一种新颖的采场存留矿量可视化计算方法

存留矿量因直接关系到矿床资源的回收程度而被视为是衡量采场回采质量的一个重要指标。针对我国目前对采场存留矿量缺乏有效计算方法这一现实,综合运用空区三维精密探测系统CMS(Cavity Monitoring System)和SURPAC等数字化手段,研究形成了一种新颖的基于采空区三维精密探测的采场存留矿量可视化计算方法,即先采用CMS空区探测系统对采空区进行三维精密探测;然后以空区实测数据和采场回采设计资料为依据,运用SURPAC软件分别构建采空区、采场回采设计单元和采场底部结构的三维模型;以此为基础,建立采场底部存留矿石的三维实体模型,准确地获取存留矿石在采场底部的空间分布及体积大小,进而计算出存留在采空区中的矿量。实际应用表明,该方法实用可靠,从而为矿山准确计算存留矿量提供了一种有效的技术手段。     

CMS辅助金属矿山采空区回采技术研究

金属矿山采空区回采设计传统上使用的是二维的方法,采用空区三维激光精密探测系统(CMS)对金属矿开采形成的采空区进行精密探测,以探测数据为基础运用大型矿床建模软件SURPAC建立与矿山实际坐标完全一致的空区三维模型。在此基础上将建立的空区探测模型与采场设计单元模型复合,并通过模型间的布尔运算,计算出采场的存留矿量、回采总量等指标。用SURPAC对实际探测获得的空区模型进行剖切,并将剖切所获得的剖面与采场施工设计剖面进行对比,分析顶板巷道工程的安全状况,从而为矿山进一步改进采场回采设计和进行安全控制提供第一手资料。     

基于CMS精密探测的采场贫化损失计算方法

采矿损失率和矿石贫化率是表征矿山企业采矿技术和管理水平的重要指标。针对传统贫化损失测定方法工作量大，操作困难及测定数据不准确的实际问题，提出了一种新型的基于CMS精密探测的采场贫化损失的计算方法。介绍了CMS的工作原理及其对采空区的探测过程，阐明了基于CMS精密探测的采场贫化与损失计算的具体方法。以冬瓜山铜矿采场空区精密探测为实例，运用矿山三维设计软件Surpac，创建采空区、采场设计单元及底部结构等三维模型，并通过模型间的布尔运算，准确获得了探测采空区的实际边界和体积，以及实际采矿过程中的超挖量、欠挖量及采场空区内的存留矿量，从而较为准确地计算出采场的贫化率和损失率。     

大规模采场开采稳定性模拟预测与实测验证

针对某地下金属矿山采场采用大直径深孔分步爆破开采的实际, 为了掌握采场围岩稳定性情况, 运用二维有限元模拟软件Phase²对采场回采过程进行了分步数值模拟, 分析采场的稳定性, 对采场可能发生冒落或垮塌处进行预测。运用空区三维激光探测系统(CMS)对采场进行了现场探测, 以CMS实测数据为基础生成采空区三维模型, 提取采空区二维实际边界与数值模拟的结果进行对比分析, 进而实现对采场稳定性模拟预测结果的实测验证。实践表明, 实测结果与预测结果基本一致, 验证了这种模拟预测方法的可靠性和有效性。该方法能有效地预计到大规模采场开采稳定性情况, 并据此进一步改进大爆破回采工艺, 从而实现安全、高效率开采。     

基于C-ALS实测的采空区三维建模技术及工程应用研究

3D激光探测法是目前国际上一种新型空区探测方法。采用先进的空区探测系统(C-ALS)对金属矿山形成的采空区进行精密探测,在此基础上,运用大型矿山建模软件Surpac建立采空区三维模型,并得到空区的形状、空间位置、体积大小。通过对模型的后期处理与应用,从采场周边超挖量、顶板冒落、矿柱垮塌量及回采贫化率指标的计算角度研究了采场回采效果,为采矿技术人员对地下空区的后续分析和处理提供了可靠的科学依据。     

基于空区探测的采场超欠挖量计算及顶板安全分析

采用空区三维激光精密探测系统（3D Cavity Monitoring System，CMS）对金属矿开采形成的采空区进行精密探测，以探测数据为基础运用大型矿床建模软件SURPAC建立与矿山实际坐标完全一致的空区三维模型。将建立的空区探测模型与采场设计单元模型复合，并通过模型间的布尔运算，计算出采场的超挖量与欠挖量。用SURPAC对实际探测获得的空区模型进行剖切，并将剖切所获得的剖面与采场施工设计剖面进行对比，分析顶板巷道工程的安全状况，从而为矿山进一步改进采场回采设计和进行安全控制提供第一手资料。     

