崩落法松散覆盖岩层自然分级对矿石损失贫化的影响

松散覆盖岩层的自然分级现象对使用崩落法开采的矿山开采效果有较明显的影响。为填补这方面研究的空白,开展了实验室模型试验研究。试验研究结果证实了自然分级现象是松散覆盖岩层客观存在的性质之一。矿岩粒度分布不同,对损失贫化的影响也不同。这项研究为降低损失贫化提供了新的途径。     

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。     

崩落法采场松散覆盖岩层移动规律研究

在对松散岩体特性及流动力学理论分析的基础上,通过室内物理模拟试验,研究了放矿过程中松散覆盖岩层移动规律,揭示了覆岩流动过程中松散体的自然分级现象,为覆盖岩层的形成和级配的构成提供理论依据.     

金山店铁矿东区崩落法开采岩层移动变形规律研究

根据金山店铁矿东区工程地质特点和开采技术条件,在空间几何形态和力学性态上,建立了具有较高仿真度的三维数值分析模型。利用西采区地下开采地表监测数据反演出矿岩体力学参数,以此对东区数值分析模型的矿岩和结构面力学参数进行赋值。分别按地下开采没有冒通地表和冒通地表2种模式计算了8个方案,预测了岩层移动角随开采深度的变化趋势,为土地征购和房屋搬迁提供了重要的依据。     

崩落法开采岩层移动影响因素的数值模拟

随着矿山开采深度的增加,岩体所处的力学条件变得复杂,采用崩落法开采的深部矿体岩层移动规律受多种因素影响且不同于浅部。离散元法是基于不连续性假设的数值方法,它特别适合于求解节理岩体中的非连续性问题。基于离散元理论,采用数值计算软件3DEC,分析了不同节理倾角、不同侧压力系数及不同开挖阶段对深部矿体崩落法开采过程中岩层移动规律的影响,研究结果表明：不同倾角的优势结构面对崩落发展趋势影响显著,水平节理对崩落发展有良好促进作用;侧压力系数越大,崩落高度越小;深部矿体开采过程中,由于承压拱的存在,开采高度为120 m时,并未引起大范围塌陷。研究结果可为深部矿体崩落法开采岩层移动规律及地表沉陷范围的确定提供一定的参考依据。     

基于多方法联合的露天转地下矿山合理覆岩层厚度研究

在露天转地下过程中需人工强制形成覆盖岩层,其对无底柱分段崩落法至关重要,不仅影响矿石回采安全,而且影响矿石回收。因此,研究覆盖岩层厚度对矿山生产具有重要意义。采用理论分析计算及PFC2D数值模拟的手段,对新疆诺尔湖铁矿露天转地下采场覆岩层厚度进行分析研究,确定该矿采场的合理覆盖岩层厚度为40m。     

大红山铁矿无底柱分段崩落法悬顶处理研究及应用

大红山铁矿400万t/a二期采矿工程采用无底柱分段崩落法,30 m×20 m的高分段结构参数在国内类似矿山处于领先水平。受采矿方法影响,爆破后出现悬顶问题成为无底柱分段崩落法普遍存在的一大难题。为解决此难题,主要研究了悬顶产生的原因及利用周边进路的爆破震动自然下落处理悬顶的措施。经过在大红山铁矿的长期使用及验证,该方法具有安全可靠、低成本的特性,在悬顶处理措施中排列最佳,具有较好的推广应用价值。     

大冶铁矿崩落法转充填法过渡区开采技术研究

大冶铁矿将崩落转充填开采的过渡区作为充填法试验矿块,根据矿山原有开拓系统的布置,将充填试验矿块从21#³4#进路划分矿房矿柱,采用浅孔留矿嗣后胶结充填法回收矿石,可有效提高矿石回收率,降低贫化率,实现崩落法向充填法的提前过渡,对于培养工程技术人员、调试充填系统有重要意义。同时,通过对大冶铁矿全尾砂物理性质进行分析,计算得到其充填倍线为5.9,可实现自流输送。     

高分段大间距无底柱分段崩落法在大红山铁矿的应用

以放矿理论研究为基础,优化采矿结构参数为切入点,提出了高分段大间距的采矿理论,通过采场试验及生产实践验证,高分段大间距(20m×20m)无底柱分段崩落法在大红山铁矿采矿生产实践中的应用是非常成功的。     

