预控顶下向中深孔逐孔起爆采矿工艺

对于矿岩条件不稳固,局部矿石条件较为破碎的地下矿山,为保证顶板安全,多采用小进路分层充填采矿法进行采矿,高度、宽度一般控制在4 m左右;但这种采矿方法矿房断面尺寸小,凿岩爆破效率低,严重制约着矿山产能。为探索更加安全高效的采矿方式,在首先保证顶板围岩安全的前提下,通过不断探索尝试,借鉴露天矿山下向采矿爆破模式和高精度逐孔起爆技术,在井下矿山采用预控顶下向中深孔逐孔起爆工艺,并获得成功。这种作业方式由于在爆破前预先对采场顶板及两帮进行大范围支护,保证了后续作业工序人员安全;矿房尺寸断面增大后,矿房爆破效率大幅提升,单体矿房产能显著提高;同时下向中深孔凿岩使凿岩效率提高,人员劳动强度降低,作业环境得到明显改善。     

下向水平进路充填采矿法的研究与应用

针对矿体围岩不稳固的安全问题。基于提高矿石回收率、保障采场安全作业等采场要求,提出用下向水平进路充填采矿法取代原有的上向分层充填采矿法。通过充填材料配比试验,得出灰砂比1∶6,料浆质量分数为72%时,充填体14d单轴抗压强度达到4.28 MPa,可满足下向充填采矿的要求。现场实验证明,下向进路充填有效减小了顶板暴露面积,提高了回采工作的安全性与矿石回收率,取得了预期效果。     

金渠金矿采矿方法沿革及优化

金渠金矿有扩大采选能力的空间和需求。为此,用优选法进行采矿方法选择;用数值模拟法优化采场结构参数;用正交试验法优化凿岩爆破参数。同时采用分段采准分层回采工艺;预留点柱支撑顶板,局部采用长锚索和锚杆支护,并用光面爆破减少顶板的破坏,用水准测量动态地监测顶板的下沉量。对采矿方法研究的投入,使采区机械化上向分层充填采矿法得以成功使用,取得损失率为5.68%、贫化率为12.15%,直接成本为19.07元/t的技术经济指标,把采区综合生产能力提高到500 t/d,     

上向水平分层进路充填采矿法在杜达铅锌矿的应用

杜达铅锌矿100 m中段矿体构造发育,厚度较大。为确保矿山安全高效回采作业,同时降低采矿贫化率和损失率,提高资源回收率,提出了上向水平分层进路充填采矿法。沿矿体走向划分盘区,盘区内自矿体下盘向上盘每隔4～6 m划分一个采场,采用间隔式进路回采结束后进行接顶充填,充填体养护后进行下一循环的回采工作。上向水平分层进路充填采矿法在杜达铅锌矿100 m中段成功应用,以进路为回采单元,缩小了采场暴露面积,控制了顶板,保证了作业人员和设备的安全,并且提高了采场生产能力,将损失率与贫化率降低到10%以内,提高了资源回收率,矿山经济效益显著提高。实践表明,上向水平分层进路充填采矿法是开采倾斜中厚破碎矿体的一种有效方法。     

铲运机脉内转层出矿工艺在上向水平分层充填采矿中的应用

湖北鸡笼山金矿倾斜—急倾斜中厚矿体采用上向水平分层充填法开采,存在采场顶板管理复杂、采矿效率低和矿石损失率高等问题,在Ⅰ#矿体进行了基于上向水平分层充填采矿法的铲运机脉内转层出矿工艺研究,通过扩大采场结构参数以及使用平立交替凿岩爆破技术,在中厚矿体脉内采准低采切比条件下,实现了盘区内铲运机脉内转层高效率机械化出矿作业,提高了采场综合生产能力。     

铲运机脉内转层出矿工艺在上向水平分层充填采矿中的应用

湖北鸡笼山金矿倾斜-急倾斜中厚矿体采用上向水平分层充填法开采,存在采场顶板管理复杂、采矿效率低和矿石损失率高等问题,在Ⅰ#矿体进行了基于上向水平分层充填采矿法的铲运机脉内转层出矿工艺研究,通过扩大采场结构参数以及使用平立交替凿岩爆破技术,在中厚矿体脉内采准低采切比条件下,实现了盘区内铲运机脉内转层高效率机械化出矿作业,提高了采场综合生产能力。     

盘区机械化上向水平分层进路充填采矿法在嵩县山金矿业的应用

嵩县山金矿业有限公司在项目基建初,试验采用分段空场中深孔落矿的采矿方法对矿区内的中厚矿体进行回采,采场进行中深孔爆破后,对相邻采场的矿岩破坏极大,出现围岩冒落,矿石损失率较大,采场安全性较差等问题。基于确保采场作业安全,控制地压稳定,以及提高矿石回收率等方面考虑,提出采用盘区机械化上向水平分层进路充填采矿法替代分段空场中深孔落矿采矿法。结果表明,该采矿法可以很好地控制地压及围岩冒落,极大地提高资源回收率,技术指标也得到明显的改善。     

