基于临界冒落跨度理论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铁矿残矿资源回收的关键性技术难题.为了解决某铁矿残矿回采和空区治理的难题,基于临界冒落跨度理论,兼顾资源开采与隐患处理,提出了某铁矿残矿回采和空区治理的协同技术方案,并开展工程案例分析.研究表明:针对残矿复杂的时空分布特征,将空区及残矿为 A、B、C 三个区,对 A 区进行封堵处理,爆破崩落B区内的矿柱及夹石,使岩体自然冒落;采用无底柱分段崩落法开采 C 区内的残矿,估算出残矿回采率约为７８％,贫化率约为２５％,实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一.同时,应用数值模拟软件验证了残矿回采及空区治理协同技术方案的可行性.研究结果可为空区隐患影响下的残矿回采提供了技术参考.     

隐伏采空区治理与残矿回采技术研究

赤峰金红岭有色矿业公司前期采用留矿法和空场法开采,采空区未充填,矿区存在大量隐伏采空区,对后期开采造成安全隐患。为治理隐伏空区,回收残留矿柱资源,分析了采空区治理的主要方法及其优缺点,提出了泵送接力胶结充填处理隐伏空区技术方案和上向进路充填开采残矿资源方案,为隐伏采空区治理和残留矿柱资源开采提供了技术支撑。     

近地表采空区处理及残矿开采技术研究与应用

某铅锌矿采用分段空场嗣后法开采,由于充填系统建设滞后导致近地表开采区域遗留大面积采空区及矿柱。针对采空区及残矿赋存现状,运用中深孔顶板及矿柱联合崩落的方式,崩落近地表采空区顶板隔离层及矿柱。采空区顶板及矿柱崩落后利用井下现有出矿系统集中出矿,出矿结束后对采空区进行充填。该技术方案有效消除采空区垮塌的安全隐患同时回采矿柱残矿,为同类矿山采空区处理及残矿回采提供技术参考。     

基于CMS的采空区探测及残矿回采

阐述了空区探测系统(CMS)的工作原理和数据处理过程,并以某金属矿山为例,详细介绍了基于CMS的采空区探测技术和残矿的探测、回采设计过程。结果表明,CMS技术能有效解决采空区安全隐患,提高残矿资源的安全高效回收利用效率,增加矿山企业经济效益,在矿山实际生产中具有重要的推广应用价值。     

协同开采与采空区协同利用

首次系统论述了协同开采理念与协同利用采空区处理方法两种新思想.首先,梳理了现有的几种采矿与环境关系可调和理念,引入协同理念,提出了“协同开采”科学命题,明确定义了协同开采的基本概念,分析了协同开采与相关理念的区别与联系.然后,基于协同开采理念的指导,从矿山工程系统合理布局出发,首次从协调资源开采的角度提出了“协同利用”采空区处理方法,探讨了采空区协同利用的基本原则和基本模式.两种新思想的提出,具有重要的学术研究价值和工程应用意义,将对我国采矿科学技术的进步产生重要而又深远的影响.     

河台金矿残矿资源二次开采实践

广东高要河台金矿投产14年，投产初期由于采矿技术及生产管理等因素，使回采后的中段留下一些品位较高的矿柱与边角残矿。1997年开始回收，5年来平均每年采出金属量约80kg，占年产金量5％一10％，作为矿山产量的补充，对回收资源、延长矿山寿命与提高企业效益均产生积极作用。     

河台金矿残矿资源二次开采实践

广东高要河台金矿投产14年,投产初期由于采矿技术及生产管理等因素,使回采后的中段留下一些品位较高的矿柱与边角残矿。1997年开始回收,5年来平均每年采出金属量约80kg,占年产金量5%～10%,作为矿山产量的补充,对回收资源、延长矿山寿命与提高企业效益均产生积极作用。     

回收民采空区残矿延长矿山服务年限的研究

针对桃冲矿业公司铁矿石资源面临枯竭的现状,详细分析了民采空区的形成原因及其规模,并对空区周边残矿的回收价值和回收方案做了深入探讨,为后期的正式回收工作奠定基础.     