矿块崩落法矿体崩落规律的相似模拟研究

根据相似原理，模拟铜矿峪矿５号矿体，对矿块崩落法的矿体崩落规律进行模拟实验，实验结果在定性上揭示了原型矿体崩落的规律：５号矿体可崩性好，采用崩落法是合理的；矿体平均崩落速度为０．２２ｍ／ｄ，放矿可以控制矿体崩落。     

大冶铁矿同阶段崩落法转充填法开采隔离间柱合理宽度确定

为保障同阶段崩落法转充填法开采顺利过渡,过渡段处须设置竖向隔离间柱。以大冶铁矿龙洞采区-170 m同阶段崩落法转充填法梯形隔离间柱为研究对象,将其简化为变惯性矩固支梁,并以间柱的水平应 变量允许值为判据,初步确定梯形隔离间柱上端的初始宽度。以梯形隔离间柱上端的初始宽度为基础,采用数值模拟方法,计算了不同梯形隔离间柱上端宽度与不同充填体灰砂比协同作用下的充填采场顶板围岩沉降 量,并对不同灰砂比下梯形隔离间柱上端宽度与顶板围岩最大沉降量进行了数据拟合,由顶板围岩允许沉降值得到与不同充填体灰砂比协同匹配下的梯形隔离间柱上端的合理宽度。数值计算结果表明：与充填体灰砂 比分别为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12协同匹配的梯形隔离间柱上端合理宽度分别为16、19、21、25、29 m。研究成果可为合理确定矿山同阶段崩落法转充填法开采过渡段隔离间柱宽度提供参考。     

自然崩落法崩落机制的研究

本文采用边界元法与离散元法耦合研究了自然崩落法矿岩崩落机制问题,计算了矿岩崩落过程与发展,拉底空间周围岩体中应力分布,计算结果与实测结果吻合。根据计算结果对采用自然崩落法矿块初始崩落区域,矿岩崩落轴线与节理裂隙产状关系,此外,还对改善崩落效果的拉底方式做了讨论。     

崩落法回采时顶板岩层崩落过程监测与分析

用崩落法回采倾斜矿体时顶板围岩的崩落过程是目前没有很好解决的问题。通过地质钻孔,采用电路连通判断法,对程潮铁矿采场顶板的崩落过程进行了监测。监测结果表明,顶板的崩落过程是非常复杂的,受到岩体质量、岩体中的弱面、初始地应力场、空区形状及松散充填体等的影响,而且具有明显的跳跃特征。在组成矿体顶板的各种岩层中,质量高的岩层是控制崩落过程的关键层。关键层较难崩落,但在崩落时具有突发性,会产生较大厚度岩层的突然垮塌。受主关键层的影响,在地表塌陷之前,有相当长一段时间不出现崩落或者崩落速度很慢。而当主关键层崩落后,表地会在较短的时间之内突然塌陷。研究结果表明,复杂岩层顶板的崩落过程及崩落时间的预测必须考虑岩层性质及其空间分布特点,其中,关键层的识别是非常重要的。     

矿块崩落法开采丰山铜矿难采矿体的实践

丰山铜矿南缘矿带11#勘探线以东矿体、矿岩特别风化破碎,原采用无底柱分段崩落法开采,零米中段以上矿石回采率仅10％～20％,－10m和－20m分段回采前采准切割巷道严重垮塌,矿石回收率几乎为零。采用长沙矿山研究院试验研究的矿块崩落法开采,使濒临报损的矿产资源得到回收,取得了满意的效果。     

大结构无底柱分段崩落法覆盖层厚度研究

为了确定30m×20m大结构参数无底柱分段崩落法合理的覆盖层厚度,通过理论计算和数值模拟方法对覆盖层厚度进行了研究。先根据放矿椭球体理论、缓冲冲击气浪计算出覆盖层厚度分别为43.8m、22.5m;然后利用PFC~(3D)对不同覆盖层厚度下放矿进行了模拟,得出矿石回收率、废石混入率指标最优时的覆盖层厚度为45m。综合理论计算和数值模拟结果,推荐矿山合理的覆盖层厚度为45m,可确保生产安全并取得较好技术经济指标。