破碎围岩矿体预控顶分段空场嗣后充填法的研究与实践

针对阿舍勒铜矿650 m中段破碎围岩矿体,采用分段崩矿阶段空场嗣后充填采矿法采场发生垮塌的状况,提出了预控顶分段空场嗣后充填法开采的技术方案。7个采场的回采实践表明:该采矿方法适合阿舍勒铜矿上盘围岩破碎矿体的开采技术条件,并具有采场稳定性好、作业安全、贫化损失率低、生产能力大、综合经济效益高等突出优点,采场实际损失率为4%~5.7%、贫化率为3.3%~10.9%。     

夏甸金矿深部矿体预切顶灾害隔离开采技术研究

针对夏甸金矿由于深部倾斜厚矿体上盘存在断层泥,导致现阶段使用的无底柱分段崩落法出现损失贫化率高和地表保护难等主要问题,结合矿山开采技术条件及矿山现状,提出预切顶灾害隔离开采试验方案。在采场中先回采上盘三角矿体,之后高浓度高灰砂比分级尾砂胶结充填采空区,隔离上盘稳定性差的断层泥灾害体。在矿块中先采矿柱,采用高强度胶结充填;后采矿房,采用低强度或水砂充填。试验结果表明：该方案能较好控制地压,降低损失贫化,提高生产能力,实现深部矿体安全、高效、经济开采目标。     

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。     

不良充填体条件下Ⅱ步骤采场结构参数优化

安徽芜湖和成矿业主矿体采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法回采,Ⅱ步骤采场回采进度因Ⅰ步骤采场充填质量问题而严重滞后。为安全高效回采不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场,推荐Ⅱ步骤采场采用分段凿岩低阶段空场嗣后充填采矿法,利用FLAC^3D软件与Rhino建模软件对6种不同采场结构参数方案进行数值模拟研究,确定的最优采场结构参数为：当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度为一侧大于2 MPa,另一侧小于2 MPa、大于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为5 m,间柱厚度为5 m;当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度均小于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为6 m,间柱厚度为4 m。研究结果可为同类型矿山不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场回采提供借鉴。     

多中段群空区下缓倾斜厚大矿体分区高效回采实践

某大型岩金矿山缓倾斜厚大矿体拟采用两步骤空场回采嗣后崩落采矿法,针对多中段群空区下一步骤采空区未处理环境下的二步骤采场回采,结合矿区改扩建生产能力需求,创新构建了大盘区采场分区高效回采方案。将二步骤采场划分成两个区域回采,两区域中间由隔离矿柱分开,下盘矿体采用分段空场侧向崩矿嗣后放顶方案,上盘三角矿体采用分段空场正向崩矿法方案。通过开展大盘区采场分区现场工业试验,实现了多中段群空区下缓倾斜厚大矿体的高效经济安全开采,为类似条件矿山开采提供了重要的技术支撑。     

顶板局部破碎的急倾斜厚矿体回采工艺研究

针对梁花阱铜矿Ⅲ号矿体原分段凿岩阶段矿房法顶板维护难题,提出浅孔留矿+阶段矿房法相结合的分层回采方案,先采用浅孔留矿法回采靠上盘方向厚度约2 m厚分层,同时加固上盘围岩,再采用阶段矿房法回采靠下盘分层矿房内其余矿体。该回采方案在矿山初步应用并取得成功,相比原分段凿岩阶段矿房法,出矿品位提高了0.14个百分点,回采率提高了4.6个百分点,采场生产能力达到480t/d,具有较好的应用推广价值。     

新疆某金矿分段充填法采场结构参数优化

新疆某金矿浅部脉状矿体使用浅孔留矿法开采,但矿山下部约+410m水平脉状矿体逐渐合并成厚大矿体,设计采用分段空场嗣后充填法开采。采用矿山现场测试、实验室试验、理论分析、数值模拟等多种方法和手段,研究了该矿下部的矿岩力学特性和胶结充填材料输送特性及强度特性,得出了分段空场嗣后充填法的最优采场结构参数和充填材料最佳配比,提出了中段平面上盘区矿房的最佳回采顺序。研究结论对采矿方法优化设计以及矿山安全、高效生产具有指导意义。     

