三山岛金矿采场充填脱水工艺改进措施

采场充填脱水效果对充填体初凝时间及其短期和长期强度产生较大影响,三山岛金矿采用溢流管溢流脱水和充填挡墙的土工布渗透脱水,脱水效率不能满足现场工作要求。为此,在充填脱水理论研究的基础上,分析了影响充填脱水速度的主要因素,提出了多项充填脱水改进措施。增设竖直或倾斜的脱水管,更有效地排出充填采场中的重力水,同时避免充填料浆中细粒级颗粒堵塞脱水管。改进充填挡墙设计和滤水布的选取,避免细粒级颗粒短时间内聚集在滤水布附近,影响渗透脱水效果。设计充填管道滤水器,在充填料浆进入采空区前,过滤充填料浆中的部分自由水,提高了充填采场中料浆的浓度,减小了采场充填脱水工作量。改变矿山简单脱水方式,进一步提高采场充填脱水效率,避免影响下一步开采工作的顺利开展。     

铲运机脉内转层出矿工艺在上向水平分层充填采矿中的应用

湖北鸡笼山金矿倾斜—急倾斜中厚矿体采用上向水平分层充填法开采,存在采场顶板管理复杂、采矿效率低和矿石损失率高等问题,在Ⅰ#矿体进行了基于上向水平分层充填采矿法的铲运机脉内转层出矿工艺研究,通过扩大采场结构参数以及使用平立交替凿岩爆破技术,在中厚矿体脉内采准低采切比条件下,实现了盘区内铲运机脉内转层高效率机械化出矿作业,提高了采场综合生产能力。     

铲运机脉内转层出矿工艺在上向水平分层充填采矿中的应用

湖北鸡笼山金矿倾斜-急倾斜中厚矿体采用上向水平分层充填法开采,存在采场顶板管理复杂、采矿效率低和矿石损失率高等问题,在Ⅰ#矿体进行了基于上向水平分层充填采矿法的铲运机脉内转层出矿工艺研究,通过扩大采场结构参数以及使用平立交替凿岩爆破技术,在中厚矿体脉内采准低采切比条件下,实现了盘区内铲运机脉内转层高效率机械化出矿作业,提高了采场综合生产能力。     

某矿尾砂胶结充填体强度演化特征及力学效应研究

以某金属矿山充填开采为研究背景,开展了不同配比参数下的充填体抗压、抗拉强度试验,分析了不同配比参数下的充填体强度演化特征。同时,采用FLAC3D数值模拟软件分析了矿体回采及采空区充填过程中的充填体及围岩受力特征,讨论了充填体在采场内的力学效应。研究表明:随着养护时间增加,充填体的力学强度呈不断增加的趋势,并且浓度或灰砂比越高的充填体其抗压强度增长的幅度也越大;在养护早期,水泥含量减小对尾砂胶结充填体强度的影响并不显著;矿体回采后,采场顶板及底板出现了压应力集中的特征,但采空区充填后围岩的应力集中状态得到了明显改善;此外,在二步骤采空区充填后,充填体拉应力达到了0.20 MPa,超过了部分充填体的抗拉强度,因此建议充填体的灰砂比最低应为1∶6,以维持充填体在采场的稳定。     

获各琦铜矿上向水平分层充填采矿方法的完善

上向水平分层充填采矿法已在获各琦铜矿成功应用。通过近两年的采矿实践,发现获各琦铜矿深部中段CuI矿体中的矿岩较破碎,若继续采用原有充填采矿法的采场结构参数,很难满足正常生产的需求。因此,对采场结构参数进行调整和完善。通过分析对比各项技术经济指标,发现调整后的上向水平分层充填采矿法的采场结构参数更优化,从而为其它矿山提供借鉴。     

上向水平分层充填采矿法的优化研究

针对新桥硫铁矿上向水平分层江砂胶结充填采矿法存在的问题,优化了采矿方法,科学地设计了胶结充填体强度,在试验基础上,优化了充填材料及配合比。得出了满足安全生产条件的充填体强度：矿柱充填体单轴抗压强度为2．1MPa,矿房浇面充填体σ14=1．0MPa,σ28=3．0MPa;达到了最佳充填材料配比：矿柱和矿房浇面的充填体灰沙比分别为1：7和1：5。研究成果已在新桥硫铁矿推广应用,效果良好．     

上向水平进路分层膏体充填采矿法在谦比希铜矿的应用

介绍了谦比希铜矿西矿体厚大矿体回采方案和膏体充填系统,运用自立强度计算方法论证了膏体充填强度的适用性,引入小断面控制爆破技术有效控制了爆破震动对充填体的破坏。上向水平进路分层膏体充填采矿法成功应用,回采率提高至75%~80%,贫化率控制在6%,采切比降低至90～100 m3/kt,实现了采场的安全高效回采。     

