深部复杂矿体回采与矿柱留设厚度模拟研究

针对湖南某铅锌矿深部矿体的赋存条件，提出采用浅孔留矿嗣后充填法(占比7.5%)、机械化上向水平分层充填法(占比72.4%)和房柱采矿嗣后充填法(占比20.1%)对矿体进行回收。同时基于ANSYS数值模拟软件，建立矿房-矿柱-围岩-充填体耦合作用模型，分析论证留设矿柱时回采的安全稳定性。结果表明：采用机械化上向水平分层充填法时，留设厚度为6 m的顶柱与间柱，能满足回采安全需求。为深部相似矿体的安全高效回收提供了一定可借鉴经验。     

小上山、短上水平残矿回采实践

矿产资源有限,最大限度地回收矿产资源是矿山开采技术研究的重要课题.以大栗子矿业公司东风矿井下160 m中段661采场、662采场间柱回采为例,介绍了东风矿160 m中段老区采场间柱的回采方法:采用浅孔凿岩落矿,利用老区渣源小区域充填,以小上山、短上水平开采工艺回采间柱矿石,回采率达到82 %,取得了很好效果,为金属矿山...     

基于FLAC~(3D)的充填体下矿柱回收方案优选

顶板失稳是威胁矿山矿柱安全回收的主要问题,某矿山为了确保安全、高效地回收矿柱,需要在矿山选定的四种矿柱回采、充填方案中优选出最优采充方案。结合矿山实际,采用FLAC~(3D)对矿柱回采方案进行分析研究。模拟结果显示,当充填体强度为2.2MPa时,采场尺寸较小,采用上向分层充填法较为保守,且对于维护采场与充填体稳定性并无显著优势,最终选择回采强度更高的浅孔留矿嗣后充填法。矿山现场试验结果表明,浅孔留矿嗣后充填法既保证了采场顶板稳定,又有效提高了矿柱回收效率和作业安全。     

叁沟矿矿柱回采工艺及其优化

为了提高叁沟矿的矿柱回采率,根据叁沟矿矿柱分布现状和回采工艺,提出了空场法采场和充填法采场不同条件下的顶底柱、间柱回采工艺。对现有矿柱回采工艺进行了优化,提出了残留小矿体采用堑沟式底部结构配合出矿巷道退采,充填法采场顶底柱采用遥控铲运机出矿,同时对振动出矿技术进行了展望。结果表明,通过矿柱综合回收工艺,矿柱回采率可达80%,可回收矿柱数十万吨,同时又很好的解决了地压问题。此外,也为国内其它矿山的矿柱回采提供了借鉴意义。     

大马芦141矿体采矿方法优化

本文对141矿体所选的两种采矿方法上向分层块石胶结充填法和有底柱分段空场法做比较分析,综合分析得出上向分层块石胶结充填法具有资源回收率高,贫化率和损失率小等优点。     

充填体下矿房点柱回收的可行性研究

红透山铜锌矿井下残矿回收已经取得较为可观的成绩,先后对电耙道、顶柱、底柱和"2m隔离层"等残矿进行安全高效的回收。但迄今为止还未对充填法采场内孤立点柱进行回收,这部分矿体损失量较大,占铜锌矿总残矿量的30%左右,如果能够成功的将其回收,会给企业带来巨大的经济效益。从多个角度、多种影响因素对点柱回收方案进行了探讨,从中探寻出经济合理、安全性高和操作简单的可行性方案来解决点柱回收问题。     

尾矿充填技术综述

为充分回收地下资源,加大生态保护力度,充填法采矿已成为采矿业发展的趋势。因此,通过对尾矿性态、尾矿输送技术、低热高强胶凝材料机理研究和必要的检测手段来降低充填成本,对提高尾矿制备和充填能力,实现尾矿高浓度连续充填,进一步提高胶结充填体强度,有着极其重要的意义。     

穰家垅银矿大规模充填采矿采场结构参数优化研究

穰家垅银矿存在大量采空区和尾砂堆积等问题,矿山采用的空场法已不能满足持续发展的需求。为提高采场作业安全性,缓解地表尾砂排放压力,拟采用二步骤空场嗣后充填法进行回采,以期处理地表堆积的尾砂,保证采场安全稳定,为此亟待确定采场结构参数。研究建立了5种不同跨度的采场结构模型,利用有限元仿真模拟软件分析二步回采后顶柱、充填体人工矿柱的应力及位移,综合对比不同方案下的顶柱和充填体间柱的安全性,得出采场跨度为15～25 m时,采场安全稳定。考虑到矿山经济效益,最终确定合理的采场跨度为20～25 m。这对同类工程地质条件下的矿山开采具有借鉴意义。     