上向分层胶结充填采场顶板稳定性分析

云南省会泽铅锌矿8号矿体矿围岩为不稳固岩体,采用上向分层胶结充填采矿法,采场顶板的稳定性是保证矿山安全高效回采的关键。文中采用三维有限元模拟对采场顶板进行了稳定性分析,通过对矿体不同回采步骤顶板位移、应力分布进行分析,确定了矿体合理的回采顺序,有效地控制了顶板稳定问题,提高了回采效率。     

硐室取石充填法与削壁充填法围岩稳定性比较

根据万年银金矿硐室取石充填采矿法的特点及工程地质条件,利用ansys软件对采场进行数值模拟,建立其采场模型,分析其采场围岩稳定性,并与削壁充填采矿法相比较。结果表明,硐室取石充填采矿法顶板暴露面相较削壁充填采矿法更小,其围岩更稳定。     

南尧金矿采矿工艺与采场稳定性分析研究

南尧金矿+20 m以上标高矿体属于倾斜薄矿体,该矿体原采用浅孔留矿法开采,安全性差且损失贫化率较高,为保证采场生产安全和提高生产能力,提出采用上向水平分层充填采矿法进行开采。对该矿岩体开展岩石力学参数测试、岩体工程地质条件分析与岩体质量评价,并结合Mathews图解方法对采场、采场顶板、采场上盘围岩稳定性进行计算分析,结果表明：南尧金矿石英岩和粉砂质板岩均属于差岩体,采用浅孔留矿法开采矿体无法保证采场上盘围岩的稳定性,而选取上向水平分层充填采矿法作为采矿方案可行,能有效保证采场安全,提高矿石回收率,从而增加矿山经济效益。     

急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法研究

急倾斜厚大矿体高分层连续充填采矿方法研究马毅敏,周文略中钢矿业开发有限公司针对国内急倾斜厚大贫铁矿矿体形态变化大,岩石夹层多等禀赋特征,通过对传统上向分层充填采矿法的创新,提出除1个主运输水平外,全矿床不设辅助中段,按高度225 m大分段,75 m高分层上向连续充填开采全矿体的采矿方法。同时,利用采场内留点柱、顶板水平光爆压顶和全尾砂充填技术,有效减小贫化率,减少空场下凿岩、出矿的安全问题,降低充填成本。实践证明,该采矿方法能有效减少采准工程量,提高充填采矿效率,降低生产成本。     

大进路无轨机械化联合充填连续开采新技术

结合云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿深部复杂难采矿体的开采,采用水压支柱护顶联合充填连续开采新技术对传统上向水平分层充填法进行了革新。以单体水压支柱顶板支护为技术核心,采用控制爆破技术,以及组合可拆式隔离墙施工技术和无轨机械化施工技术,扩大进路断面,加大废石充填量,实现了连续开采,确保采场顶板稳定,简化采矿工艺,降低采切工程量;进一步降低贫损指标,提高采矿生产能力。     

某铀矿井采场顶板地压监测与对比分析

某铀矿井开采深度的增加和采矿方法的改变,给采场顶板稳定性带来了新的不确定因素。为了及时掌握深部采矿中,采用不同采矿方法时采场顶板围岩的稳定性,在-150m中段12-4采场布置钻孔应力计、压力计和位移计,分别对巷道围岩和采场顶板的表面位移、顶板压力和应力进行监测。通过对比分析监测数据,掌握了上向矸石充填法和无轨采矿法采场顶板稳定性的变化情况,为矿山的安全生产提供了科学指导。     

毛坪铅锌矿下向分层进路胶结充填采场结构参数优化

为探讨毛坪铅锌矿所采用的下向分层胶结充填采矿法采场结构参数的合理性,采用数值模拟手段对不同断面尺寸和不同埋藏深度的采场稳定性进行了计算,系统分析了充填体顶板及采场周边应力与塑性区等的变化规律。研究结果表明：随着进路跨度和采深的增加,进路四周拉应力值逐渐增大,当跨度超过5 m后,拉应力值已非常接近充填体抗拉强度;而当采深达到560 m时,拉应力范围几乎扩展到整个围岩,说明采场稳定性下降,存在拉破坏可能性。从本次计算情况看,在现有采深时（采深400~450 m）,进路最大跨度不宜超过5 m;而如果维持3.5 m的进路跨度持续向下开采,则适用的最大采深应在600 m左右,否则采场的稳定性难以得到有效保证。     