上向水平分层充填体的强度模型及应用

上向水平分层充填采矿法是国内外应用广泛的一种采矿方法,充填体的主要作用是提供上向回采的工作平台,充填体强度需满足高效无轨设备的运行条件。为了更准确地分析上向水平分层充填体的作用机理,以建立更合适的上向水平分层充填体强度模型,本研究将充填体分为胶结层和尾砂充填体2部分进行研究。通过对无轨设备动荷载下充填体的作用机理和受力分析,参照路基路面工程中关于路基路面的设计原理,选取半正弦脉冲荷载来表示车辆荷载模型轮载的动态作用,运用弹性力学方法建立了相应的充填体强度模型,总结出无轨设备荷载下胶结充填体厚度的设计方法。并应用于大红山铜矿西矿段上向水平分层充填体的强度设计的胶结层的厚度设计,实践证明该模型是合理可靠的。     

顶板破碎富水矿山的机械化上向水平分层充填采矿法

针对华东某铜矿矿体顶板破碎,采场容易冒顶,采场富水,底板多次突水的问题,在矿山原有的点柱式分层充填开采的基础上,提出了机械化充填开采新方案。方案充分利用上向水平分层充填法矿石损失贫化小,地压管理效果明显,能有效防止冒顶、片帮、突水等矿山灾害的特性,结合机械化开采生产效率高、开采成本低、作业安全和工作环境好的特点,采用机械化上向水平分层充填采矿法。充填方案采用胶结与全尾砂充填间隔充填,进行连续开采,胶结材料为复合型高水速凝材料及尾砂。矿山生产表明：新方案使矿山采矿效率提升1/3,矿石回收率提高4%,贫化率降低0.4%,也为矿山作业安全提供了强大保障,有效克服了矿山冒顶、突水、生产效率低等问题,可为其他类似矿山开采提供一定的参考与借鉴。     

金属矿山充填体强度分布规律实验研究

西藏甲玛铜多金属矿二期工程首采地段采用充填采矿法进行开采。由于在充填过程中充填料浆的离析分层等原因致使形成的原位充填体具有不均匀性,其强度与实验室充填体标准试块的强度也有很大差异。通过建立大比例尺三维立体仿真物理模拟实验系统,研究采场内充填体强度的分布规律。结果表明：在水平方向上充填体强度随料浆流动方向上呈先增大后减小的趋势,高灰砂比的充填体强度波动程度较小,且在下料口位置附近充填体强度与标准充填体试块强度相当;在竖直方向上充填体强度随深度的增大而增大,且高灰砂比的充填体强度增幅较大。通过对充填体样本进行电子扫描显微镜实验观察其微观结构,从本质上解释不同位置充填体强度差异的原因。     

合理提高急倾斜综放工作面水平分段高度的探讨

水平分段综合机械化放顶煤是开采急倾斜特厚煤层较好的现代采煤方法,合理提高水平分段高度是必要的,技术上是可行的,经济上是合理的。通过采取有效的安全技术措施能够保证系统安全,并能够确保回采率完成。通过提高段高,能有效缓解采掘接续紧张的矛盾,实现矿井的集约化联合开采,使建设千万吨级的急倾斜煤层开采矿区成为现实。     

Surveying on two-zone height of sublevel strip mining

The site drilling packer permeability test and TEM to the 2100 workface in Gucheng coalmine determined the two-zone height under sublevel strip mining.The conclusion considers that the lying strata deterioration law of the strip mining is similar to that of the sublevel mining.Thus, against that the actually measured data lacked, it is feasible to refer to the reservation of the waterproof coal pillar in the neighbor coalmine under sublevel situation.However, it is necessary to further launch the researc...     

充填散体作用下采动岩移的预测及其应用

弓长岭铁矿东南采区上含铁带应用露天开采,下含铁带应用无底柱分段崩落法开采,因开采规划不合理导致上含铁带、下含铁带平行矿体高差约300 m,严重影响矿山安全生产.为保障该矿露天地下协同安全生产,提出利用上含铁带剥离的废石充填下含铁带塌陷坑.利用FLAC3D软件模拟下含铁带开采过程,并对比分析了有充填散体、无充填散体作用下...     

节理剪胀耦合的岩体渗透特性数值研究与经验公式

利用UDEC软件,建立岩石节理剪胀导致岩体渗透特性改变的离散元数值模型,探讨节理剪胀效应对岩体等效渗透系数的影响。数值研究表明,在节理法向闭合和节理剪胀两种机制的共同作用下,随偏应力系数的增加,岩体等效渗透系数遵循先减小后增加的变化规律。当偏应力系数较小时,节理法向闭合机制占主导因素,导致等效渗透系数随偏应力系数的增大而减小;当偏应力系数较大时,节理剪胀机制占主导因素,导致等效渗透系数呈数量级增加。在岩体等效渗透系数的流固耦合方程中必须体现节理剪胀因素。提出的裂隙岩体等效渗透系数经验公式考虑了节理法向闭合和节理剪胀对等效渗透系数的贡献,且物理意义明确;最后参考J.ZHANG的实验研究成果验证了经验公式的合理性。     

