采场结构参数优化的Mathews稳定图法

由于开采技术优化和开采设备的更新,九仗沟金矿开采过程中出现矿房设计过于保守、开采成本过高等问题。针对九仗沟金矿破碎带内矿体开采的相关问题,进行地下矿岩地质信息的编录,调查统计出Mathews稳定图法所需要的参数。根据这些参数,应用Mathews稳定图法中稳定系数的计算方法计算出每个矿房的稳定系数,然后通过矿房稳定系数在Mathews稳定图上计算出每个矿房的水力半径值和极限跨度。研究结果表明:矿房的极限跨度为7.5 m。为保证安全生产,实际生产中矿房跨度应该控制在7.5 m以下。     

Mathews法稳定性分析在佛子铅锌矿安全高效开采的运用

用Mathews法可确定矿山采场的稳定性,可为采矿方法选择和地压控制提供依据。通过岩体分级建立了岩体质量和采场跨度之间的经验关系;采场顶板及矿体上下盘RQD值、Q值及其他相应参数的计算,针对广西佛子矿目前矿体和围岩的稳定性分析,运用Mathews稳定图法确定采空区顶板持续冒落水力半径,并计算其稳定性系数,最终确定其稳定性。结果表明Mathews法可以向矿山安全开采提供重要的基础资料和依据。     

基于拓展的Mathews稳定图法和数值模拟的采空区稳定性分析

某铅锌矿经多年开采遗留下一些未处理采空区,为进行后续开采,现需对采空区进行稳定性研究。通过拓展的Mathews稳定图法、FLAC3D数值模拟软件进行研究,并基于Mathews稳定图法分析暴露时间对采空区稳定性的影响。以矿山三个未处理采空区作为研究对象,利用RMR和Q＇值进行岩体质量分级,根据获得的岩体力学参数,使用增加了稳定性等概率线的Mathews稳定图,计算出采空区顶板及上盘的稳定性及稳定概率;计算考虑暴露时间的采空区稳定性概率,进行比较;利用FLAC 3D数值模拟软件对采空区进行稳定性数值模拟分析,并与Mathews合成图得出的结果进行对比。结果表明：综合Mathews稳定图法和FLAC 3D数值模拟,6204采空区顶板评价结果为不稳定,其他采空面均为稳定;随着暴露时间的增加,采空区稳定性随之降低,且对岩性较差的采空区有较大影响;拓展的Mathews稳定图法与数值模拟可以相互验证,综合分析采空区的稳定性。     

邢台岳沟一带石榴子石矿地质特征及开采技术条件

邢台市岳沟一带石榴子石矿床赋存于太古界赞皇群放甲铺组下段石榴斜长角闪岩、石榴角闪斜长片麻岩中,属区域变质型矿床。矿区内共发现10个矿体,呈似层状、透镜状产出,矿体长约194～1 282m,矿体厚4.46～23.75m,含矿率较稳定,平均含矿率14.56%。矿区水文地质和工程地质条件较简单,环境地质条件中等,为Ⅱ-3型。     

浅埋大采空区残矿回采上覆岩层及井筒稳定性研究

为了保证浅埋大采空区残矿回采上覆岩层、井筒的稳定性以及矿区上方宿舍、设备和人员的安全,以朝不楞矿区为工程背景,在前期勘探取样、现场测试和室内力学实验的基础上,分析了矿体采空区顶板和井筒的破坏机理,基于H-K体建立了矿体采空区顶板流变力学模型,为残矿回采提供了理论依据;并且采用FLAC^3D数值模拟软件,分析残矿回采上覆岩层和井筒的应力、位移变化规律。研究表明：Ⅲ区回采后,上覆岩层最大拉应力为0.13 MPa,最大位移为1.6 mm,井筒最大拉应力为5.9 MPa,最大位移为0.2 mm,均满足限定标准。该研究成果可为浅埋大采空区残矿回采提供参考。     

