张庄铁矿高阶段二步采矿房边帮控制爆破探索

在阶段空场嗣后充填法二步回采时,爆破作用对充填体产生损伤,导致大量充填体垮塌,影响充填体稳定性和采场回采安全性。为了有效控制爆破作业对充填体的破坏,基于张庄铁矿工程特性,通过理论分析,得出高阶段二步采矿房护壁矿柱厚度及高阶段边帮爆破参数,经工业试验并结合采空区三维扫描对边界爆破效果进行分析。结果表明,此高阶段二步回采缓冲爆破方案取得了较好的爆破效果,对同类型矿山具有借鉴价值。     

一维应力波理论在爆破地震效应研究中的应用

为研究大直径深孔采矿法矿柱回采爆破对相邻矿房充填体的地震效应，应用一维应力波理论计算了安庆铜矿１＾＃矿柱边孔爆破对相邻３＾＃矿房充填体交界面施加的动载荷，计算结果与爆破试验结果极为吻合，为安庆铜矿大直径深孔爆破的参数选择提供了科学依据。     

安庆铜矿高阶段矿柱回采的充填体稳定性研究

安庆铜矿采用大直径深孔采矿法两步骤回采矿房、矿柱，其回采高度近１２０ｍ。充填体稳定性是高阶段矿柱回采过程中一个关键性技术难题。为确保尾砂胶结充填体质量，进行了充填料配比、管道输送、相似材料模型、采场充填体质量检测等试验。在矿柱回采时采取了调整落矿爆破参数、实行强化出矿与强化充填等措施，使高阶段矿柱回采得以顺利进行。     

嗣后充填多矿柱同时回采充填体侧向位移研究

以3个矿柱同时回采为例,运用FLAC^3D建立了有限元模型并进行分析,采用控制变量法研究了在不同的矿柱一次回采高度、矿柱跨度、矿房宽度和充填体强度条件下充填体侧向位移的变化规律。结果表明,3个矿柱同时回采时,充填体双侧侧向位移值大于单侧侧向位移值,充填体侧向位移最大值出现在回采矿柱高度中间位置,由靠近中央位置向两端逐渐减小; 充填体最大侧向位移值随着矿柱跨度和一次回采高度增加不断增大,与矿房宽度和充填体强度呈负相关,充填体侧向位移的影响敏感程度由大到小顺序为: 矿房宽度、矿柱跨度、一次回采高度及充填体强度。     

基于数值模拟的采场结构参数与充填强度匹配性研究

针对新田岭钨矿区厚大矿体的赋存特征,利用FLAC3D数值模拟软件,分析了矿房宽度、矿柱宽度、底板充填体厚度、矿房充填体强度、底板充填体强度等对开采后围岩顶板沉降位移的影响。结果表明:一步骤回采矿房时,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大;二步骤回采矿柱时,矿房宽度及矿房充填体强度对顶板沉降变形的影响较大;下部中段回采时,底板充填体强度、矿房宽度以及矿柱宽度对顶板沉降变形的影响较大。综合上述3个研究结果,矿房宽度对顶板沉降变形的影响最大,其次是充填体强度,顶板沉降变形与矿房宽度呈正相关关系,而与充填体强度呈负相关关系。     

加拿大专利第1012564号—坑内采矿方法

这一发现涉及岩体的爆破,更具体地说,是关于球形药包爆破技术在坚硬矿石坑内开采中的应用。按坑采矿山矿体回采的传统方法,一般是用爆破方法将矿石崩下,并将崩碎的矿石从现场运去进一步加工。矿石运走后,形成采空的空间或矿房,然后用砂或废石加水泥进行充填,给岩层以稳定性。在矿房之间还要留下矿石或岩石柱作为结构支撑,当矿房充填后矿柱随之加以回收。这种方法通常叫做“矿房和矿柱”采矿法。     

山东某铁矿矿柱回采及稳定性研究

为了避免高品位矿石浪费,对山东某铁矿的保安矿柱 进行了回采方案研究,应用简支梁模型计算矿房顶板应力、 应变规律,同时利用概率积分法建立地表下沉盆地剖面方 程,对地表下沉位移进行计算求解;在理论分析的基础上,利 用 FLAC3D数值模拟软件对预留矿柱内矿房回采充填前后 的采场稳定性进行评价,同时对矿柱回采造成的地表位移与 含水层位移进行分析。研究表明:①理论计算得到矿柱回采 完成后顶板最大竖直位移为11.8 mm,地表沉降最大值为 16.7mm,地表最大倾斜为i=0.03mm/m 远小于Ⅱ级建筑 允许值i=3 mm/m;② 数值模拟结果显示,回采全部矿房 后,矿房顶板下沉最大值为 37.49 mm,地表位移最大值为 10.6mm,含水区最大位移为14.03mm,护顶矿柱最大位移 为17.72mm;③数值模拟矿房全部回采后采场整体应力较 低且均匀分布,无应力集中,且无塑性区分布,采场稳定性良 好;④理论计算与数值模拟结果表明,矿柱内矿房全部回采 对矿房、地表、含水层和护顶柱均无显著影响,嗣后胶结充填 保证了矿柱回采的安全性。     

