宜昌晒旗河磷矿条带充填法采场结构及回采顺序研究

复杂地形条件下矿体安全高效开采研究对于释放矿山资源产能有着重要意义。为解决目前房柱法开采对地表扰动程度大且矿柱难以回收等问题，基于条带充填开采技术，从采场结构及回采顺序两个方面对宜昌晒旗河磷矿展开了适应性研究，以期在提高矿石回收率的同时减少地表扰动。首先依据晒旗河高山河谷地形下地应力特征，在盘区内划分了高低应力采区，构建了分区采场结构，并引入极限强度理论得到条带矿柱的合理宽度；然后设计了高应力采区“隔一”、低应力采区“隔一采一”的条带回采顺序，运用FLAC3D数值软件优选出高、低应力采区间的回采顺序，研究矿体在开挖过程中围岩应力变化特征及地表变形特征。结果表明：①从低应力采区向高应力采区的回采顺序优势明显，可缓解高低应力采区的应力不均匀程度；②在整个回采及充填过程中，采场围岩较稳定，矿柱所受的垂直压应力均小于抗压强度；③高山河谷地形下地表沉降曲线演化特征为“U→V→U→W”，地表沉降得到了有效控制；④所设计的条带充填法与传统房柱法开采相比，矿石开采效率得到了大幅提升，可为晒旗河磷矿及类似高山河谷地形下矿床开采提供技术指导。     

充填假顶下采场稳定性分析及回采顺序优化研究

在进路式胶结充填采矿中,充填假顶下采矿巷道稳定性问题是井下开采的重大安全性问题。针对贵州锦丰金矿230中段充填假顶下采矿巷道稳定性问题,采用岩石力学数值模拟软件(Phase2)对采区建立数值分析模型进行稳定性分析,模拟回采顺序为从西向东单向回采、从中间向两边同时回采及从两边向中间同时回采下的采场进路稳定性。研究表明:3种回采方式下最大变形量发生在充填体与围岩交界处,进路顶板变形量均较小(10 mm～15 mm),局部出现剪切及拉伸破坏,整体处于稳定状态。为提高采矿效率,最终选择从中间向两边同时回采的回采顺序,同时采用管缝式锚杆+钢网+湿喷混凝土对采场进路进行加固,确保采矿作业安全。实践表明:采用从中间向两边同时回采的回采顺序安全可行,回采过程中采场处于稳定状态,采矿效益较单向开采提高了约65%。     

阶段空场嗣后充填采矿法采场跨度及回采顺序优化研究

矿山开采随浅部资源的消耗而逐渐向深部发展,为了选取最优的采场参数及回采顺序,利用FLAC^3D软件对某矿阶段空场嗣后充填采矿法在不同采场跨度和不同回采顺序条件下的采场稳定性进行了模拟分析。结果表明：跨度为16 m、18 m、20 m和22 m的一步骤采场开采后的应力、位移和塑性区位置分布基本相同,其中20 m和22 m跨度的采场在矿体上下盘出现较大的塑性区。二步骤回采矿柱时,跨度为18 m、20 m和22 m的矿柱采场的两侧充填体下部拉应力均超过充填体抗拉强度,会导致该区域充填体破坏。考虑现场实际情况,最终选取一步骤采场跨度和矿柱跨度均为16 m,最优回采顺序为“隔一采一”。     

缓倾斜极薄矿脉采场结构参数和回采顺序优化研究

针对金山金矿缓倾斜极薄矿脉的开采技术条件,采矿方法选用全粒级废石胶结条柱连续分条采矿法,采用三维有限元数值模拟分析技术,优化选择采场回采顺序和结构参数,并进行了稳定性分析。     

采场结构参数与回采顺序的数值模拟优化研究

本文采用ANSYS有限元分析软件,以程家沟铁矿南区为工程背景,建立了三维数值模型,对其地下采场结构参数和回采顺序进行了数值模拟研究,并对模拟结果进行了详细地分析,最终确定了合理的矿房跨度、间柱宽度等参数及合理的回采顺序,对矿山安全生产有一定的参考价值。     

程家沟铁矿露天转地下采场结构参数及回采顺序研究

本文对程家沟铁矿露天转地下过渡期开采地下采场结构参数和回采顺序问题展开了深入研究。通过建立有限元模型,对3种不同方案的地下采场结构参数进行数值模拟,得出了地下开采后的矿房和边帮的应力、应变情况,初步判定其稳定性并选出了最优结构参数。在此基础上,从采场应力场和位移的角度出发,通过方案对比,最终得出了合理的回采顺序,为确保矿山在地下采场和边帮稳定前提下安全生产提供了理论依据。     

