干式充填局部接顶分块顶柱回采的探讨

矿山采场顶柱占有矿块比较大的一部分矿量,其回采是关系着国家地下资源回收的大事。回采方法不仅直接影响回采安全而且影响贫化损失率指标,故顶柱回采一直为采矿技术工作者们所重视。在借鉴近年来国内采用的干式充填顶柱回采方法经验教训的基础上,结合本矿地质、采空区和爆破方法等实际情况,利用岩石自然成拱,在岩石应力达到峰值前及时支护,构成假底、岩石拱与支护的共同体承受外在应力,形成的独特的干式充填局部接顶分块回采方法。     

高阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法应用研究

草楼铁矿急倾斜厚大矿体开采过程中,损失、贫化率较高,且安全性较差。为此,根据矿山工程现状及技术条件,创新性地提出了"联合凿岩、集中出矿"的高阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法,各中段设凿岩硐室利用潜孔钻机进行深孔凿岩,双中段共用堑沟平底结构进行铲运机进路出矿,采空区嗣后全尾砂胶结充填。现场试验表明,高阶段深孔崩矿嗣后充填采矿方法机械化程度高、采场生产能力大、工人劳动强度低,并节省上部中段原有底部结构工程量,同时兼顾各中段顶柱回收,具有较好的经济效益。     

某矿山采空区治理及残矿回收方案研究

为消除某矿山采空区隐患并对残矿进行安全、高效、合理回收,运用CMS三维激光探测系统测量采空区,采用崩落法和充填法成功治理采空区约21 632 m3;通过SKZ-120A潜孔钻机依次对顶柱、间柱进行中深孔爆破,回采残矿量9万余t,在保证安全的条件下,取得了较好的社会和经济效益。     

大红山铁矿某富矿体阶段预留顶柱安全回采工艺研究

大红山铁矿某富矿体采用两步骤分段空场嗣后充填法开采,自上而下划分为多个阶段回采,阶段间预留10 m厚顶柱,顶柱永久损失。为提高资源利用率和开采工艺技术水平,通过空场法与充填法的联合应用,充分利用尾砂充填工艺技术优势,可实现顶柱资源的安全回收利用。预计回采顶柱残余矿石资源量5万t,创造经济价值1 200万余元,具有良好的经济效益和社会效益。     

某钼矿矿柱回采方案及采场结构参数优化研究

某钼矿前期采用留矿法回采,采场内残存了大量的顶柱以及间柱。为避免资源浪费,对矿柱的回采方案进行研究。通过对比各采矿方法的经济技术指标,确定在矿柱上部为矿体的情况下,采用分段充填采矿法回采间柱;在矿柱上部为充填体的条件下,采用预留顶柱的分段充填采矿法回采间柱。建议矿山在上一中段未充填的条件下采用分段凿岩并段充填采矿法回采顶柱。根据选取的采矿方案,通过数值模拟分析,对采场长度以及预留顶柱厚度进行了优化,分析了不同结构参数的采场周边围岩及充填体内的应力和位移分布,确定了采场长度为50 m且预留5 m厚的顶柱较为合理。矿柱回采方案的应用,可为矿山创造约470.52万元的经济效益。     

充填采矿法转崩落采矿法的上覆充填体处理技术

针对金川公司下向进路胶结充填采矿法不适应低品位矿体开采的难题,提出大面积充填体下的崩落采矿方案,选用3DEC数值模拟软件进行建模计算和结果分析,得出不留护顶矿时充填体更容易冒落形成覆盖层,覆盖层高度为分层高度的2倍以上;留设顶柱延缓了上覆充填体的崩落,但不利于覆盖层的形成,故不留护顶矿更适合龙首矿西采二区崩落法采矿覆盖层的形成。研究成果可为同类矿山开采提供借鉴。     

