扩帮延伸采矿方法研究

通过对露天转地下不扩帮延伸技术的研究与分析,结合归来庄露天矿具体情况,从理论上计算了该矿不扩帮延伸开采的合理深度,提出了不同区段不同深度的延伸方案。露天延伸开采后,利用混凝土胶结充填,铺设形成地下开采的人工顶柱,平均厚度12 m。对上盘遗留的三角矿柱,采用上向进路胶结充填法回采,回采完毕,采用嵌入式锚固充填,使回采矿房的充填体与人工顶柱铆合为一体,充填形成的人工假底大大提高了原有边坡的稳固性和安全性。解决了后期境界矿柱回收损失大、回采难度大的问题,能够保证露天转地下产能平稳过渡,实现安全高效开采。     

试论块石胶结充填体的稳定性

块石胶结充填是我国近年来发展起来的一项充填新技术，并在大厂矿务局铜坑矿首次应用。本文介绍了首创性地采用湿选法对块石胶结充填体进行的室内力学试验，以及配合声波法所进行的现场测试，并由此确定的块石胶结充填体力学参数和力学性能；进而用有限元法进行了稳定性分析，并以回采矿柱揭露充填体对实验和分析结果进行了验证。     

胶结充填在铁山矿的应用

铁山矿是金岭铁矿三个重要铁矿石生产基地之一。在铁矿石回采过程中形成大量空区。铁山矿原采空区采用废石干充。由于掘进废石的减少,采用胶结充填等方式对采空区进行治理。由于采空区形成的时间过长,部分矿柱塌落或回采,空区充填的难度大。为了能实现用尾砂胶结充填的方式对采空区进行治理,想出各种办法解决胶结充填中出现的问题,诸如密闭墙设计和滤排水以及料浆配制充填控制等。实现了高效率的胶结充填,从而消除了采空区所带来的安全隐患。     

浅议李楼铁矿胶结充填体的选择

李楼铁矿胶结充填体矿柱合理配比,可使矿柱安全回采,并减缓覆岩变形。本文通过理论计算,得出了各配比充填体不同暴露高度下的应力强度;经过分析研究弹性模量与合理配比及充填体性能的关系后,利用ANSYS软件对五组不同配比的充填体材料进行了模拟计算。结果表明,李楼铁矿高阶段充填体矿柱配比至少为1∶8,强度不低于2.15MPa;根据充填体矿柱应力分布规律,胶结充填体强度设计宜采用混合比,其平均配比可以降低到1∶6.4。     

异质界面控制爆破技术在安庆铜矿高阶段矿柱回采中的应用

根据矿岩爆破理论和爆炸应力波在矿岩与胶结充填体异质界面上产生折射与反射的原理 ,提出的小药包短空气间隔控制爆破技术成功地解决了安庆铜矿高阶段矿柱回采爆破对两侧尾砂胶结充填体造成破坏而导致充填体失稳的技术难题 ,实现了高阶段矿柱的安全回采     

加伊矿山联合充填参数的论证

本文介绍加伊采选公司地下矿开采方案。拟定分两期进行，第一期回采矿房；第二期回采房间矿柱。两期均用嗣后充填的阶段矿房法。文中论述通过实验后两期开采过程中岩体和充填体受力情况，得出第一期用胶结充填料，第二期用废石或尾矿即可的结论。并由此提出了有关矿房和充填体的参数。     

加伊矿山联合充填参数的论证

本文介绍加伊采选公司地下矿开采方案。拟定分两期进行，第一期回采矿房，第二期回采房间矿柱。两期均用嗣后充填的阶段矿房法。文中论述通过实验后两期开采过程中岩体和充填体受力情况，得出第一期用胶结充填料，第二期用废石或尾矿即可的结论。并由此提出了有关矿房和充填体的参数。     

深部开采尾砂胶结充填体变形的混沌研究

试验得出了不同配比尾砂胶结充填体最大屈服应变,对深部开采高阶段充填体变形进行了监测,用混沌理论研究了充填体稳定性。通过对监测数据重构相空间,提示了不同配比充填体变形的内在规律。根据监测数据,计算了不同配比尾砂胶结充填体变形的混沌吸引子和最大Lyapunov指数,并用最大Lyapunov指数预测了充填体变形,确定了安庆铜矿深部开采高阶段矿柱合理回采周期。研究结果表明:充填体变形具有混沌特性,混沌理论能较好地反映尾砂胶结充填体的变形与破坏特征;充填体配比越低,变形的分形维数越高,最大Lyapunov指数越大。