镜铁山矿桦树沟矿区II中矿体放矿模式的研究与应用

桦树沟矿区II中矿体为薄矿体,且矿体极不规则,回采近路垂直与矿体走向,沿用目前的放矿模式（截止品位）矿石回收率偏低,达不到计划值 ,主要由于放矿模式与回采工艺不相匹配。为探求这部分矿体的放矿模式,根据放矿学原理及矿石回收难易程度,提出“组合放矿”模式,其中下盘残留区按照“出矿总量控制”出矿,要求回采率≥85%,中间部位按照“截止品位”出矿,要求掌子面围岩比例控制在40%以内,该出矿模式在镜铁山矿其他矿体应用比较成熟,上盘穿口区域按照“松动出矿”,“截止品位”交替出矿模式,“松动出矿”达到爆破补偿空间便可。为进一步论证以上出矿模式的合理性,进行了实验室放矿研究,试验综合回采率达到81.48%,贫化率为10.00%。通过4 a时间的实施,在桦树沟矿区II中矿体2 865~2 835 m取得了较好的效果。     

香炉山钨矿东部采区残矿回采方案研究

香炉山钨矿东部采区遗留有大量高品位残矿资源,是矿山后续生产的重点,影响到公司可持续发展,回采意义重大。针对井下采空区安全隐患突出,矿体赋存形态各异,回采难度极大的特点。本着"因矿施法",提出超前充填空场嗣后充填采矿法回采空区内留下的点柱和部分顶底板矿,垂直分条两步骤充填采矿法回采较完整的条柱、部分顶板矿,上向水平分层充填采矿法回采部分顶板矿,实现了不同产状的矿体分别安全有效回采,对矿山生产具有很好的指导意义。     

缓倾斜多层薄矿体开采应力及岩层移动研究

针对缓倾斜多层薄矿体的特点,以江西省上横山矿区钒矿段为例,分析了3个主矿体的赋存特点和开采难点,并选择了合适的采矿方法。在此基础上,采用有限元数值模拟方法,对矿体的回采全过程进行模拟研究,得出了开采过程中不同矿房参数设计,不同超前距离开采方式下的矿体及围岩的移动规律和应力变化情况,为该类矿床开采提供参考。     

大直径深孔空场嗣后充填法采场结构参数优化及稳定性分析

大直径深孔空场嗣后充填法是安全高效开采倾斜极厚矿体的有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以Jama铜矿1 000万t/a超大规模地下开采为工程背景,利用Mathews稳定图法计算了采场稳定区间和水力半径,并基于“隔三采一”的开采方案,采用FLAC^3D软件开展了4组采场结构参数条件下的采场稳定性数值模拟,从而优选出合理的高中段大采场结构参数。Mathews稳定图法采场顶板、侧帮暴露尺寸与水力半径的关系分析表明,当采场顶板跨度为15 m、中段高度为100 m时,采场长度应小于46 m。数值模拟结果表明:二步骤矿柱宽度从15 m增加至19.5 m时,采场顶板的位移、塑性区体积随着跨度增大而增加,底部结构堑沟的两帮安全系数较低且易发生部分剪切破坏。数值模拟与Mathews稳定图法分析结果一致,确定了大直径深孔空场嗣后充填法的最优采场结构参数为采场长度45 m,一步骤矿房宽15 m,二步骤矿柱宽18 m,采场高100 m。研究结果为实现倾斜极厚矿体高中段大采场安全回采提供了理论支撑。     

五立铁矿采场结构优化数值模拟

合理的采场结构参数是实现矿山安全高效开采的重要前提。针对五立铁矿的矿岩条件,设计采用阶段空场嗣后充填法开采围岩稳固的厚大矿体。以此为工程背景,采用Mathews稳定图法与FLAC~(3D)数值模拟相结合的方法对采场结构参数进行优化研究。首先利用Mathews稳定图法初步选定采场结构参数,计算得出采场临界跨度为22m;然后通过改变采场跨度,借助FLAC~(3D)数值模拟软件进行优化分析,得出16 m和18 m的矿房跨度下,矿房可以保持稳定,因此建议矿房跨度小于18 m。     

余华寺矿地表尾矿干堆对地下开采的影响研究

为了研究地表尾矿干堆对井下开采的影响,建立了余华寺矿区三维模型,利用FLAC3D分析软件,对地表尾矿干堆进行了模拟,最终得出地表干堆对井下生产水平的应力和位移几乎没有影响,而对近地表部分影响大。上盘矿岩接触带和矿体走向两端出现了高应力区,需要对此处重视并采取有效措施,以保证矿山正常生产。     

