高应力矿体充填法采场结构参数优化研究

随着铜坑矿采矿生产的不断深入,92#矿体地压活动进一步加剧,空区周边采场应力集中显现,出现了岩层开裂、破碎、沉降等现象,致使矿床开采技术条件变差。为了安全高效地回采矿产资源,在分析了矿岩与充填体力学参数基础上,采用数值仿真模拟的方法,设计了4种结构参数,实现了扰动区下的采场结构参数的优选。研究结果表明:从采场应力与变形结构分析,2号模型为最佳方案,即10m矿柱、12m矿房的采场结构参数,该采场结构参数在矿山中得到了应用,取得了很好的效果。     

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。     

基于正交设计试验方案的云南某铜矿采场结构参数优化研究

采场结构参数的优化选择对采矿的安全生产和经济效益有着重要意义。以云南香格里拉某铜矿为背景,结合矿山采用的分段空场嗣后充填采矿法,根据矿山岩体力学参数、充填体力学参数以及采场的布置特征,运用FLAC3D软件建立采场模型,通过正交设计试验设计了16种不同的采场结构参数方案,对所有采场方案进行稳定性分析,并用建立FAHP-CRITIC法组合赋权的综合评价模型进行优选,得到最优采场结构参数尺寸及最佳充填配比。方案在矿山各中段推广使用,为类似矿山的采场试验提供了良好的示范。     

崩落法转充填法采场隔离矿柱合理厚度研究

对于由崩落法开采向充填法开采转变的矿山,受崩落法开采的采动影响,其工程地质条件会变得相对复杂,围岩完整性及其稳定性相对较差,开采技术条件相对复杂。为确保矿山下步生产作业的安全,必须要在崩落法采场与充填法采场之间留设隔离矿柱。本文结合矿山实际工程地质条件,创新地采用了以考虑采空区顶板垮塌冲击动载荷的弹性小薄板理论为代表的多种理论分析方法确定了崩落法转充填法采场之间水平隔离矿柱的尺寸,采用结合矿山围岩移动参数和Bieniawski矿柱强度理论的方式计算了崩落法转充填法采场之间隔离间柱的尺寸,与此同时,采用Phase2二维数值模拟的方式对隔离间柱的尺寸合理性进行了验证,最终实现了矿山崩落法转充填法的顺利转型,在保证矿山下步安全回采的基础上,提高了矿石回收率,为矿山创造了一定的经济效益。     

基于MIDAS/GTS的上向水平分层充填法结构参数优化

利用MIDAS/GTS软件对杨林坳矿上向水平分层充填法的结构参数进行优化,包括采场结构参数及上向进路充填法进路规格的优化,以确定适合杨林坳矿体开采技术条件的采场结构参数。模拟结果表明,合理的采场结构参数为矿房宽15 m,矿柱宽10m;进路规格为3m×3m。合理的结构参数确保了矿山开采的安全,对同类矿山的生产设计工作有一定的指导作用。     

获各琦铜矿上向水平分层充填采矿方法的完善

上向水平分层充填采矿法已在获各琦铜矿成功应用。通过近两年的采矿实践,发现获各琦铜矿深部中段CuI矿体中的矿岩较破碎,若继续采用原有充填采矿法的采场结构参数,很难满足正常生产的需求。因此,对采场结构参数进行调整和完善。通过分析对比各项技术经济指标,发现调整后的上向水平分层充填采矿法的采场结构参数更优化,从而为其它矿山提供借鉴。     

某矿山采场充填工艺技术研究

应用充填采矿法矿山的采场充填工艺方案的合理性,是保障采场充填质量的关键;本文分别从充填参数的选择、井下充填管路设计、井下采场充填关键工序方法等方面进行系统论证采场充填工艺,并根据某矿山开采方案及现场实际情况,针对性的选择适合该矿山井下充填工艺方案,经现场生产验证,所推荐充填工艺能够满足生产需求,且充填效果良好。     

缓倾斜破碎矿床上向进路膏体充填采矿技术

谦比希铜矿西矿体矿岩破碎、稳固性差,水文地质条件复杂,开采技术条件差,初选上向水平充填采矿法,矿山结合实际情况,进行了2次工艺优化,最终确定采用上向进路膏体充填采矿法进行回采。结合矿山矿岩物理力学性质试验、工程地质调查和稳定性评价等前期工作,先后2次在此基础上对采场布置方式、结构参数进行优化,开展了采场围岩分级分区和支护等工作。现场生产表明：采用上向进路膏体充填采矿后,矿石回收率从原有的50%提升至80%,贫化率从15%下降到6%以下,采矿生产能力达3 000 t/d,每年为矿山节省或创造450万美元经济价值,有效解决了该矿山缓倾斜破碎矿床开采难的问题。     

阶段空场嗣后充填采场结构参数优化研究

合理的采场结构参数对于保障矿山安全高效开采至关重要。以金山店铁矿为工程背景,采用简支梁理论、荷载传递线理论和厚跨比理论计算采场临界跨度,并运用FLAC3D软件对8,10,12,15m4种采场跨度方案进行数值模拟研究,从位移变化规律、围岩应力分布以及塑性区分布情况进行计算分析,确定了有利于采场结构稳定的参数。研究结果表明:当采场跨度为10 m时,既能保证采场稳定,又可高效生产,研究结果能够为国内外空场嗣后充填法推广应用提供理论参考依据。     