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。     

挂帮矿开采低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法

残留在露天矿最终边帮上的挂帮矿赋存条件较为特殊,采用传统的地下开采方法开采挂帮矿时,露天矿最终边帮与地下采场的稳定性差、生产效率低。因此,提出低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法用于开采位于露天矿最终边帮上的挂帮矿,该方法采用低段高回采,减小围岩的暴露面积;不留底柱,采用中深孔爆破落矿,铲运机出矿,生产效率高;将矿石暂时留在采场,回采后立即充填采空区能有效限制采空区围岩的变形;预留斜顶柱,能够有效提高采空区充填效果。将该方法用于开采大冶铁矿东露天尖ⅠN挂帮矿的开采,实践结果表明：在预留采场与边坡之间的保护矿柱的情况下,该采矿方法能有效保证挂帮矿开采过程中露天矿最终边帮的稳定和采场生产安全,高效地回收残留在露天矿最终边坡上的挂帮矿。     

民采采空区的处理与应用

分析了马钢桃冲铁矿民采空区特点以及围岩冒落规律,研究并实践了在采空区周围布置采准巷道,利用废石充填采空区既作为下分层的覆盖层,又作为支撑巷道,减少地压出现。确定了废石充填无底柱束状深孔回采方案,很好地解决了被复杂空区穿插后周围残留矿体以及空区中残留矿的开采技术难题,实现了大量残矿的安全回收、延长了矿山服务年限。     

民采采空区的处理与应用

分析了马钢桃冲铁矿民采空区特点以及围岩冒落规律,研究并实践了在采空区周围布置采准巷道,利用废石充填采空区既作为下分层的覆盖层,又作为支撑巷道,减少地压出现。确定了废石充填无底柱束状深孔回采方案,很好地解决了被复杂空区穿插后周围残留矿体以及空区中残留矿的开采技术难题,实现了大量残矿的安全回收、延长了矿山服务年限。     

复杂矿岩条件下的矿块回采

南京栖霞山铅锌银矿地处风景区,是典型的三下矿山.为不断提高矿石资源的实际回采率,先后应用过多种采矿法.但在复杂矿岩条件下,对采场顶柱及接近顶柱部分的矿体,未能寻找到有效的回采方法.针对特殊矿岩条件下赋存的矿块,采取有效的护顶、控制爆破、胶结充填等措施,在采矿生产实践中成功应用进路回采法,在安全的前提条件下,提高了矿石资源的回采率.     

大面积充填体下崩落采矿法覆盖层形成技术研究

针对金川公司低品位矿石由高成本的下向进路充填采矿法转化为低成本的崩落采矿法的开采工艺难题,分析了崩落覆盖层的必要性,采用理论分析以及3DEC数值模拟研究方法,开展了大面积充填体下崩落采矿法覆盖层形成技术研究。结果表明:首采分层出30%崩矿量,第二层出80%崩矿量的设计方案,结合大面积充填体的破坏诱导机制与模式,可以成功形成覆盖层。     

老柞山金矿顶柱综合回收工艺技术研究与实践

在国内有色金属矿山开采过程中,对矿岩较稳固、无自燃性的薄至中厚矿体,大多采用施工工艺较简单的浅孔留矿采矿法或全面采矿法,该类采矿方法仅由顶柱所造成的矿石损失率就达6%~15%,其损失量之大,一直受到采矿界的高度关注。结合黑龙江省老柞山金矿的实际情况,对顶柱回收工艺进行研究,以提高顶柱回收效率,降低损失贫化,确保顶柱安全回收。经生产实践证明,改进后的回收工艺顶柱回收率由65%提高到95%,达到了预期目的。     

大红山铁矿放顶问题的探讨

从大红山铁矿采矿方法入手，计论了不同矿岩覆盖层的放矿参数，以确定合理的放矿方式。     

诱导冒落在龙首矿崩落法覆盖层形成中的应用

金川集团龙首矿西二采区在由下向分层胶结充填法转 为无底柱分段崩落法时,需要崩落或冒落大面积胶结充填体 及上部覆岩为崩落法采场形成覆盖层.通过分析覆盖层形 成技术,选择采用诱导冒落技术形成西二采区覆盖层,随后 对胶结充填体及上覆岩层的可冒性进行了分析,并结合西二 采区实际情况制定了具体的诱导冒落实施方案.在该技术 方案实施过程中,采用微震监测、现场跟踪观测以及地表沉 降监测等技术手段,对崩落法采场顶板的冒落过程进行了实 时动态监测.监测结果表明,西二采区利用诱导冒落技术安 全顺利地使采场顶板胶结充填体冒落形成了覆盖层,为西二 采区成功由充填法转向崩落法奠定了良好的基础,对类似矿 山具有工程借鉴意义.     