深井矿山复杂边界矿柱回采研究

采用充填法两步骤回采的深井矿山,由于采场爆破设计、现场施工偏差或采空区的部分垮塌等原因,矿柱边界会极不规则,回采时往往存在充填体部分垮塌、矿柱贫损严重等问题。结合冬瓜山铜矿实际,在采用RFPA2D软件对矿柱进行稳定性模拟分析的基础上,利用CMS实测得到的空区数据,借助Surpac软件建立-730水平2个相邻采空区的三维模型;通过将空区模型与矿柱设计模型复合,得到了实际可供开采的矿柱设计模型;分析预测了矿柱回采时爆破动载对充填体的影响,阐述了边界炮孔到充填体距离、边界孔装药的选择与矿柱回采的密切关系;利用Surpac软件剖切得到的矿柱剖面作为爆破设计的依据,获得了爆破设计的合理范围,实现了矿柱的优化回采。     

基于CMS的采场回采质量评价方法及应用研究

针对传统采场回采质量评价中相关数据难于获取,回采质量指标只能靠经验来推测的现状,提出了基于CMS的采场回采质量评价方法。该方法运用CMS三维激光探测系统准确获取采场回采过程中的三维空间数据,基于三维空间数据处理技术,应用geomagic软件构建采场回采过程中的3D数据库,并通过引入矿体采空区复合三维模型,精确地得到了采场的超、欠挖量,进而获得采场回采过程中的贫化和损失等参数。将该方法应用到金厂沟梁金矿7181采场,得到其爆破后采场矿石的损失率为22.5%,贫化率为7.11%,为该采场的爆破参数优化提供了相应的数据支撑。     

基于集对分析的采场回采质量综合评价

回采质量不仅是矿山评价生产管理的依据,同时反映了矿山资源利用的效益,而采用传统方法获得的指标往往存在较大误差,严重制约着我国矿山的发展.结合某铜矿实际,运用CMS三维探测成果准确计算获得采场回采过程中的贫化率、损失率等技术指标,同时结合矿山信息系统统计的回采经济指标,构建了采场回采质量评价指标体系.针对被评价采场回采指标间的不相容性,利用集对分析方法,如采矿综合成本及采矿工班效率等,计算回采指标与最优指标的贴近度,综合评价了各采场回采质量的优劣.结果表明:该方法与模糊数学评价法有较好的一致性,且计算简单,是一种易于推广的评价方法.     

基于实测的采场回采质量数字评价方法

以激光精密探测系统CMS为数据采集手段,实现对采场空区数据的数字化获取与处理.以此为依据,借助三维可视化矿山建模软件SURPAC建立了采场空区三维数字化模型,通过对三维实体模型一系列分析与计算,形成了包括采场超挖量与欠挖量、采场存留矿量、开采损失率与贫化率等在内的采场回采质量评价指针体系.采用AHP法和专家调查法相结合的方法对这些指标进行统计对比,提出评价回采质量的有效方法.为矿山开采优化设计提供参考数据,进而从资金、技术等各个方面提高回采质量与效果.     

凤凰山铜矿充填采矿技术的应用与发展

凤凰山铜矿自投产以来,采用了上向水平分层充填采矿法,大直径深孔嗣后充填采矿法和无间柱连续开采充填法。在多年的生产实践中,该矿的充填采矿技术得到了不断的发展和完善。作者针对矿山的实际,对现行采矿方案的改进提出了建议。     

急倾斜厚大矿体采矿方法的选择

地表不允许塌陷时,急倾斜厚大矿体的开采是一个世界采矿技术难题。国内外对此类矿体采用高阶段空场嗣后充填法和高分段空场嗣后充填法。以李楼铁矿厚大矿体的开采为实例,从矿体赋存形态和矿岩稳固性对空场法、崩落法、充填法进行采矿方法的初选。对生产中应用的25 m高分段凿岩空场嗣后充填法和高阶段侧向崩矿嗣后充填法从采场生产能力、采场工程布置、采准工程量、工艺技术、采场充填周期进行技术分析比较,提出以高阶段侧向崩矿嗣后充填法为主,25 m高分段上向扇形孔空场采矿嗣后充填法和浅孔留矿法为辅的采矿方法,能实现安全、高效、大规模生产。随着凿岩设备、装药设备、爆破器材的发展,大孔穿爆,高分段或阶段凿岩在矿山中的应用越来越广泛,对类似开采条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

吴庄铁矿盘区间柱回采优化研究

基于吴庄铁矿盘间柱宽度不确定性、两侧均为充填体且高度大的现状,为安全高效回采盘区间柱,制定了盘区间柱两侧采场充填体取芯设计方案,并对充填体进行制样,进行了实验室试块抗压强度试验。试验结果表明：一步骤采场（矿柱）充填体强度整体符合设计强度要求,二步采场充填体强度整体偏低,盘区间柱宽度较设计变化较大,宽度极其不规整,整体呈上窄下宽的规律。鉴于盘区间柱宽度不规则、二步骤采场充填体强度低于预期、采场高度大和盘区间柱回采时不能大面积暴露的特点,采用留设一定厚度间柱和采用较小采场长度的措施进行回采方案制定,制定了小采场分段空场嗣后充填法回采方案。该方案的制定和实施,对于其他类似地下矿山三步骤间柱回采工程具有借鉴意义。     

