朱兰铁矿露天转地下协同开采方案探索

我国大部分露天铁矿山正在陆续或己经转入地下开采,在露天转地下开采的过渡期,矿山产量衔接困难致使出现减产或停产过渡现象,严重制约矿山企业的发展。以攀枝花铁矿为研究对象,提出分区开采、协同开采的露天转地下开采方式,论述了露天转地下协同回采顺序、协同开拓运输系统、协同安全防护、协同形成覆盖层等理论方法,充分发挥露天与地下开采的工艺优势,提高过渡期矿石产量,实现露天转地下的平稳过渡。     

露天转地下过渡期协同开采方法研究

在我国冶金矿山露天转地下的过渡期,由于露天与地下开采相互干扰,造成过渡期安全生产条件差和产量衔接困难,这一问题多年来一直没有得到很好解决。针对过渡期露天开采境界内底部矿量、地下开采挂帮矿量的常用开采模式,提出了挂帮矿地下诱导冒落法开采方案,并从扩展露天地下同时开采时间与空间的需要出发,研究了露天境界细部优化方法以及露天地下协同生产技术,由此研发出露天地下协同开采方法。理论分析与海南铁矿实际应用表明,该方法可显著改善安全生产条件和有效提高露天转地下过渡期生产能力。     

大型深凹露天转井下深部开采技术研究

本文通过对国内外大量露天转井下开采矿山的普遍性及特殊性的研究，阐述了受民采严重破坏的厂坝铅锌矿的现状及开采技术条件的巨大转变，以及厂坝深凹露天开采转井下深部开采技术研究的特点和创新，即高陡边坡、空区破坏及空区集水条件下的高效采矿工艺技术以及岩体移动规律和诱导技术的应用。     

石碌铁矿露天转地下协同开采的实践

为了解决石碌铁矿露天转地下开采过程中稳定生产、采场地压管理、采场防汛抗洪等问题,矿山采用自然崩落和回填覆盖岩层来管理地压、采取“截、疏、挡、排、防”的措施治理矿井涌水,实施露天与地下协同开采,有效地防止了涌水对采矿生产的影响、保证了原矿产量的平稳过渡。     

特大空区矿柱群分区协同开采技术研究与应用

针对高危空区条件下的矿柱群,一直以来国内外均采用多道相对独立的工序小规模处理空区和回采,使得开采过程中频繁地发生垮塌事故,造成人员伤亡与设备损失,且开采效率与生产能力低下,使得部分矿柱不能开采而报损。矿柱群分区协同开采技术为特大空区矿柱群开采提供了一种新的途径,通过采用矿柱群协同开采关联分区法,多层矿柱立体分区协同开采技术,深孔协同开采控制爆破技术,实行回采与空区处理协同、拉槽与回采协同、多矿柱区位协同的三协同开采,将空区处理与矿柱群回采集中在一个步骤安全、高效、协同完成,实现大规模强化开采和高效率作业,从根本上解决了高危矿柱的回采技术难题。     

某铜矿露天转地下隔离矿柱的确定研究

露天转地下隔离矿柱的确定是露天转地下开采经常面临的重要问题,对于金属矿山地下安全生产极其重要。根据某铜矿的采矿工艺、开采深度以及工程地质条件,采用理论计算和FLAC3D有限差分法数值软件对不同厚度的隔离矿柱进行了模拟分析。结果表明,当隔离矿柱厚度为 20 m时,地下开挖导致的顶板变形较小且趋于平稳。20 m是该矿山隔离矿柱厚度的最优值,能够满足安全生产要求。该分析结果为露天转地下安全高效回采提供了理论依据和技术指导。     

紫金山金铜矿露天地下联合开采隔离矿柱厚度数值模拟研究

对于露天与地下联合开采矿山,确定隔离矿柱的厚度过薄,易造成露天底隔离矿柱突然间崩落,反之留得过厚又会造成矿产资源的浪费,通过数值模拟手段对露天开采底部标高为+652~592 m时的露天与地下开采模型进行分析研究,并通过拟合得到隔离矿柱厚度与最大拉应力的关系曲线,确定了紫金山金铜矿露天地下联合开采的隔离矿柱合理厚度,对矿山露天与地下的正常生产以及露天采场边坡的稳定性和地下采场的稳定性有一定的指导意义。     

露天地下楔形过渡协同开采技术研究与分析

对于进入开采末期的特大型深凹露天矿山,在由露天开采经转入地下开采时,会面临产能接续困难和安全生产条件差等问题。利用露天与地下开采的工艺优势构建楔形过渡协同开采模式,并对协同采准和诱导崩落首采区的技术要点进行梳理,在大孤山铁矿进行验证。结果表明,楔形过渡协同开采技术能保持矿山产能稳定,对实现特大型铁矿山露天转地下开采安全稳定发展效果显著。     

露天转地下开采过渡前期高效开采方案研究

本文针对黑山铁矿在露天转地下开采过渡前期遇到的诸多技术问题,进行了大量的科学技术研究,解决了采矿方法与地压控制的关建技术难题,研发出适合黑山铁矿条件的露天转地下高效开采技术方案,为黑山铁矿露天转地下产量平稳过渡与地下高效开采提供了技术保障。     

建龙铁矿露天转地下过渡期联合开采方案研究

建龙铁矿正处于露天开采、地下一期斜井开采、边角矿平硐开采，以及地下二期工程建设共同存在的过渡时期。根据矿山开采现状和稳产过渡要求，提出了5种过渡期联合开采方案。经过技术经济分析比较，推荐建龙铁矿采用露天扩圈开采、不改造斜井、主副井分期建设、先期副井提升210m水平矿石的联合开采方案。     