龙首矿分支矿体崩落法高效低贫损回采研究

制定合适的矿石回采方案对于高效低贫损开采地下金属矿床至关重要.以龙首矿西二采区上部中段崩落法采场回采分支矿体为工程背景,针对初步拟定的上盘分支矿体沿走向布置进路＋下盘分支矿体垂直走向布置进路和整体垂直走向布置进路的回采方案,在综合考虑采准工程布置、矿石损失贫化控制、生产组织管理、采矿作业安全性及采场通风等因素的基础上,分析研究得出整体垂直走向布置进路的回采方案更具优势.同时结合分支矿体的赋存条件,针对采场中仅有的３个回采分段分别设定矿石回采方案,最终形成一种３分段组合式回采方案,安全顺利地实现首采分段分支矿体高效、低贫损的回采目标.     

某铁矿采矿方法优选及采场回采长度优化研究

某铁矿自开采以来一直采用两步骤的分段凿岩阶段空场嗣后充填法回采矿体，由于矿体上盘存在破碎带，导致一步骤采场回采或即将结束采场揭露顶板发生垮塌，给二步骤回采带来巨大安全隐患。结合技术经济指标，对比不同方案的优缺点，最终决定采用预留护壁的小分段充填采矿法回采二步骤采场，采用该方法生产能力达300 t/d,损失率为15%,贫化率为10%～15%;根据所选取的采矿方法，采用FLAC3D与Rhino相结合对采场回采长度进行优化，最终在采场回采高度与采场宽度一定的条件下，根据所选取的5种方案，分别从应力、位移及塑性区分布进行分析，确定回采长度为60 m时较为安全。该采矿方法优化应用期间，矿山经济效益达564万元，可为类似矿山提供参考依据。     

倾斜厚大矿体低贫损回采顺序优化研究

针对某大型岩金矿倾斜厚大矿体开采技术条件及中段盘区矿柱采场,提出采场连续回采连续崩落与隔一采一间隔崩落2种方案。结合矿区上部空场法与下部充填法、多中段同时开采的复杂采矿环境,提出了合理的中段回采及采场顺序,合理布置与回采分段切割立槽及上盘三角矿体,可最大限度地回收地下矿产资源,为满足矿山生产能力要求及改扩建工程的衔接奠定了基础,同时可为类似条件的矿山开采提供借鉴与参考。     

陕西银矿采场顶板管理及支护参数的确定

陕西银矿为顶底板不稳固的倾斜中厚矿体，保持回采时间采场顶板的稳定性是该矿进行采矿方法试验成功的关键。试验的超前切顶爆力运矿分段采矿法，采用分段分条、缩小顶板暴露面积、超前切顶、锚杆支护、预留临时矿柱和分段连续矿柱，以及采后放顶处理空区的综合顶板管理方案。经现场试验证明是完全可行的，取得了满意的效果。     

某铁矿缓倾斜厚大矿体采矿技术研究

某铁矿出于安全考虑,前期的崩落法无法继续使用,深部矿体的回采方法必须及时变更为充填法。为了确保充填法采矿安全、高效,根据矿山实际矿体、围岩稳定性特征,提出4个回采方法,经过模糊综合评判选择分段凿岩阶段空场嗣后充填法。在此基础上针对如何选择采场结构参数,才能确保回采过程采场的稳定,采用数值模拟对深部矿体采场结构参数进行方案优化,在采场长度为100 m,预留10 m间柱的情况下,模拟了采场宽度13 m、15 m、17 m3个方案,采场的最优宽度确定为15 m。     