某矿分区回采采场顶柱的实践

介绍了某矿一充填法采场顶柱的分区回采方案。整个回采过程未发生任何安全事故。回采结束后的采场验收结果表明,采矿贫化率为15%,采矿损失率为1.54%,采矿直接工效为7.5t/工班。该顶柱的成功回采为今后矿柱回采提供了经验。     

张庄铁矿充填法开采顶柱安全厚度数值模拟研究

充填采矿法开采的矿山,最后一个阶段顶柱的合理厚度设置对于矿山安全高效至关重要。如若顶柱厚度太薄,易引发顶板破裂和垮塌,危害矿山人员安全;如若顶柱过厚,则会造成矿产资源的浪费。因此,通过数值模拟手段,基于位移场、应力场、塑性区及安全系数综合分析结果,对张庄铁矿充填法开采的顶柱安全厚度进行了研究,确定合理的顶柱厚度,即可保证开采的安全性,又兼顾了矿石回采的经济性。研究结果表明,根据矿房跨度的不同,可确定张庄铁矿充填采矿法开采的顶柱厚度为15～20 m,为类似矿山顶柱安全厚度确定提供一定的参考依据。     

下向分层进路充填采矿法中预留阶段顶柱力学行为分析

基于下向分层进路充填采矿法,针对下分层开采或回采过程中遇到开挖进路帮部一侧为胶结充填体、另一侧为矿体的情况,将胶结充填体假设为弹簧支撑件,把采场预留顶柱简化为平面问题的“固定端超静定悬臂梁”力学模型,并将半逆解法引入预留顶柱力学分析中,推导出均布荷载下“固定端超静定悬臂梁”应力分量,揭示了顶柱稳定性的主要影响应力为水平拉应力σ_x和剪应力τ_xy。理论分析表明:影响σ_x和τ_xy分布变化的主要因素,既包括采场结构参数顶柱厚度和跨度,也包括了充填参数充填体弹性模量。以某铁矿为例,采用控制变量法研究了顶柱在不同采场结构参数和充填参数条件下σ_x和τ_xy的变化规律,结果表明,当顶柱厚度不小于5 m、跨度选取5~7 m、胶结充填体强度1~3 MPa时可有效减小顶柱上部的水平拉应力和剪应力,避免了顶柱处于悬臂梁状态和顶柱下部出现较大拉应力。     

崩落法矿山含矿覆盖层回收研究

本文分析了含矿覆盖层的形成原因及可行的调查方法 ,结合工程实例提出了利用正常采矿实行含矿覆盖层的顺带回收方案 ,值得其它矿山借鉴     

基于π定理的崩落法转充填法过渡采场顶柱尺寸研究

崩落法转充填法开采过程中,充填法过渡采场顶柱下方存在采空区,顶柱上部有大量崩落法开采留下的松散岩石,顶柱的稳定性对过渡段矿石的安全开采具有重要意义。过渡采场顶柱厚度与跨度之比即厚跨比r是影响过渡采场顶柱稳定性的重要因素之一,为了分析顶柱稳定性,采用π定理建立了充填法过渡采场顶柱厚跨比r和顶柱稳定性的关系模型,该模型选取顶柱的许用应变作为采场稳定性判断标准,根据许用应变得到合理的厚跨比。将此关系模型应用于程潮铁矿无底柱分段崩落法转充填法的试验过渡采场顶柱尺寸研究中。运用有限元法计算得出程潮铁矿过渡采场顶柱的最小厚跨比rmin,根据损失率约束得出最大的厚跨比rmax。通过计算厚跨比r的取值为1.24~1.45。试验采场按此厚跨比进行生产,顶柱未失稳。工程试验检验了此关系模型的有效性。