大面积胶结充填体诱导冒落机理及其发展过程研究

在龙首矿西二采区无底柱分段崩落法采场形成覆盖层的过程中,掌握顶板胶结充填体的冒落机理及其发展过程,对于覆盖层的顺利形成及采矿安全具有重要意义。研究提出了人工诱导顶板大面积胶结充填体冒落形成覆盖层的技术方案,并在该方案实施过程中采用微震监测技术对胶结充填体的冒落过程进行了监测。研究结果表明：胶结充填体的破裂事件主要发生在1 610～1 630 m水平之间,其破坏机理主要划分为3种模式：一是崩落法采动压力集中在采空区后方20～45 m范围内造成的充填体压裂破坏;二是采空区边缘处剪应力集中造成的充填体岩梁剪切破坏;三是采空区顶板中央位置发生的充填体下沉弯曲拉伸破坏。理论计算结果表明：顶板胶结充填体以散体形式发生冒落的高度约为14 m。现场出矿跟踪过程中观察到冒落的胶结充填体块度在0.6～2.0 m之间。综合各项研究结果可知：在首采分段回采过程中实现了顶板胶结充填体的安全诱导冒落,形成了由预留矿石层和冒落胶结充填体构成的总厚度约为30 m的散体覆盖层,满足无底柱分段崩落法安全生产的需求。     

阶段空场嗣后充填连续采矿法在多层缓倾斜矿体中的应用

针对缓倾斜、多层矿体平行产出的特征,前期采用分段空场法、大直径深孔崩矿空场嗣后充填法,存在无法实现对盘区间柱的回收,矿石损失率较大,造成极大的资源浪费。根据矿体特点,将相邻的多盘区作为一个整体“大区”进行综合考虑,即采用连续开采模式,提出了大盘区阶段空场嗣后充填连续采矿法,具有资源回收率高、开采效率高、采场结构优化、废石不出坑与低成本充填等优点,可实现井下采矿作业集中化,促进矿柱资源的回收利用,延长矿山服务年限。     

热矿振动筛故障原因分析与技术改造

对热矿振动筛投产以来出现的筛板易松动，盲松变形严重，轴承损坏频繁等故障原因进行分析，采取了盲板边缘加焊加强筋、改变落料点、降低激振器工作环境温度、减小激振力、改进轴承固定方式和润滑方式等技改措施，使故障停机率降低，年经济效益２８８．６ｄ万元。     

基于Marzars损伤模型的胶结充填体合理强度确定

为了研究金山金矿不同灰砂比的尾砂胶结充填体破坏规律,运用损伤力学理论,建立了不同灰砂比的尾砂胶结充填体压缩损伤本构模型。采用采场采矿后的岩体释放能量逼近胶结充填体峰值变形能原则,结合金山金矿条带式充填采矿法试验采场的具体位置、地应力、采场结构参数,确定了尾砂胶结充填体的强度,为尾砂胶结充填参数的确定提供理论依据。     

采场充填料浆流动与离析规律的试验研究

为研究采场充填料浆流动规律及充填料浆离析分层对充填体强度的影响规律,开展了充填料浆流动相似模拟试验及采场原位充填体力学强度测试试验,研究结果表明：单点下料时充填料浆流动终态坡面趋向于正态分布。流动过程中充填料浆产生离析分层现象,主要表现为充填体物料的粒径沿料浆流动方向呈先增大后减小的趋势,充填体强度沿料浆流动方向呈先减小后增大再减小的倒转“S”形趋势。采场原位充填体强度在下料口附近与标准试块强度接近,在采场中间位置附近的充填体强度最小,在距离下料点采场长度7/10左右的位置充填体强度达到最大值。研究成果能够为充填采场下料管的数量及位置设计提供依据,从而保证充填体的整体质量。     

