破碎复杂矿体回采工艺优化研究

安庆铜矿马头山矿体较破碎,采用大直径深孔崩矿法回采,在前期生产过程中,部分采场出现了大面积偏帮、顶板垮塌等现象,以及工程巷道顶板冒落、变形等地压活动,严重影响到了矿山的安全生产。针对现有15 m宽的采场,通过对采场结构和爆破参数的优化,在后续的回采过程中采场顶板和上盘围岩均未出现较大的垮塌,采场两侧保持完好、规整,有效地降低了矿石损失率、贫化率和大块率,解决了马头山复杂破碎矿体开采技术难题,为安庆铜矿马头山矿体的稳定生产提供了技术保障。     

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。     

分段全面采矿法在某铜矿的应用

某铜矿主要开采1#、2#矿体,矿体平均倾角为20°,平均厚度3.98 m,为缓倾斜薄矿体,其中1 m≤可采厚度≤3 m的矿体占该铜矿储量20%左右。为充分利用有限资源,根据开采技术条件采用分段全面采矿法开采该部分矿体,对该采矿方法的适用条件、盘区结构参数、采场布置、回采工艺等进行了介绍,可为中小型薄矿体缓倾斜矿山开采提供参考依据。     

某铝土矿采场结构参数优化数值模拟

采场结构参数是地下矿山开采中影响开采安全和回采效率的重要因素,合理选择采场的结构参数是矿山亟需解决的技术难题。以某铝土矿采场结构参数优化为研究对象,综合分析了某铝土矿矿体的赋存条件,采用FLAC^3D三维数值模拟软件,构建了直接顶板为土状岩体的铝土矿分条回采模型。为确定较为合理的采场结构参数,分别选取7、9、11 m三种采场跨度开挖方案,分析了不同结构参数下的围岩变形、应力分布和塑性区分布特征。对比各方案应力、位移、塑性区之间的变化。结果表明,7 m跨度下采场整体处于稳定状态;当跨度增加到9 m,采场顶板出现一定的塑性区;当跨度继续增加到11 m,采场顶板的塑性区范围和位移量进一步增大,采场中间存在沿条带方向出现垮冒的风险。因此,为了保证采场稳定性与安全,建议采场跨度选择9 m。研究结果对类似铝土矿矿山采场结构参数的确定具有借鉴意义。     

羊拉铜矿空场法采场结构参数数值模拟优化

针对羊拉铜矿里农矿段底盘漏斗空场采矿方法的采场不同暴露面积的稳定性,采用三维数值模拟的计算方法对陡峭地形多层矿体采场结构参数进行优化,分析不同采场结构参数情况下采场顶板产生的应力值、位移量和塑性区大小。结果表明,当采场斜长为40 m,采场宽度为30 m时,采场顶板的拉应力值和位移量最小,且出现的塑性区体积最少,采场顶板处于稳定状态。现场生产实践验证了最优采场结构参数的可行性和适用性。三维数值模拟计算方法对矿体开采起到一定的理论指导作用。     

基于修正Mathews稳定图法与FLAC3D的阿舍勒铜矿深部回采方案优化研究

随着新疆阿舍勒铜矿采深逐渐增加,矿山深部岩体愈加破碎,采场稳定性难以得到保障。为了确保深部矿床安全、高效开采,需要在工程地质调查和岩石力学参数试验的基础上,对采场结构参数与回采顺序进行优化。使用修正Mathews稳定图法,对+150 m中段采场顶板和边帮开展稳定性分析,分析结果表明：当中段高度为50 m,采场长度为矿体厚度的情况下,只需控制采场宽度小于12 m即可保证采场顶板和上盘围岩总是处于无支护稳定区,满足采场安全生产要求。为了确定采场的合理回采顺序,使用FLAC_3D有限元模拟软件分别对4种不同回采顺序进行了模拟分析,对比了不同回采顺序下采场的应力、位移、塑性区,最终确定最优回采方案为从矿体南端向北端依次回采。研究结果可为阿舍勒铜矿回采设计提供依据,并能为国内同类矿山的回采设计提供参考。     