金属矿山充填体与围岩体相互作用研究综述

尾矿库失稳和采空区地表沉陷是采矿生产过程的主要伴生灾害,充填采矿法的运用可同时解决上述难题。充填体以自流、泵送或混合输送至地下采场可确保采场围岩体稳定性。其中,充填体如何与围岩体相互作用以维持围岩体的稳定性,是实现充填采矿安全开采的核心问题。从充填体充入采场后受采场条件的影响其自身发生的硬化机理和如何维持围岩稳定性两方面入手,重点论述了当前在充填体与围岩体相互作用关系方面国内外研究现状及其产生的机理,分析了充填体作为自立型人工矿柱、充填体与矿柱组合系统对围岩体的承载能力特性,并对未来重点研究方向进行了总结和展望。研究表明:研究充填体充入采场后与围岩体的相互作用过程,需充分理解充填体充入采场后所体现出的多场环境影响下的材料力学行为;分析充填体的稳定性及其功能,需要探究其力学性质的多元信息表征方法,这是实现对充填体失稳灾害可靠性预警的前提和基础;充填体充入采场后可对围岩体产生局部和区域支护作用,充填体与围岩体的相互作用关系可间接通过充填体的应力分布特征、变形特征反演围岩体的活动信息,充填体可有效控制围岩体的冒顶片帮及其岩爆灾害;通过监测充填体内部应力等信息,实现对岩体活动信息的反演和预测是未来需要研究的重点,地下采场动力扰动特性对充填体内部应力演化的影响、充填体与矿柱组合系统的稳定性和承载特性需要进一步研究,最终实现对深地充填开采方案的改进和优化,为深地矿产资源安全高效开采保驾护航。     

深部金属矿山卸压开采研究

为了确保深部资源的安全高效经济开采,以广西某矿业公司深部105号矿体作为研究对象,针对105号矿体即将开展的大规模开采过程中有可能出现的应力诱导矿压灾害,开展了卸压开采研究。根据矿区105号矿体及围岩的岩爆倾向性结论,结合矿区开采技术条件与开采工艺、地应力水平与岩体力学参数,提出了4种卸压方案,并利用FLAC3D及Plot Digitizer软件对4种方案的卸压效果进行模拟分析。结果表明:采场两侧布置卸压槽卸压方案使采场周边应力降低14.8%;切顶和拉底布置卸压槽卸压方案卸压不成功;在上盘深孔卸压爆破卸压方案使采场周边应力降低50.4%,在矿体与围岩之间能形成有效的应力隔离带;矿块分步回采方案使采场周边应力降低63.6%,最终通过最大主应力比较分析确定矿块分步回采为最优方案。     

海底基岩矿床采场尺寸设计及计算机优化

三山岛金矿是目前国内少有的海底金属矿,矿山目前采用点柱式上向水平分层充填采矿法,采矿过程中保证点柱与岩体组成的复杂框架式矿柱结构的稳定性至关重要。利用ANSYS有限元分析软件模拟分析了采场在点柱大小固定的情况下、不同柱网参数条件下的围岩稳定性,获得了矿柱间柱70m的最合适柱网设计参数,为海底基岩矿床采场尺寸设计提供了一条有效途径。     

基于拓展的Mathews稳定图法的采场结构参数优化

合理的采矿结构参数是保障金属矿地下开采的前提。为了优化缓倾斜破碎金矿体的采场结构参数,以采场稳定概率大于95%为目标,引进拓展的 Mathews 稳定图法来优化采场最大跨度和暴露面尺寸,并采用考虑岩梁自重的弹性力学简支梁等理论进行验证。结果表明,当采场长度80 m时,回采进路跨度小于4.36 m时即可保证采场不会破坏;当采场长度80m时,采场顶板跨度为4.3 m,采场上盘跨度为3.0 m,采场稳定概率能达到95%;优化后的上向进路充填法采场结构参数为3 m×3.5 m。现场工业试验表明,该采场结构参数条件下回采过程中采场顶板及围岩未发生垮落及剥落现象,采场稳定性良好。因此,基于拓展的Mathews稳定图法适用于缓倾斜破碎矿体的采场结构参数优化。     

某铁矿充填采矿法协同支护充填体稳定性可视化分析

为有效控制某铁矿二分段充填采场稳定性,提出充填体围岩协同支护机制。在充填采矿法中地下采空区稳定性主要取决于充填体－围岩组合的相互作用机制。数值模型是了解采场损伤规模、损伤程度和类型、损伤位置和损伤发生时间较为适用的工具,为探索围岩与充填体在荷载作用下协同支护作用特征。通过研究不同灰砂比充填体充填采空区过程中与围岩及顶板之间的协同支护的力学特征规律,应用数值模拟方法对不同灰砂比与围岩之间的协同支护作用效果进行深入分析,同时分析矿房开采完成充填后,充填体与顶底柱及围岩的位移量变化、最大拉应力变化以及塑性区变化规律,最终优选出最佳灰砂比,为矿山的安全生产以及降低充填成本提供可靠依据。