张家洼铁矿崩落转充填采矿工艺及结构参数研究

随着绿色矿山理念的发展,崩落法矿山逐渐向充填法转型,隔离矿柱厚度和矿房参数对崩落转充填 后采场整体稳定性具有重要影响。针对张家洼铁矿无底柱分段崩落法转充填法问题,通过理论计算对隔离矿柱位 移进行求解获得保证下部充填采场稳定的隔离矿柱安全厚度。同时,利用 FLAC3D软件对不同矿房跨度和充填工 艺回采过程中的采场稳定性进行分析评价,确定最优采矿工艺和结构参数。研究表明：①12.5 m 厚隔离矿柱能够 满足过渡阶段采场稳定性;②15 m 矿房跨度顶板拉应力集中较大,且顶板位移显著增大,为了确保回采安全,优先 采用 10 m 矿房跨度,在顶板条件好的区域可以考虑采用 12 m 跨度;③采用 3 MPa、4 MPa 和 5 MPa 强度的人工假顶 均可保证下中段开采过程中采场稳定,因此可将 3 MPa 作为人工假顶的充填体强度标准;④阶段矿房内人工假顶 上部采用 1 MPa 充填体整体充填满足二步采充填体单侧揭露稳定要求,可降低原设计多次不同强度分层充填带来 的施工组织难度。     

罕王傲牛铁矿三采区间柱回采方案研究

抚顺罕王傲牛铁矿三采区使用分段凿岩阶段矿房法进行矿房回采,嗣后未进行充填,形成大量采空区。为接续矿山生产,亟待回采矿柱,需要将原有的采空区进行胶结充填。利用FLAC3D软件对不同灰砂比胶结充填后的充填体稳定性进行分析,从安全生产和节约成本方面进行综合考虑,推荐灰砂比选用1∶10~1∶20。矿柱回采使用上向水平分层充填法,针对回采间柱时保留的宽度设计4种方案,分析充填体的应力分布、塑性区及位移情况,最终采用中段空区一次性充填完毕,靠近矿房充填体间柱各保留2 m的间柱回采方案。     

三鑫金铜矿复杂充填体下留设护壁回采优化研究

目前,湖北三鑫有限公司充填体下间柱回采多采用上向分层充填法,回采中常留设一定厚度护壁减小对两侧充填体影响。为探究矿山预留间柱安全经济回采方案,现针对该公司-370 m中段间柱进行残矿回采研究,提出留设0、0.5、1.0、1.5 m护壁矿体4种回采方案;借助有限差分软件,对该4个方案在-370 m中段进行间柱回采模拟运算,研究了不同方案下采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律;综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益,对比选取出最优的回采方案。结果表明:在间柱回采过程中,矿房两侧预留1 m护壁矿体时,矿房顶板沉降、底板隆起最小且矿房较稳定,同时矿石损失量最小,为最优回采方案,为该矿山残矿回采起到了一定的指导作用。     

傲牛铁矿三采区充填体稳定性及间柱回采顺序研究

随着傲牛铁矿三采区矿柱的回采,矿房充填体失去矿柱的侧压限制且暴露面积越来越大,充填体的受力条件发生改变,影响其稳定性,为此需要进行充填体的稳定性及回采顺序优化研究。结合傲牛铁矿的矿岩物理力学性质和矿柱回采方法,对矿房充填体建立力学模型,分析充填体在开采时受力的稳定性,计算充填体的极限自立高度;同时根据现场情况,提出了2种间柱整体开采顺序方案和2种中段间柱回采顺序方案,并对其进行了数值计算分析。计算结果表明:在整体开采间柱顺序上,从下至上开采最优,应力集中程度低,安全性高;在265 m中段间柱开采顺序上,先开采(1)、(3)、(5)间柱,再回采(2)、(4)间柱,位移变化较小。研究成果为现场的间柱回采提供了理论依据。     

深孔爆破冲击充填体损伤研究

为了研究深孔爆破二步骤回采爆破过程中充填体矿柱的损伤情况,以及在此过程中爆炸应力波在矿岩/充填体交界面之间的衰减规律,应用GDEM软件建立矿房与相邻矿柱的损伤模型,通过应力的衰减和损伤情况分析充填体矿柱的损伤情况及衰减过程,并探究了不同边孔距爆破时充填体的损伤情况。结果表明:矿山设计爆破参数对充填体边界损伤较大,且充填体的损伤范围随着边孔距的增大而减小。因此,可以通过合理调整边孔距尽量控制充填体矿柱的损伤范围,减小爆破损伤。     