龙头山矿段采场结构参数及地压控制数值模拟研究

矿山地下开采过程中,顶板控制对采场地压控制有着直接的影响,分析影响采场围岩稳定性关键因素及破坏机理十分必要。为保证龙头山矿段采场安全、高效开采,运用FLAC3D数值模拟软件对该矿段采场结构进行模拟研究,分别模拟研究了该矿段在空场和切顶条件下的采场结构参数。结果表明:龙头山矿段在空场条件下开采,安全隐患较大,顶板容易发生冒落,形成冲击地压。同时提出合理的采场结构参数与地压控制措施,研究成果为矿山开采选择合理的采场结构参数提供依据。     

某铜矿采场稳定性分析及结构参数优化研究

针对国内某铜矿急倾斜中厚矿体的开采技术条件和采矿方法,在矿山岩体工程地质条件研究的基础上,采用Bieniawski推荐的强度公式对采场矿柱、间柱的稳定性进行了分析计算,基于极限分析法和弹性力学小变形薄板理论方法分析了顶柱安全厚度,推荐了合理的采场结构参数,对矿山安全生产具有指导意义,并为类似矿山的采场稳定性分析和结构参数优化提供了理论依据.     

缓倾斜中厚矿体回采数值模拟分析

缓倾斜中厚矿体的回采由于受到矿石运搬和采场顶板管理问题的困扰,成为矿山生产难题,也没有固定的经验可言。为研究此类矿床的开采方式,依据特定矿山的矿床赋存条件和开采技术条件,选择相适应的采矿方法,采用理论和数值模拟相结合的方法进行采矿方法安全性的数值模拟分析和采场结构参数的确定,最终选择技术可行、经济合理的采矿方法。     

某地下矿山采场与围岩稳定性三维有限元模拟研究

运用三维有限元模拟计算方法对某地下矿山6号矿体上向进路分展开采的采场和围岩稳定性进行了详细的计算分析，为该矿体选择合理的开采顺序和采场结构参数，有效的控制地压活动，保证安全回采提供了依据。     

板坝铅锌矿采矿方法研究与应用

根据板坝铅锌矿Ⅲ号矿体赋存条件、开采技术条件和矿山开采技术水平,选择采用全面采矿法进行开采。介绍了全面采矿法在该矿应用中的矿块布置、结构参数、采准切割工程、回采工艺、采场顶板管理和空区处理方法。总结了应用中取得的效果和存在的问题。     

刚果(金)Kamoa铜矿大面积缓倾斜单层薄矿体房柱采矿法

我国矿山地下开采大面积采用房柱采矿法,采用无轨机械化设备,提高了采场的生产能力。随着空区面积和深部地压的增大,矿柱损失增大,刚果(金)Kamoa铜矿1#矿体为缓倾斜单层薄矿体,以该矿体为例,对房柱法采场结构及开采顺序进行了研究,对于降低损失率、提高该矿山的经济效益有一定的参考价值。     

Mathews法稳定性分析在佛子铅锌矿安全高效开采的运用

用Mathews法可确定矿山采场的稳定性,可为采矿方法选择和地压控制提供依据。通过岩体分级建立了岩体质量和采场跨度之间的经验关系;采场顶板及矿体上下盘RQD值、Q值及其他相应参数的计算,针对广西佛子矿目前矿体和围岩的稳定性分析,运用Mathews稳定图法确定采空区顶板持续冒落水力半径,并计算其稳定性系数,最终确定其稳定性。结果表明Mathews法可以向矿山安全开采提供重要的基础资料和依据。     

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。     

大体积充填体间矿体开采的采场结构参数优化

为了开采阿舍勒铜矿上下中段大体积充填体之间的隔离中段矿体,对隔离中段的采场结构参数进行了研究。结合矿山实际情况,对采场结构参数进行了多种方案的FLAC3D数值模拟,采用神经网络和遗传算法对模拟结果进行选择、优化,确定了最佳的采场结构参数。结果表明:将神经网络和遗传算法结合起来,利用FLAC3D数值模拟的计算结果,以充填体的破坏率为目标函数,取得了理想的优化效果,实现了采场结构参数值的连续不间断优化,很好地弥补了数值模拟的缺点。     

