采场点柱回收数值模拟研究与应用

三山岛金矿是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山逐步采用上向分层进路充填采矿法取代点柱式机械化上向水平分层充填法开采,并在接顶充填后将采场内点柱进行回收。通过FLAC3D数值模拟方法,计算和分析点柱回收后采场顶板变化和稳定性,提出最优回采方案,为三山岛金矿直属矿区点柱回收提供了技术支持。     

海底基岩矿床采场尺寸设计及计算机优化

三山岛金矿是目前国内少有的海底金属矿,矿山目前采用点柱式上向水平分层充填采矿法,采矿过程中保证点柱与岩体组成的复杂框架式矿柱结构的稳定性至关重要。利用ANSYS有限元分析软件模拟分析了采场在点柱大小固定的情况下、不同柱网参数条件下的围岩稳定性,获得了矿柱间柱70m的最合适柱网设计参数,为海底基岩矿床采场尺寸设计提供了一条有效途径。     

三山岛金矿面临的采场稳定问题

三山岛金矿是我国唯一的滨海地下金矿，矿床类型为典型的”焦家式”金矿床，设计采用点柱式水平充填采矿法开采。从开采至今矿山一直存在着采场稳定性差，而采场稳定性影响着采矿生产能力问题，随着开采的延续，其稳定性将进一步恶化。本文以此矿山采场宕体失稳的典型现象来说明矿山面临日趋严重的采场岩体稳定性问题。     

三山岛金矿面临的采场稳定问题

三山岛金矿是我国唯一的滨海地下金矿，矿床类型为典型的“焦家式”金矿床，设计采用点柱式水平充填采矿法开采，从开采到今矿山一直存着采场稳定性差，而采场稳定性影响关采矿生产能力问题，随着工采延续，其稳定性将进一步恶化，本文以此矿山采场岩体失稳的典型现象来说明矿山面临日趋严重的采场岩体稳定性问题。     

三山岛金矿深部采场动力灾害监测与分析

三山岛金矿属于典型海底开采金属矿山,现已进入深部开采,采场地压显现活动增多,深部区域矿体开采过程中诱发动力灾害的监测技术亟待提升解决.选取三山岛金矿典型采场作为试验采场,构建爆破模型;同时确定监测区域,采用局域式微震监测技术进行监测,对采场开采过程围岩受应力变化及爆破扰动造成岩体微破裂事件进行监测分析,结果表明现有扇形...     

三山岛新立矿区海底矿床安全高效开采技术研究

海底金属矿床开采在我国尚无范例,三山岛金矿新立矿区属于我国第一个海下开采的金属矿山。根据采矿方法的选择原则,结合三山岛金矿新立矿区海底开采的技术条件,提出了4个代表性方案,通过对各代表性采矿方案的综合比较,为确保海底不在矿床开采过程中产生导水性破坏,选择了高进路充填采矿法,并在63#和71#两个具有代表性的试验采场进行...     

海下充填开采岩层稳定性研究

三山岛金矿矿床赋存于海底,表层海水时刻威胁着采矿安全。为合理分析矿区充填开采的安全稳定性,建立了矿区岩层监测系统。对矿区各中段石门巷道顶板进行了周期位移记录,通过数据分析得到了监测期间的岩层变形规律。通过ANSYS模拟对比研究,分析了整个矿区真实开采过程中采场与围岩变形规律。研究表明,海底基岩层的地表倾斜率和水平变形率尚未超出极限值,说明目前海底基岩层尚未出现较大的损伤,海底开采使用充填法采矿是安全稳定的。为保证矿山开采过程中的长期稳定,建议先开采深部矿体,将中深部矿体作为隔离层,待矿山后期再进行开采活动。     

深部倾斜破碎金矿体高效开采技术研究

针对三山岛金矿深部倾斜矿体较为破碎的特殊地质条件,提出了包含采用阶段空场嗣后充填及二次高压灌浆预应力锚固支护的综合开采技术,分析了上盘预加固处理的基本原理,并进行了破碎矿体开采的应力、位移及塑性区数值模拟,分析了阶段空场嗣后充填采矿法的合理性以及上盘预加固处理的可行性。研究表明:采用上盘预加固处理的阶段空场嗣后充填采矿法能够有效地控制深部采场边帮围岩变形,并控制采场的损失率为9.7%,贫化率为7.8%,保障三山岛金矿深部破碎矿体安全高效开采,可为类似矿山高效开采提供理论依据。     

岩层微扰上向分层充填法在海底开采中的应用

三山岛金矿新立矿区是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,国内仅龙口在海下采煤。三山岛矿区矿体位于海床下数十米至数百米范围内,是完全意义上的海底开采,充填法是首选的采矿方法。通过不同浓度不同灰砂比的充填尾砂胶结性能研究,确定充填浓度为70%左右时,胶结充填灰砂比为1∶8,胶结充填面灰砂比为1∶4,并采用岩层微扰上向水平分层充填法开采,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。     

充填法矿山钻孔泄水、分区充填和油隔离泵排泥实践

三山岛金矿是1989年末建成投产的无轨开采矿山,设计日生产能力1500t,目前已达产。采矿方法为点柱式机械化水平分层充填法。原设计的采场充填泄水系统和采区沉淀池、铲运机清仓排泥系统存在一定问题,不能适应生产的需要。投产初期,矿山与设计部门不断完善、改进,目前已初步得到解决,本文主要介绍其改进状况。     