空场嗣后充填采矿法工艺技术探讨

空场嗣后充填法具有安全、高效、环保等特点。结合国内外矿山应用实例,介绍了空场嗣后充填采矿法的应用现状,详细分析了空场嗣后充填采矿法的采场结构参数、采准切割工艺、凿岩爆破技术和充填等采矿工艺技术,并介绍了国内外一些矿山的应用实例,对适用该方法的矿山应用具有借鉴意义。     

基于正交设计试验方案的云南某铜矿采场结构参数优化研究

采场结构参数的优化选择对采矿的安全生产和经济效益有着重要意义。以云南香格里拉某铜矿为背景,结合矿山采用的分段空场嗣后充填采矿法,根据矿山岩体力学参数、充填体力学参数以及采场的布置特征,运用FLAC3D软件建立采场模型,通过正交设计试验设计了16种不同的采场结构参数方案,对所有采场方案进行稳定性分析,并用建立FAHP-CRITIC法组合赋权的综合评价模型进行优选,得到最优采场结构参数尺寸及最佳充填配比。方案在矿山各中段推广使用,为类似矿山的采场试验提供了良好的示范。     

胶结充填采矿法充填作用机理与稳定性研究

结合金川二矿区的充填采矿工艺，采用现场观测方法及三维有限元分析方法研究了机械化下向分层水平进路胶结充填和无底柱大面积连续开采的充填机理和稳定性，研究表明充填体承受采场地压和变形，盘区间以不留矿柱为宜，推荐采用交错布置的回采与充填方式。     

高应力环境下大跨度空场嗣后充填采矿法的地压控制

白银深部铜矿在露天坑下部高应力环境下试验了大跨度空场嗣后充填采矿法。为控制采场地压,设计了合理的采场结构参数和特殊的采场回采顺序,采用了光面爆破、锚索加固、快速充填等技术措施,从而确保了试验的成功。     

泡沫砂浆充填体的应用价值研究

充填采矿法在地下金属矿床开采中有着举足轻重的地位。为了将国外的先进技术--泡沫混凝土技术成功引入充填采矿工艺中,并且在国内推广使用,首先选取地质条件比较独特的某公司三矿区F17以东采场进行试验。通过对三矿区采一工区9条进路分别在3、7、28 d进行泡沫砂浆充填体强度的检测,可以看出泡沫砂浆充填体的强度已经达到公司充填体强度的指标。同时泡沫砂浆充填体相对普通的砂浆充填体而言具有轻质性、易流动性、均衡性、抗离析性、接顶率高等优点,且所耗费成本低廉,从而可以看出在公司三矿区F17以东采场中采用泡沫砂浆充填技术是经济可行的。     

下向回采和充填顺序对采场稳定性影响的模拟研究

以某矿下向六角形进路回采胶结充填采场为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据,选取4种不同的进路回采和充填顺序,运用FLAC模拟分析进路周围介质应力场、位移场和塑性区分布,研究采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受不同采充顺序扰动的影响。研究结果表明：采场进路从中间开始回采、逐步向上盘推进,先上盘后下盘、分段回采充填的顺序,使采场结构介质稳定性受采充扰动影响较小,是安全可靠、技术可行、经济合理的。同时应注意加强上下盘进路腰部和底板围岩应力集中区的监控和支护,确保顶板充填体强度指标。     

基于协同理念的地下采场稳定性分析及结构参数优化

针对某大型露天-地下联合开采铜矿山的开采现状,将协同理论引入地下采场的稳定性分析,主要考虑了地下采场中矿房、矿柱以及充填体假柱在结构尺寸上的协同作用,对原有采场结构参数进行了改进。为保证改进后地下采场在巷道掘进及矿房回采过程中的稳定,对3个充填方案下掘进巷道和回采采场的稳定性进行了数值模拟。结果表明：对于不同的充填方案,在待开挖矿体中掘进较大尺寸的巷道,其巷道基本稳定;回采过程中,其采场的稳定性与充填体刚度相关,充填体的刚度高低结合,采场应变、位移较理想。底部块石胶结、上部尾砂胶结充填是地下采场的首选方案;采用的大采矿横巷9 m扩底采场结构方案,回采过程中,采场顶板的稳定性提高了,同时出矿巷道的变形较小、保持稳定,该改进采场结构参数具有明显的优势。