地下铀矿开采方法的数值模拟技术研究

以南方某铀矿床的开采为研究对象,对可选用的留矿法、房柱法和分段空场法进行了初步分析筛选。在初步研究的基础上,对更适用的房柱法和分段空场法进行数值模拟计算研究,优化采场结构参数。综合分析和比较二者的安全性、开采效率和经济技术指标,最终确定分段空场法是该采场的最优采矿方法。     

陷落柱填隙物全应力-应变过程的渗流特性研究

岩溶陷落柱易导通含水层与煤层从而引发底板突水事故,已经成为我国华北地区下组煤开采的重要安全隐患。对于固结良好的陷落柱,其填隙物的渗透性直接影响着陷落柱的整体渗透性,且在采动压力的影响下,陷落柱填隙物的渗透性也在不断发生变化。为研究不同应力状态下填隙物渗透率的变化规律,对填隙物进行固结重塑,并利用MTS815.02渗流试验系统对重塑后不同初始含水率的填隙物试样进行了不同围压条件下的全应力-应变过程的渗流特性试验。试验结果表明:1)陷落柱填隙物全应力-应变过程渗透率的变化曲线可划分为压密段、破坏段和蠕变段,渗透率对应的呈现出减小-增大-减小的变化规律;2)填隙物的全应力-应变过程的渗透率峰值随围压的增大而减小,其峰值比与围压差存在指数函数关系;3)填隙物的初始渗透率和孔隙度随初始含水率的增大而增大,渗透率比和孔隙度比存在幂函数关系,在全应力-应变过程中渗透率峰值与初始值的差随初始含水率的增大而减小。     

煤炭资源开采对坡体变形影响规律模拟研究

为了研究煤炭开发造成的地表沉陷对坡体变形影响规律,基于FLAC数值模拟软件建立背坡和向坡开采两种数值模拟模型,分析对比了向坡和背坡开采对坡体变形的影响规律。研究结果表明:水平地表下煤炭资源开采对坡体的影响较小,坡体变形量较小;而坡体下煤层开采时,坡体的水平与垂直变形增加幅度均较大。背坡开采的垂直变形较向坡开采有大幅度增加,背坡开采的垂直位移最大值发生在坡体中部,向坡开采垂直位移发生在坡体端部,背坡开采和向坡开采垂直变形量最大值分别为3.9 m和1.5 m。研究成果可为类似条件下煤炭资源开发提供参考依据。     

中硬偏硬覆岩高强度综采覆岩裂缝带发育规律研究

 为了研究中硬偏硬覆岩高强度综采条件下覆岩裂缝带发育规律,根据潞安矿区王庄煤矿6206工作面开采地质条件,利用现场实测、数值仿真、相似材料模拟等手段综合研究确定了中硬偏硬覆岩综放一次采全厚导水裂缝带的发育高度。结合潞安五阳煤矿分层综采裂缝带高度观测资料,分析表明中硬偏硬覆岩高强度综采条件（分层综采和综采放顶煤）覆岩裂缝带高度与 成正比更符合现场实际情况,裂高采厚比达到20.2倍,所得经验公式可以用来类似条件下开采覆岩破坏高度预计,获得的裂高可以作为潞安矿区水体下采煤留设保护煤柱及保水采煤方案制定的参考依据。     

高应力环境下深部巷道布置位置的优化研究

随着开采深度的增加，地应力增大、深部巷道的支护成本也显著增加，因此，研究高应力环境下深部巷道的最优布置位置具有重要意义。结合金川二矿区分段道的现场实际。采用数值模拟与相似材料模拟相结合的手段，对深部高应力环境下金川二矿区分段道的最优布置位置进行了研究，结果表明，分段道布置在溜井位置上盘，分段道受采动的影响明显减小，分段道围岩的应力环境得到改善，有利于分段道的稳定。     

分段空场嗣后充填采矿法集约化开采顺序优化研究

某矿山是一个水文地质条件复杂,生产多年的老矿山,矿山采用空场法开采,多中段同时生产,采场多,生产效率低,时有采场顶板冒落等问题发生,严重影响企业的安全生产。为了解决这些问题,企业采用了分段空场嗣后充填采矿法,虽然大大改善了采场回采的安全,但矿山采用多中段生产,造成中段间相互影响,生产效率低,且存在潜在安全隐患,本研究在分段空场嗣后充填采矿法的前提下,采用数值模拟软件,依据摩尔-库伦破坏准则,通过对拟定的不同开采顺序采场回采进行数值模拟,分析不同开采顺序采场的应力及位移的变化情况,从而能选择适合矿山的开采顺序,为矿山实现集约化、规模化开采提供了依据,对矿山的安全、高效、经济的回采有至关重要的意义,也为类似矿山的开采提供了借鉴依据。