磷石膏胶结充填体动态力学特性研究

为了研究凿岩爆破对不同磷石膏新型砂浆配比和不同养护时间的磷石膏胶结充填体稳定性的影响,利用Hopkinson压杆实验装置,以不同加载速度轴向冲击充填体试样,对其动态力学性能进行了研究,分析了动态冲击下充填体的波形曲线、应力—应变曲线,动态抗压强度、强度增强因子（DIF）与平均应变率的关系。结果表明：磷石膏胶结充填体的波阻抗较小,能够对应力波产生阻尼作用;在相同配比和相同养护时间下,不同应变率的充填体应力—应变曲线的下降段基本一致,而上升段差异较为明显;随着应变率的提高,上升段曲线随之平缓;动态抗压强度和DIF均随着平均应变率的增加而增加,且均能用多项式函数分别来描述动态抗压强度、DIF与平均应变率之间的关系。     

合理布筋方式提高顶板充填体稳定性试验研究

下向分层进路式尾砂胶结充填采矿法顶板为胶结充填体,深部回采,顶板的稳定性直接关系到整个回采过程的安全.在充填体中布置钢筋可提高顶板自身的稳定性.通过对充填体中横向布筋与纵向布筋分别建立模型进行相似模拟试验,通过试验结果及试验过程监测数据分析,判别了顶板充填体的破坏机理,提出了充填体中布筋的合理方式,提高了顶板的稳定性,确保了回采过程的安全.     

电厂灰渣制备井下膏体充填材料试验研究

为了探究不同灰渣对充填体强度的影响,将流化床底渣、流化床飞灰和粉煤灰按不同比例混合,作为充填骨料,普通硅酸盐水泥作为胶结材料,加水制备膏体材料,进行流动度测试和抗压强度试验.结果表明:(1)流化床灰渣中含有部分胶凝成分,粉煤灰具有减水作用和一定的火山灰活性,二者均为良好的井下充填材料.(2)当膏体材料含水率超过其饱和含...     

基于神经网络与遗传算法的多目标充填料浆配比优化

随着充填法在地下矿山开采中的应用越来越广,在满足充填体强度要求的情况下,寻找生产成本最低的充填料浆配比对于矿山生产经营十分重要。基于人工神经网络和遗传算法提出了一种新的充填料浆配比优化方法。首先,以水泥质量分数、粉煤灰质量分数和尾砂质量分数3个充填料浆配比参数为优化参数,以充填体强度为优化目标,建立了3-9-1的BP神经网络,并基于遗传算法对BP神经网络进行优化,建立起预测精度更高的GA_BP神经网络。然后,将预测精度更高的GA_BP神经网络作为适应度函数,结合成本计算函数,通过遗传算法进行多目标优化以获取最优的充填料浆配比参数。结果表明：当充填体抗压强度为1.5 MPa时的成本最低,充填料浆配比组合为水泥质量分数为8%,粉煤灰质量分数为2.3%,尾砂质量分数为66.3%,最低成本为29.3元/t,优化结果与实际情况一致。     

大红山铜矿胶结高矿柱强度设计及工程实践

大红山铜矿胶结充填矿柱具有"高、窄、长"的特点,并且矿柱充填体须服务相邻2个矿房的回采,暴露周期长,对充填体的稳定性、整体性和强度设计及充填实施提出了很高的要求。以B88-92-3盘区为例,通过分析确定,经验类比法和模型法很难用于胶结充填体强度设计。应用FLAC3D软件建立该盘区数值模型,通过弹性方案计算确定胶结充填体发生剪切破坏的参数,在此基础上利用弹塑性方案确定胶结充填体保持稳定的参数。工程实践表明,充填体在内聚力0.8 MPa、抗拉强度0.6 MPa、内摩擦角31°和抗压强度2.78 MPa条件下保持稳定。     

良山铁矿井下采空区地压管理探索

在矿床地下开采中,采空区岩体的原始应力一旦被破坏,岩体应力就会重新分布,很容易引起顶板下沉和垮塌、底板鼓起、片帮、地表移动等一系列地压灾害。采取预留矿柱、支护井巷围岩、充填采空区、崩落围岩降低围岩应力等地压管理方法可以尽可能地减少地压危害的发生。     

张马屯铁矿全尾砂胶结充填试验

张马屯铁矿全尾砂胶结充填系统采用选矿厂两段脱水后的尾矿,通过搅拌将全尾砂与水泥、水混合制成高浓度均质胶结充填料,以管道全自流输送方式充入采空区,形成整体性强的大体积低标号胶体。试验证明,全尾矿胶结充填体的整体性较好,其强度能满足胶结充填需要;采用全尾矿胶结充填封堵效果好,脱水能满足要求,且易实现接顶充填。