某锡矿缓倾斜中厚矿体的分段空场嗣后充填采矿法

华南某锡矿体由于倾角缓厚度大,构造变形复杂,矿石无法借助自重实现搬运,且顶板暴露面积大,无轨设备无法进入采场作业;同时采空区面积大,若均采用胶结充填则成本过大。针对以上问题,在采用分段空场嗣后充填采矿法的基础上,对采场中的参数进行结构优化,交替布置矿房与矿柱时,对第一步骤回采的矿柱尽量设计较小的尺寸,嗣后进行胶结充填,同时对第二步骤回采的矿房尽量设计较大的尺寸,嗣后进行非胶结充填,从而解决了矿石无法实现自重搬运、顶板管理困难以及胶结充填成本过大等问题。实践证明:改进后的方案使矿山综合生产能力提高112%,矿石贫化率降低0.5%,每年的充填费用减少540万元,提高了综合生产能力,增强了作业效率,实现了矿体开采安全、高效、经济的技术目标。     

呷村银多金属矿复杂空区矿房矿柱回采方案优选研究

通过分析研究矿房矿柱回采的基本要求和方法技术特点,以呷村银多金属矿4206矿房矿柱为例,结合4206矿房空区、当前工程布置以及回采矿房矿柱分布等实际情况,提出了充填回采、分段崩落回采、大爆破回采3种不同的回采方案,并对方案的采切工程布置和回采工艺进行了简要介绍说明。最终经过技术比较分析、生产成本要求分析、生产规划要求分析,确定方案三为最优方案,并投入生产应用。     

国外专利简介

有用矿物矿床的开采方法这种方法是先回采矿房,用胶结充填料充填采空区,随后开采房间矿柱,再充填采空区。为了提高矿体和充填矿体垂直暴露面的稳固性,以加大阶段高度和减少矿石贫化,在开始回采整个矿房矿量之前,沿矿房全长在矿房下部从两侧进行回采。随着矿房的回采减少空区的高度,并形成顶板暴露面,它与水平面所成的倾角要大于崩落矿石的自然安息角,用胶结充填料充填已形成的下部空区之后再回采矿房矿量。从矿     

盘区交错式上向水平分层充填采矿法在玲南金矿的应用实践

为解决玲南金矿原有采矿方法回采作业安全性差、矿石损失贫化大、通风条件差等问题,设计采用盘区交错式上向水平分层充填采矿法作为该矿的主体采矿方法。该法将盘区内矿体划分为矿房矿柱分两步进行回采,矿房矿柱交错回采又同时向上推进。生产实践取得了采场综合生产能力105~120 t/d、矿石损失率5.8%、贫化率4.6%、采矿成本96.29元/t、充填成本32.95元/t的良好技术经济指标。     

浅孔留矿法在毛家寨铁矿的应用

在分析毛家寨铁矿矿体特征、工程地质、水文地质资料的基础上,通过对VCR采矿法、浅孔留矿法和水平分层胶结充填法的综合比较,选择浅孔留矿采矿法开采。矿房沿走向布置,先采矿柱,胶结充填后回采矿房,矿房采用全尾砂充填,采用大断面放矿的底部结构,铲运机出矿。     

某矿充填体合理强度研究

针对高大采场高度高和暴露面积大的特点,在保证采场安全的基础上,为降低充填成本,采用理论计算、工程类比和数值模拟相结合的方法确定充填体合理强度。为减少爆破对充填体的破坏,采用Mathews稳定图法确定采场充填体侧帮暴露面积,并根据成功工程实例推荐护壁厚度。研究结果表明,当矿房高度为36 m时,充填体28 d强度从上到下分别为1.85 MPa、1.5 MPa和1.85 MPa;当矿房高度为60 m时,充填体的强度分别为2.45 MPa、1.8 MPa、2.0 MPa、2.2 MPa和2.45 MPa;当矿房高度为72 m时,充填体的强度分别为2.8 MPa、2.0 MPa、2.2 MPa、2.4 MPa和2.8 MPa;二步骤采场充填体强度为0.6 MPa;当炮孔孔径为165 mm时,护壁厚度为2.2～2.5 m;当炮孔孔径为120 mm时,护壁厚度为1.5～1.8 m。     

充填采矿法的改进

热兹卡兹甘矿床有些矿段矿石品位高（品位沿矿体厚度无变化），厚度大（超过18m），分一步和二步矿房以充填法回采，以保证矿量完全采出。一个盘区的回采顺序如下：一步矿房采准与回采；采空矿房充填与接顶充填；二步矿房采准与回采；采空的二步矿房充填。一步矿房以大家熟悉的浅孔崩矿工艺回采。在这种情况下，根据矿体厚度，用一个分层或分成几个分层回采’‘’。在相邻的一步采空矿房胶结充填工作结束且充填体达到必需强度之后，便开始二步矿房回采。二步矿房回采时，工人不进入采空区，只从凿岩装矿巷道钻凿扇形深孔崩矿’‘’。崩落的…     

矿柱高阶段大直径深孔回采爆破模型与爆破参数优化

在安庆铜矿１２０ｍ高阶段大直径深孔矿柱回采工业试验中，为指导爆破设计、改善爆破效果、降低爆破对充填体的破坏效应，建立了高阶段大直径深孔矿柱回采爆破模型，对矿柱回采爆破参数进行了优化，并应用于工业试验，取得了令人满意的效果。