高危空区群下地下转露天协同开采技术研究

柿竹园矿地表塌陷给井下生产带来了一系列难题,如地表泥水混入井下导致矿石贫化且影响选矿,塌陷区北部和东北部高陡悬崖导致地表滚石和滑坡显现,塌陷区南部形成大跨度悬臂空区,不稳定间柱与 大采空区形成高危空区群、含矿大块堵塞出矿巷等。根据矿山现场调研、实测绘图和岩移研究,通过3Dmine软件建模,精准划分了塌陷区、过渡型空区、高危明空区、外围空区等。为解决该矿生产难题,提出了井下 与露天协同开采技术方案：首先采用低品位矿石充填塌陷区周边的高危空区群;再禁止塌陷区南部井下采出矿石,并在地表采用深孔爆破技术崩落悬臂矿岩;然后对塌陷区北部和东北部高陡悬崖实施地表削坡剥离和 利用低品位矿石回填塌陷区;最后在6~8 a内由地下开采过渡到露天开采,并探索性回采塌陷区内的巨块矿石。为减少前期剥离投入、缓解剥离境界外修路难的问题,结合环山贴坡布置螺旋型阶梯状剥离台阶、道路融 入山坡剥离境界等思路,利用3Dmine软件建模研究,优化确定了720剥离境界。同时,通过生产计划上图标识,及时更新协同作业区,实时微震监测地下采区和GPS监测塌陷区岩移等技术措施,实现了矿山协同开采的 动态监测与预警。研究表明：所提出的优化剥离境界思路和一系列露天与井下协同开采技术方案,解决了该矿当前的生产难题,为该矿露天与井下协同作业提供了安全保障,可为类似矿山提供有益参考。     

地下残矿高效回采技术研究

根据地下残矿开采形态复杂、安全条件差的特点,对比各种采矿方法优缺点,研究提出利用采空区为补偿空间的区域整体爆破嗣后充填采矿方法。将残矿周围采空区作为爆破补偿空间,利用大直径深孔一次爆破落矿,集中出矿后对采空区进行大流量充填。该技术在残矿开采中取得了良好的应用效果。     

空场人工点柱替换原生矿柱回采技术及工艺

针对采用空场法开采的矿山采空区内原生矿柱回采技术难题,采用人工矿柱替换原生矿柱的残矿资源回收方案。其实现方法是:通过对原生矿柱开采前的空区稳定性数值模拟分析,反演空区允许的极限暴露面积,据此作为人工点柱布置和参数计算依据。为保证人工矿柱的稳定性,对倾斜底板进行台阶削平处理,并以三角形结构布置底座钢筋。采用井下废石砌筑人工点柱外墙,利用矿山已有的全尾砂胶结充填系统充填点柱内芯,待充填体沉缩凝固形成一定强度后,再以预制楔形体结合混凝土泵送充填联合接顶的工艺充填接顶,确保人工点柱的强度及有效接顶。     

采空区下回采巷道支护技术研究

在近距离煤层进行开采时,一般都会选择下行开采方式,这样一来,当上部工作面回采之后,侧向煤柱之上就会形成一个相对集中的支承压力,在回采的过程之中这一支承压力会对采空区的底版造成一定损害,因此需要采取相关措施对这一问题进行有效的解决。本文就主要针对采空区下回采巷道支护技术进行研究与分析。     

露天矿开采境界内下部复杂隐伏采空区上部稳定性研究

基于三道庄露天矿地下复杂采空区的调查资料,建立了复杂采空区的Surpac三维模型,将模型导入MIDAS三维有限元软件建立数值计算模型,最终导入FLAC软件进行计算。根据数值计算结果,从应力和位移的角度,同时考虑被分析空区与邻近空区之间的相互影响作用,分析研究了开采境界下空区的稳定性状态,对矿山实际生产具有一定指导意义。     