挑水河磷矿条带充填开采参数研究

针对挑水河磷矿充填料不足的情况,提出借鉴煤炭条带充填法开采的经验,利用经典矿压理论以及三维数值模型,对充填体的破坏机理进行了研究,依据极限强度理论合理优化了条带充填参数,确定留空宽度为10 m,充填宽度为12 m,灰砂比为1∶7的最佳方案,结果表明,条带充填法在挑水河磷矿的应用是可行的。     

新城金矿深部采场结构参数和开采顺序优化研究

采用有限元数值模拟计算方法,对新城金矿深部采场的4种结构参数和2种开采顺序等6个方案进行了不同开采时期的优化分析和比较,获得了深部采场的最佳结构参数,研究中采用“品”字形连续开采的工作面布置方式可形成免压拱效应,有利于采场的稳定性。     

充填法采场结构参数优化设计

采用弹塑性理论,综合考虑了国内某矿山矿体的赋存条件,建立了采场稳定性分析的三维有限元模型,研究了充填采矿法不同结构参数时采场的稳定性以及围岩应力和位移随矿房、矿柱尺寸以及采场控顶高度的变化情况.研究结果表明:采场最大压应力和最大拉应力随矿柱宽度增大而减少,随矿房宽度增大而增大;该矿山合理的采场结构尺寸为矿柱宽8 m,矿房宽10 m,控顶高度8～12 m.     

大红山铜矿缓倾斜中厚多层矿体开采方法研究

在分析了大红山铜矿开采技术条件和原有采矿方法局限性的基础上,提出对研究对象进行开采方法研究和出矿工艺优化,采用铜铁合采和合采分出工艺来适应不同的矿体开采,优化了采矿工艺,并在矿山进行了设计规划和实际应用,对类似矿床的开采具有参考和借鉴意义。     

缓倾斜极薄矿体采场结构参数优化研究

为进一步提高山东黄金矿业(鑫汇)金矿缓倾斜极薄矿体采场结构的稳定性,对双侧抛掷嗣后充填采矿法的采场结构参数进行了优化。利用有限元分析软件FLAC^3D,并结合矿体实际情况,设计了1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m采场宽度结构等5个方案,计算并分析不同条件下开挖后的最大主应力及最大位移来实现采场结构参数优选。研究表明:随着回采宽度增大,第1步回采后产生的应力和破坏范围明显增大,顶板的下沉位移逐渐增大,在采幅为2.5 m和3.0 m的方案中,在第4步和第5步回采完成应力重新分布后,周边围岩应力呈现上升趋势,有潜在的岩爆风险。在不同的回采过程中,围岩中的应力存在释放的过程,使应力分布达到新的平衡状态。同时经过数据对比分析,针对采用双侧抛掷嗣后充填采矿法的缓倾斜极薄矿体,采场结构参数设置为1.5 m为最佳方案,可确保矿山安全高效生产。     

观天厂铜矿倾斜薄矿体开采工艺研究

针对观天厂铜矿倾斜薄矿体回采时采场出矿的疑难问题,对开采工作线沿矿体倾斜下向推进的原采矿方案改进为沿矿体伪倾斜面向上阶梯式回采的优化采矿方案;介绍了倾斜矿体沿伪倾斜面布置采场时,采场伪倾斜面与矿体走向之间夹角的确定方法;并在矿山进行了实践和推广运用。结果表明:该采矿工艺可将凿岩、支护和运搬3个工序同时进行作业,可大幅提高采矿效率,确保采场出矿的安全性,减少采准工程量,采矿成本降低了14.1元/t,具有较高的实用价值与经济效益。     

缓倾斜极薄铁矿体采矿方法选择研究

基于缓倾斜极薄类铁矿体的工程地质条件,利用Hamming距离法进行了采矿方法初选。在初选方案的基础上,综合考虑开采的安全性、经济技术指标、开采效率以及环境等因素,建立了影响采矿方法选择的指标体系和层次分析结构模型。利用层次分析法确定了各层次间的判断矩阵,而后得到了各因素的权重向量;最后建立模糊决策数学模型,根据最大隶属度原则,确定了最优方案。研究证明,液压护顶长壁法是开采缓倾斜极薄类铁矿床最优的采矿方法。     