脉内联络巷在盘区式采场回采中的应用

三山岛金矿较大矿体主要用房柱交替式盘区上向分层充填采矿法回采,每个采场布置一条采场联络道,增加了采矿成本。为减少采场联络道的掘进和压顶工程量,采用在采场下盘布置一条沿矿体走向的脉内联络巷的方式回采,可以减少采场联络道数量,缩短采准工程的施工时间。通过对同一矿块应用2种采准方式对比,优化后的采场联络道的掘进量和压顶量分别减少15 509.52 m3和16 682.42 m3,分段巷、分段联络巷和泄水井的工程量共减少2 966.82 m3,由于矿体分布不规则,下盘脉内巷道增加废石掘进量8 925.72 m3。整个采场的采准工程量可节约26 233.04 m3,节省了大量掘进成本,经济效益和社会效益显著。     

急倾斜复杂矿体采场结构参数优化研究

根据龙山金锑矿复杂矿体的赋存条件和浅孔落矿采矿方法, 选取人工假壁、上盘回采分层高度、下盘回采分层高度和矿房长度为主要因素建立正交试验方案, 以采场应力集中系数和岩层位移量为评价指标建立目标函数, 进行了采场结构参数优化研究。研究发现: 急倾斜中厚矿体破碎围岩矿房开采过程中采场应力集中系数变化较小, 岩层位移量变化较大; 结构优化后, 围岩最大位移可降低46%。优化后的最佳参数为人工护壁厚度3 m, 上盘矿体分层高度2 m, 下盘矿体分层高度3 m, 矿房长度50 m。     

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。     

采场回采顺序数值模拟研究

不同的采场回采顺序对深部矿床地应力有显著的影响,以某地下矿为工程实例,在遵循由上盘到下盘后退式回采原则的基础上,提出了2种采场回采顺序,并采用FLAC3D软件模拟两种采场回采顺序对岩体稳定性的影响,对比不同种方案回采过程中的应力位移变化规律,分析围岩、矿柱和充填体的应力位移以及塑性破坏情况,结果表明:方案二的回采顺序能够较好的控制地压,同一盘区内尽量按照"隔三采一"的方式布置采场。     

谦比希铜矿主矿体深部保安矿柱稳定性分析

谦比希铜矿深部矿体采用大直径深孔分段空场嗣后废石充填法开采,存在凿岩巷道稳定性差、上盘垮冒严重等问题,导致采场回采效率低、安全性差,制约矿山生产能力,同时上部采用嗣后分级尾砂充填,隔离保安矿柱仅厚21 m。为保证深部嗣后采场的安全回采,选用FLAC3D对保安矿柱的稳定性进行分析研究。结果表明,在当前条件下,21 m保安矿柱能有效隔离上下采区,防止上部充填尾砂涌入下部采场,保证采场作业安全。     

胶结充填体对二步矿体作用机理分析

为研究胶结充填体对二步矿体的作用机理,以新城金矿782、792和802 3个一步采场为研究对象,运用FLAC3D数值模拟软件,对一步采场从第3分段开挖充填到第5分段开挖充填中胶结充填体的作用机理进行模拟研究。结果表明：从一步采场第3分段到第5分段开挖充填,二步矿体内的应力值比胶结充填体内的应力值大5～6倍。792采场胶结充填体与二步矿体接触面上产生的塑性区以受拉破坏为主,782、802采场胶结充填体与二步矿体接触面上的塑性区由剪切破坏产生,深度基本保持在1 m左右。一步采场回采至11分层后,顶板沉降量加快,需对顶板进行支护处理,以保证回采安全。     

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。     

海南铁矿倾斜中厚矿体开采方案优化研究

海南铁矿保秀矿区的矿体为矿岩稳定性较差的倾斜中 厚到厚矿体,采用无底柱分段崩落法开采,设计垂直矿体走 向布置回采进路,生产探矿揭露矿体分支复合严重,分支矿 体的厚度及角度变化较大,垂直矿体走向布置回采进路导致 较大的采准工程量和预计较高的矿石损失与贫化。因此,提 出沿脉布置回采进路的采场结构的优化方案。与原设计方 案相比,优化后下盘矿石损失率可降低10.91个百分点,采 准工程量可节省28.4%。在充分利用矿山现有工程的基础 上,以分段双进路采场结构为主合理回采下盘矿量,同时诱 导上盘不稳围岩及时冒落。优化的开采方案可较好地适应 矿体产状与厚度的变化,显著提高矿床开采的经济效益。