大新锰矿西北地采矿区产状复杂矿体分区协同开采技术研究

复杂难采矿体开采是采矿业亟待解决的一个科技难题。针对产状复杂矿体采用现有技术开采常导致生产效率低、安全性差、劳动生产率高、资源回收率低等突出问题,通过引入工程地质分区思想和“协同 开采”理念,提出了产状复杂矿体分区协同开采技术思路。针对大新锰矿西北地采矿区“U”形产状复杂多层薄矿体尚无成熟的采矿工艺保证安全高效开采的问题,根据产状复杂矿体分区协同开采技术思路,综合分析 了矿体地质赋存条件,并结合矿体三维模型选取了影响矿体开采的走向和倾角作为矿体分区依据,将矿体分为一区、二区和三区,提出了一种工程地质条件引导的矿体分区技术。针对不同分区的开采技术条件,在各 分区进行了采矿方法优选或设计,推荐一区、二区和三区分别采用浅孔留矿法、电耙出矿房柱法和电耙-爆力协同搬运伪倾斜房柱采矿法,形成了一种产状复杂矿体采矿方法优选与设计技术。研究表明：所提方法有 效解决了大新锰矿西北地采产状复杂矿体的开采技术难题,为产状复杂矿体高效协同开采提供了一种新思路。     

复杂空区群残留矿体安全高效开采技术

可可塔勒铅锌矿7^#矿体经历凌乱无序开采,留下大量不规则的残柱和大小不等、高低不一、形态复杂的 采空区,空区间留有400 多万t 残存矿量,矿山面临着极为复杂的采空区隐患治理与残矿回采的难题。空区群处理从 安全上要求一次必须崩落相当范围的空区,因而所采取的手段必须高效、实用。将空区群划分为若干大的回采单元, 采用基于束状孔变抵抗线爆破技术的区域整体崩落手段,进行残矿的大量有序崩落和集中大量放矿,在消除采空区 地压隐患的同时,最大限度地为企业回收残留资源。实践表明:采用基于束状孔变抵抗线爆破技术的区域整体崩落 方式,是解决复杂空区群残留矿体安全高效回采的有效技术手段。     

柏杖子金矿多空区残矿开采技术研究

柏杖子金矿100-9#矿体为残矿,内部存在多个空区,矿岩稳定性差,岩移危害大,遗留有大量矿石散体,致使矿体回收困难。为此,提出多分段与底部双堑沟协同拉底的诱导冒落法回采方案,在分析矿岩可冒性、临界冒落跨度和冒落高度随采深的关系的基础上,结合矿体赋存特点及矿石流动特性,给出了诱导工程参数及爆破参数;采用矿体中部做切割向两端退采的方式,在满足上分段回采工作面超前下分段6~8个步距前提下,各分段拉底巷道同时施工,逐次诱导上部待冒矿体,由双堑沟整体回收,同时选用喷锚网联合支护方式,冒落垫层取3 m,可安全、经济、有效地回收残矿。     

留矿法残留老空区尾砂胶结充填治理综合技术研究

矿山开采后遗留下大量的采空区,特别是之前采用空场法回采的矿山,采空区会形成安全隐患。同时,矿山开采后还会产生数量庞大的尾矿,由于近年来国家对环境治理的力度加大,尾矿堆放成为了矿山的难题。以金星金矿留矿法生产遗留的采空区为例,通过技术计算与经济论证,分析了安全、合理、高效的充填方式,有效治理了采空区,同时降低了尾砂排放,进一步保护了环境,节省了生产成本。     

综采工作面采空区遗煤自燃防治技术研究

为解决11_下301综采工作面采空区遗煤低温氧化导致的温度偏高、CO超标问题,通过分析采空区遗煤自然发火原因,制定防止遗煤自然发火的综合防治措施。实践结果证明,采取综合防治措施后,距离工作面100 m范围内的采空区未发生温度明显升高,煤层自燃标志性气体无明显增加,工作面及回风流CO浓度均在1×10^-5以下,综合防治措施效果显著,采空区遗煤自燃情况得到有效控制。