煤铝共生缓倾斜薄矿床分层诱导协同开采方案研究

某煤铝共生矿的煤层近似平行赋存于铝土层之上,且二者倾角小、厚度薄,实现该矿煤铝共生缓倾斜薄矿床安全高效开采的难点在于瓦斯处理、开采工艺协调以及煤岩层稳定性控制。首先提出了先煤层后 铝土层、先铝土层后煤层、煤层铝土层交替、煤层铝土分层诱导协同4种开采模式;然后结合该煤铝共生矿床的实际开采技术条件,从瓦斯处理、通风、排水等方面对比分析了4种开采模式的优缺点,认为煤层距离铝 土层较近时采用分层诱导协同开采模式最合理。基于该矿床的实际工程地质条件,提出了煤铝共生缓倾斜薄矿床分层诱导协同开采底盘漏斗出矿开采方案,并对采场结构、回采工艺、采场通风、协同开采顺序等进行 了设计。以设计的方案为载体,再次对4种开采模式进行了分析,认为分层诱导协同开采方案不仅经济效益最佳,而且可确保开采过程中人员、设备的安全。     

缓倾斜破碎矿体回采方案优化与动态调控研究

结合焦家金矿的矿床地质条件与开采工艺,设计了4种回采方案,建立了矿体三维模型,进行模拟计算分析。通过对4种开采方案的变形、应力与塑性区的综合比较发现：在矿体上盘较为破碎的情况下,4种开采方案的顶板变形量相差不多,难以对4种开采方案进行优化评价。从控制矿体顶板应力与降低塑性区体积出发,正三角开采方案较为合适。结合巷道开挖后围岩的应力分布状态,通过运用数理统计的方法,研究分析了采场施工行为对波速的影响。根据超声波速度变异性,建立了基于岩体波速变异性的动态调控方法。从试验数据和采场实际数据分析可知,随着进路的回采,波速频率特性变低,塑性松动区的范围在扩大,围岩稳定性降低,逐渐呈失稳状态。通过在回采过程中引入调控手段,试验采场稳定性良好,从而为回采方案调控提供了一条新途径。     

岩石力学在缓倾斜矿体开采中的应用研究

随着矿井开采深度的增加,矿体的结构和走向变得非常复杂,岩石力学问题也逐渐突出,其最致命的影响就是煤矿的安全,所以煤矿企业要加强对岩石力学问题的研究。文章以缓倾斜矿体为例,分析研究了岩石力学在此类矿体中的一些常见问题,相应地提出了有效的综合治理措施,对煤矿开采后续的发展起到积极的指导作用。     

冶山北矿区下部缓倾斜矿体采矿方法探讨

叙述了冶山矿业公司北矿区下部缓倾斜矿的开采方法。     

镜铁山矿倾斜矿体上盘边角矿回采方案研究

镜铁山矿Ⅰ#矿体向下延伸时倾角由急倾斜变为倾斜,若继续按照急倾斜矿体的回采方式布置采切工程,将会在矿体上盘或者下盘处残留三角形边角矿,进而导致矿石损失率增大。为有效解决因矿体倾角缓化出现的三角区域矿体难以回收的问题,首先提出了脉内布置分段沿脉巷和沿矿岩边界布置分段沿脉巷两类回采方案,其中脉内布置分段沿脉巷回采方案设计了15°、30°、45° 3种不同中深孔边孔角布置方案;然后分别从中深孔施孔精度要求、中深孔施工适应性、对矿体条件适应性、生产效率等4个方面定性分析了不同回采方案的优劣性;最后整合生产效率、施工适应性、通风效果、井巷工程量、工期和成本等12个指标组成优选评价体系,采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process,AHP）构建了倾斜矿体上盘边角矿回采方案层次分析优选模型。计算得到3种脉内布置分段沿脉巷与沿矿岩边界布置回采方案的最终评价值分别为0.213、0.201、0.198和0.388,结果表明：沿矿岩边界布置分段沿脉巷为最优回采方案。实践表明：优选出的方案在实践中取得了理想效果,经济效益显著,可满足该矿倾斜矿体上盘边角矿回采需求。研究结果可为类似开采条件矿山的边角矿回采提供有益参考。     

缓倾斜薄矿体采场极限暴露面积与参数优化

针对大厂铜坑矿锌铜矿体的工程地质条件和缓倾斜薄矿体的赋存特征, 运用Mathew稳定图法及正交数值模拟的研究方法, 获得了极限暴露面积下的力学特征规律, 综合确定了采场的极限暴露面积。结果显示, 保障矿山采场稳定的条件下, 在采场长度为30 m和40 m时, Mathew稳定图法得出最大暴露面积分别为924.32 m²和980.64m²2; 数值模拟计算的极限暴露面积介于900～1 000m²; 为实现矿山开采的安全, 确定锌铜矿采场极限暴露面积为900m²。研究结果表明, 通过两种方法, 可以实现数据的相互验证和决策, 能够在保障矿山采场安全开采条件下合理确定矿山的极限暴露面积。