基于层次分析和灰色理论的海底采矿方法选择

针对海底开采复杂技术条件,采用层次分析法和灰色系统理论,综合考虑技术经济、安全、效率因素,建立了海底开采采矿方法优选的灰色多层次决策关联模型,采用层次分析法确定模型中相关因素的权重,通过计算各海底开采采矿方法的最终关联度来综合评价其优劣,并以三山岛金矿海底开采为例,进行了综合评判检验,实践证明,用这种方法选择出的采矿方法能最大程度实现了安全、高效、低耗采矿的目的,获得了比较满意的效果。     

三山岛金矿软破介质下残柱开采的稳定性分析

为确保三山岛金矿顶底残柱安全高效回采, 采用理论力学与数值模拟对散体下顶底残柱开采过程进行了稳定性分析。建立了理论力学模型, 应用修正普氏拱理论计算了进路顶部荷载, 采用数学力学解析法对不同规格的进路在开挖过程中的承载层进行了内力分析, 得出了进路开采半宽和承载层厚度之间的拟合函数, 进而得出了不同跨度进路顶板需预留原岩的最小安全厚度。应用ABAQUS软件对不同规格进路的开挖过程进行了塑性变形和顶板应力分析, 得出了进路的合适采高及预留原岩的安全厚度, 以及不同跨度的进路顶板冒落规模, 从而得到采场进路宽和高分别为1.5 m和1.6 m。将理论力学分析和数值模拟分析的结果应用于三山岛金矿残柱的开采中, 并对采场沿脉巷道进行位移监测, 能确保试验采场安全生产。     

三山岛金矿中段盘区间合理回采顺序动态模拟选择

采用ANSYS有限元数值模拟方法动态模拟并计算了三山岛金矿新立矿区中段盘区间不同回采顺序下不同开采步骤的围岩应力和位移状况, 结果表明, 间隔两个盘区回采一个盘区的方案能取得较好的效果, 为三山岛金矿新立矿区海底安全高效回采矿石资源提供了技术支持。     

基于围岩松动圈现场测量的巷道支护优化

为研究三山岛金矿深部-600 m水平巷道围岩的松动圈范围与应力状态,使用RSM-SY6型声波检测仪进行围岩松动圈现场测量,运用FLAC^3D数值模拟方法分析围岩应力,验证测量结果。基于现场测量的结果和应力分布情况,采用围岩松动圈支护理论,对三山岛金矿的巷道支护形式和参数进行优化。结果表明,经过参数优化后的支护方案,可以在保障安全生产的同时创造经济效益,并为矿山今后的支护设计提供技术参考。     

三山岛金矿井下海水选矿的应用研究

三山岛金矿在国内首次利用采矿井下含氯离子较高、其他金属离子含量较高的海水进行选矿,在现有磨浮流程及设备不变的情况下,合理优化工艺作业条件及药剂条件,磨浮作业和浮选作业全部利用海水替代淡水进行磨矿和浮选.结果表明,在三山岛金矿采用井下海水进行选矿是完全可行的,选矿指标均达到和超过了淡水浮选指标.     

深部开采构造型突水危险性数值模拟分析

本文以三山岛金矿为工程背景,利用FLAC3D数值软件建立矿井深部开采流-固耦合数值模型,采用房柱式交替向上充填采矿法,在模拟采动条件下,尤其是采场通过F3断层时,矿体、充填体内渗流场以及塑性区的演化过程,对矿井不同开采时段、不同开采区域的突水危险性进行分析.试验结果表明:①距离断层较远时(-825 m-1盘区),随着回...     

某金矿采矿方法的优化选择及岩石力学分析

某金矿开采工程属于深部采矿,采矿方法的选择对地压的控制具有极其重要的作用。在对矿区的地质研究分析的基础上,结合三山岛金矿、焦家金矿等当地类似矿山的生产实际,按照当地安监部门的相关规定,确定采用上向进路充填采矿法。通过力学分析、数值模拟等方法,从采矿结构参数、进路充填体及充填作业方面对进路充填采矿法进行了影响因素分析,提出了优化建议。     

多重赋权模糊综合评价在采场结构参数优化中的应用

房柱交替式上向分层充填法是三山岛金矿深部采用的主要采矿方法,国内采用该方法的矿山所选取的结构参数大小不一,因此依靠工程经验类比难以得出适合矿山的采场参数。针对这个问题,结合三山岛金矿深部高应力、高岩爆倾向性的特点,通过数值模拟得到不同结构参数条件下采场一步采与二步采过程中盘区顶板沉降和采场内的位移,综合考虑相对生产能力、综合效率、设备匹配度、施工难度等因素,建立了采场参数的模糊综合评价模型。通过合理确定评价指标的隶属度函数,以及运用变异系数法、模糊判据法和熵值法的多重赋权优化确定各评价指标的权重,对列出的5种方案进行综合评价,确定了符合矿山实际条件的最优采场参数,从而保证了矿山的安全生产和经济效益。     

海下开采断层活化监测与稳定性分析

针对海底大型金属矿山三山岛金矿新立矿区西南翼矿体上盘赋存F1断层在高强度开采下受到不同程度扰动而存在活化失稳可能性的问题,以弹性力学和最小势能原理为基础,推导出了加锚断层面活化的力学模型。采用MGJY锚杆截面应力计和单点位移计对断层应力、位移变化情况进行监测,结合实测数据,综合判断断层的稳定性,结果表明监测点处断层未发生活化。研究成果可为该区域其他断层的稳定性评价和后续治理提供理论依据及技术指导。