金属矿露天坑与地下空区尾矿协同充填清洁生产

针对露天坑和地下空区诱发地质灾害、尾矿库存在溃坝风险和破坏区域环境等问题,以金属矿露天转地下开采矿山工程为研究对象,结合阶段空场嗣后充填法开采,发明了不均匀尾矿充填体制作与取样装 置,基于流体弗劳德准则,结合现场原位取样力学试验,提出了考虑尾矿充填强度不均匀特性的强度计算方法;基于测量学与系统工程理论,提出了露天坑与地下空区三维信息提取和尾矿协同充填与排水技术;运用 流体力学和有限元理论构建了一次充填高度和挡墙构筑位置参数优化三维模型,形成了高效—材料再用—低成本轻型挡墙尾矿充填封闭技术。研究成果在石人沟铁矿得到应用,建成了原矿200万t/a的铁矿床露天转地 下开采尾矿充填清洁技术工程示范,取得的主要技术指标为尾矿综合利用率达到100%、嗣后充填成本25元/t、挡墙构筑效率0.016道/(人·时)、构筑成本606元/m2。突破了露天坑与地下空区尾矿协同充填技术瓶颈, 完善了矿山尾矿处置理论与技术,实现了尾矿零排放,消除了露天坑与地下空区安全隐患,推动了冶金矿山生态文明建设,加快了资源绿色开采进程。     

采空区隐患影响下的残矿协同开采技术研究

采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约赣南钨矿残矿资源回收的关键性技术难题。为解决赣南地区钨矿残矿资源回收的难题，基于“协同开采”理念，兼顾资源开采与隐患处理，提出了针对赣南地区 钨矿的采空区探测-微震实时监测-残矿协同回采(探-监-采)的协同开采关键技术方案，并结合赣南某典型钨矿开展了工程案例分析。研究表明：针对31132矿块空区复杂的时空分布特征，以三维精细探测技术为基 础精细化构建了整体地质模型和采空区模型，精确得到残矿形态与残矿量，矿量估算误差小于10%，并以此为基础分别对顶柱、底柱和间柱因地制宜制定了回采方案；残矿回采过程中建立了IMS微震监测系统，对31132 矿块采场的采空区稳定性进行了实时监测和预警，并协同应用空区封闭、胶结充填等方法处理空区，实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一，完成了31132采场顶柱残矿全部回收，并为间柱回采创造了条件。 研究结果可为赣南地区钨矿残矿资源安全、高效、协同开采提供技术参考。     

基于能量法的露天开采下采空区顶板安全厚度研究

为了确定露天开采下采空区顶板安全厚度,基于力学理论,分析了露天开采下采空区顶板受力特性,建立其固支梁力学结构模型。根据能量守恒原理,推导了由顶板弯曲应变能、水平荷载做功和垂直均布荷载做功组成的采空区顶板结构总能量方程,获得了采空区顶板势能函数解析式。采用突变理论,建立了采空区顶板系统的尖点突变模型,获得了采空区顶板失稳判别式,推导出采空区顶板安全厚度计算模型。对某露天矿采空区顶板厚度进行了应用案例分析,理论计算出的最终采空区顶板临界厚度为11.34 m,与现场安全预警经验值12 m基本一致。表明所建立的采空区顶板安全厚度计算模型合理可行,可为露天开采下采空区顶板安全厚度设计提供一定的理论依据和工程指导。     

基于FLAC对露天转井下开采的采场稳定性影响模拟研究

以某矿露天转井下开采系统为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据和露天转井下开采方案,运用FLAC模拟分析露天边坡和井下采场周围介质应力场、位移场和塑性区的开采变动分布,研究露天和井下采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受露天转井下开采扰动的影响。结果表明：采场结构介质整体稳定性好、安全,露天边坡中部、露天转井下开采过渡保安层、井下采场中部两帮围岩和充填介质接触带为局部不稳定部位,应加强监控和支护。     

Evaluating the Influence of Underground Mining Sequence under an Open Pit Mine

Journal of Mining Science - For this study, as part of the underground operations, the underground mining sequence was explored for suitability in the Zuuntsagaan mine. Two mining sequences are...     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。     

露天转地下开采隔层厚度安全分析

针对露天转地下开采隔层厚度的确定问题,以湖北省某铜矿为例,优选鲁佩涅依特理论估算法得出隔层厚度的安全阈值为67.85 m.运用有限元数值分析软件Phase2D进行模拟,得出隔层厚度70 m时地下采场回采引起露天坑底的最大岩移达到10 cm,从而验证了理论估算值的合理性;确定了围岩的塑性变形区域,为地下采场的安全回采设计及支护提供了可靠的技术支撑.综合利用三维空区监测系统(CMS)和大型矿业软件Surpac,获取了露天坑和采空区可视化三维形态;对探测模型在敏感点进行剖切,将三维模型转化成二维剖面,实现隔层厚度的精确测量.研究表明,该矿山隔层厚度已至安全临界值,露天回采应该立即闭坑.     

地下转露天开采的采空区处理工艺

地下转露天开采时,矿山采空区处理是一件十分棘手而又相当重要的头等大事。依据伏萨尔架法基本原理,开发了高台阶处理采空区工艺,在河南某钼钨矿的应用取得了很好的效果。     

无底柱分段崩落法在露天转地下矿山的应用研究

融冠铁锌矿为露天转地下开采矿山,结合其工程地质情况,对无底柱分段崩落法在此矿山的应用进行了研究,针对正在回采的两水平对无底柱分段崩落法的结构参数进行了介绍,并对边孔角度、阶段高度等参数进行优化,降低了大块率和损失贫化率,取得了较好的经济效果。