下向嗣后充填采场高度优化及充填配比参数设计

喀拉通克矿在350~405 m水平的矿体采用下向小分段空场嗣后充填法开采,目前采场跨度8 m,高度8 m时,采场稳定性较好。为提高矿山生产能力,增加经济效益,对采场结构参数进行优化。本文采用数值模拟手段,基于室内岩石力学试验结果,结合现场工程地质调查研究成果,制定3种模拟方案获得极限采场高度,并依据本矿山相关充填体研究成果进行优化采场充填配比参数初设。结果表明,在采场跨度8 m工况下,采场高度为14 m时,采场塑性区范围较大,位移突变较大,在采场高度12 m时,采场塑性区范围较小较为稳定,采场结构参数的优化可为矿山提高经济效益,安全防护提供可靠性的依据。     

用Mathews稳定图法与数值分析法优化充填开采矿山采场结构参数

应用空场法嗣后充填的方式进行采矿是一种高效的采矿方法,已成为特大型地下矿山采矿技术发展的一大趋势。结合Mathews稳定图法和FLAC3D数值计算方法,利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,而后利用数值方法在初选方案中进行比选获得最优采场结构参数。以张庄铁矿为例,对应用阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法开采厚大矿体进行研究,分析了不同结构参数以及不同暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为阶段凿岩阶段出矿阶段空场嗣后充填法在矿山的应用和推广提供一定的依据。     

安庆铜矿深部破碎矿体开采研究

深部采矿面临地压活动强烈、矿岩破碎、稳定性差等诸多难题。针对安庆铜矿22#采场矿体赋存较深,且破碎的特点,分析采用上向水平分层充填采矿法进行开采的技术解决方案,提出将采场划分为3部分并按先后顺序呈阶梯状推进的合理回采及充填措施。矿山实践结果表明,阶梯推进和采后及时充填能有效维护采场稳定,充分回收矿产资源,确保矿山安全高效生产。     

采场破碎上盘支护参数数值模拟研究

针对某金矿采场破碎上盘支护难度大、作业安全条件差等问题,结合现场工程地质调查,采用FLAC~(3D)软件对两种采场上盘支护参数进行数值模拟对比研究,推荐上向进路充填法采场破碎上盘围岩的支护参数为:锚杆支护网度1 m×1 m,锚杆长度3.5 m,喷射混凝土厚度4～6 cm。     

极破碎矿体采矿工艺与凿岩爆破参数优化研究

针对前河金矿葚沟矿区Ⅳ号带S矿体赋存条件差、上下盘围岩破碎、回采难度大等问题,为延长矿山服务年限,增加可采矿量,在矿山原有充填系统的基础上,通过充填系统工艺和设备升级,将块石水泥人工充填系统改造为河沙水泥管道充填系统,对相应的下向胶结充填回采工艺进行了优化,并对回采凿岩爆破参数进行了优化试验。现场生产实践结果表明:改造后的充填系统和下向胶结采-充工艺能够满足矿山安全生产需要,有效控制采场的稳定性和回采过程中的贫损率,为矿山Ⅳ号破碎矿带S矿体的安全回采提供了技术支撑。     

深井大规模充填采矿法选择

对国内外深井开采中大直径深孔嗣后充填采矿法的采场结构参数及选取采场参数采用的方法进行分析,并对回采顺序进行探讨,为深井大规模开采矿山的设计、开采工作提供参考。     

高水材料固结尾砂充填工艺在玲珑金矿的应用

玲珑金矿灵山分矿采场矿体及围岩破碎、顶板稳固性差，采用高水固结全尾砂充填采矿方法，采矿安全性好，对井下环境基本无污染，提高了采场生产能力，综合成本降低，为矿山带来了较大的经济效益和社会效益。     

基于3D-σ有限元法的采场结构参数优化

某地下矿山由于采用固定的采场结构参数,导致开采过程中采场结构不能适应开采应力环境的变化,采场顶板及围岩垮冒现象时有发生,给井下生产带来了严重的安全隐患。根据矿山的矿体赋存特征和开采技术条件,采用3D-σ有限元分析软件对矿山可能采用的四种采场结构参数方案,在不同埋藏深度时的稳定性进行了数值模拟研究,获得了不同埋藏深度时的最佳采场结构参数,为矿山的采场结构设计提供了理论支撑。     

充填法两步回采采场结构参数优化

后观音山铁矿露天转地下交接工作已基本完成, 为了选取合理的采场结构参数, 根据矿岩与充填体力学参数, 运用ANSYS有限元分析软件, 对充填法两步回采的采场结构参数进行了优化。利用ANSYS模拟不同采场的结构参数、采场顶板厚度及多采场回采模式下的采场应力状态和变形情况, 综合分析模拟结果, 最终确定最优方案。模拟结果表明: 采场结构参数为20 m矿柱、30 m矿房的模型为最佳方案。该结果在矿山应用中取得了很好的效果, 确保了地下矿产资源回采的安全性和高效性。     

深井矿山充填体强度分布规律研究

针对深井矿山采场充填的实际情况,充填料浆复杂的流动沉积及离析作用,致使充填体表现出极大强度分布的不均匀性。为此,进行了实验室尾砂胶结充填模拟试验,研究原位充填体的强度与实验室标准试块强度的差异,得出了采场尾砂胶结充填体强度分布规律。在此基础上,对采场充填体强度分布划分为强度增强区和强度减弱区,可改进二步骤回采的深井矿山采场充填管路布置方式,以指导矿山生产实践。     

特大型地下矿山胶结充填采场结构参数优化

结合鞍山地区特大型铁矿的岩性条件和充填体强度要求,在建立数值模型的基础上,应用Ansys和Flac3D数值分析软件对矿房高度、长度、宽度和矿柱宽度进行了采场参数优化,通过比较分析,得到了最优的采场结构参数,以获得最好的充填采矿效果,为特大型地下矿山胶结充填采矿方案的确定提供科学依据。