安庆铜矿特大型采场回采工艺实践

随着安庆铜矿特大型采场的开采范围向深部延伸,围岩与矿体的原始应力都不同程度的发生改变,次生应力的出现造成大型采场凿岩硐室局部大面积垮落,矿房采场回采时大空区顶板中间位置和两侧矿柱都有不同程度垮塌现象。研究表明,特大型采场回采工作是否安全,不完全取决于矿床的地质条件,而且与采矿方法结构参数选择是否合理有很大关系。合适的采矿方法结构参数可保证特大型采场的安全有序回采,降低采矿成本,提高综合经济效益。     

下向进路式采场充填体顶板力学模型及稳定性分析

在应用下向充填采矿法的矿山中,回采工作直接在充 填体顶板下进行,研究充填体顶板的安全性和稳定性具有重 要意义.以甘肃某镍矿为工业背景,引入薄板模型和尖点突 变理论,构建了采场充填体顶板的力学模型,分析了充填体 顶板发生突变失稳的临界条件,确定了采场充填体顶板的安 全厚度,并进行反演推算得出该矿山目前所能承载的充填体 最大厚度.研究结论表明:影响充填体顶板稳定性的核心因 素是顶板厚度,某镍矿现有的采场结构参数能够满足持续下 向充填开采矿体的顶板厚度安全需求.研究方法为探究采 场充填体顶板稳定性问题提供了新的思路.     

高寒矿井复杂难采矿体采矿方法研究与选择

某铜矿具有高寒矿井、开采技术条件复杂等特点,其矿体中厚难采且品位不高,目前采用传统的浅孔留矿嗣后充填采矿方法已经不再适应其生产要求。本文进行采矿方法的专项研究,根据矿体开采技术条件,选择分段空场嗣后充填和点柱式上向水平分层充填两种采矿方法并进行技术经济综合比较,推荐采用沿走向的分段空场嗣后充填法。根据生产实际确定的采场结构参数,通过Mathews稳定图法进行采场稳定性分析,反演结构尺寸和采矿方法选择的合理性。经研究表明,该采矿方案为实现矿山"安全、高效、经济、环保"的开采提供了借鉴意义,具有很好的实用性和推广性。     

基于FLAC3D对某铜矿深部开采地压活动规律研究

介绍了地压活动规律对矿山深部开采的重要影响,通过应用FLAC~(3D)软件对某铜矿59#矿体开采过程中的两种工况进行数值模拟计算研究,发现59#矿体在开采至十五中段时,对围岩扰动较小,不会出现顶板大面积冒落的情况;开采对3#采空区稳定性影响最大,对2#采空区稳定性影响最小;废石充填对维护空区稳定有一定作用,但作用不大;随着59#矿体开采深度的不断增加,其对断层的影响程度也逐渐增加;废石充填对断层稳定性影响较小。从而得出随着开采深度的增加,对围岩扰动越来越大,围岩稳定性降低,顶板发生突然冒落的可能性较大,一旦顶板发生突然冒落,井下会出现较大响声和振动,但由于该铜矿采用崩落法开采,采场上部有大量冒落覆岩,顶板突然冒落不会形成冲击地压。     

无轨开采下采场结构参数及稳定性数值模拟

云南某矿山矿体赋存条件复杂，矿岩破碎、松软，加之后期转型采用无轨设备开采，导致采场巷道断面增大，原有的采矿工艺和采场参数已不再适用。为保证开采过程的安全，找出适合矿山生产的合理采场结构参数，研究采用3D-σ有限元模拟软件建立采场三维模型，设计不同跨度直接顶板的留点柱、留连续矿柱采场结构形式，对不同采场结构形式下矿岩的应力、安全率、塑性区进行模拟分析。结果表明：采用留点柱的采场形式时，采场内点柱尺寸不应小于2 m,矿房跨度控制在4 m为宜；采用留连续矿柱的采场形式时，采场结构参数建议留4 m宽连续矿柱，矿房跨度为5 m,采用C20混凝土进行进路式充填回采。结合采场模拟分析及矿山实际生产现状，建议采用留连续矿柱的开采方案。后续现场试验证明，该方案不仅能够保证采场结构的稳定性，达到矿山安全开采的目的，而且能有效降低矿石的损失贫化，提高矿山的经济效益。