下盘铁矿矿柱爆破回采对上盘矾矿稳定性影响分析

根据七角井铁矿下盘铁矿体和上盘矾矿体的空间赋存关系,如果对铁矿体预留的矿柱进行回采,很有可能对矾矿体的稳定性造成重大影响。为了保障矾矿体的安全高效开采,在回收下盘铁矿体预留矿柱的同时,尽可能减小对矾矿体稳定性造成影响,提出了2种矿柱回收方案和空区处理方案,矿柱回采方案为间隔间柱抽采法和间隔间柱控制爆破堆坝法,并对2个方案进行了数值仿真模拟,模拟结果显示：采用方案一可有效控制上盘围岩的垂直位移量,最终位移量仅为10.83 mm,而采用方案二开挖上盘围岩的垂直位移量较大,达到17.45 mm,可能会造成上盘围岩的坍塌,最终确定方案一为矿柱回收和空区处理方案。     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

狮凤山难采矿体回采方案的研究

以狮凤山铜矿71#矿体940~965 m水平为研究对象,针对缓倾斜、倾斜的中厚难采矿体,经过分析、可行性论证,采用有底柱分阶梯回采方案进行试验。通过对难采矿体采用分阶梯回采的方案研究,在原分段的底部结构工程保持不变的前提条件下,根据矿体赋存条件、矿体开采技术条件,优化了采场结构参数。试验研究的结果表明,矿石贫化减少,采场生产能力增大,入选品位提高,运行成本降低,最大限度地回收利用了矿石资源。     

房柱式采空区高精度勘查技术北大核心

为解决常规勘查技术对煤矿房柱式采空区边界、开采具体参数、顶板及围岩稳定性等要素精度及能力不足的问题,对神府矿区房柱式采空区形成和赋存特征进行详细调研,然后利用地面电法精细成像技术圈定房柱式采空区分布范围,为首个钻孔提供靶区,指导钻探快速揭露采空区;再通过高精度孔中三维激光扫描技术,以连续追踪方式实现煤矿房柱式采空区精准勘查。本方法的优点是集成了地面及孔中探查技术的各自优势,通过地面物探精细成像技术指导钻探快速揭露房柱式采空区,采用高精度孔中扫描技术实现了房柱式采空区边界、开采具体参数、顶板及围岩稳定性、积水情况要素的高精度勘查;同时钻孔布设依据充分,没有无效工作量,节约了钻探工程量和钻探成本。     

磷矿地下开采地压规律的FLAC3D数值模拟

以云南磷化集团有限公司晋宁磷矿2号坑口北采区深部矿体为工程背景,通过FLAC3D数值计算工具,对不同矿体厚度下深部磷矿体地下开采过程中采场、围岩的稳定性及地压活动规律进行研究。数值计算结果表明：①矿体采出后,采空区上覆岩体的自重力向周边新的支承矿壁点转移,在采空区上方形成卸压带;同时在其前方与后方两侧矿壁附近形成支承压力增压带。随着采场向前推进,超前支承压力随之前移,采场覆岩受采动影响的范围也在不断扩大。②倾斜条件下,矿体开挖后所形成的采空区上部覆岩与下部覆岩应力状态是非均匀、非对称的,整体上采场上部矿压显现程度比下部明显。③随着开采矿层厚度的增加,矿体开挖形成采矿区后,采场覆岩受采动影响的范围更大,而矿压显现的程度则减弱。采空区前方支承压力区域最大应力集中系数减小,塑性区范围增大。     

Optimization design of deep lean-ore mining and safety evaluation

In order to settle the mining optimization design and safety problem of the above 1 150 m pillar of No.1 ore-body in No.II Mining Jinchuan, the lean-ore above 1 250 m, the 1 150 m horizontal pillar and the ore-body below 1 100 m regarded as research objects based on the original design project, and nine calculation schemes on different mining sequence and different fill body strength were put forward based on cement-sand ratio of 1: 4, 1: 12 and 1: 24. Calculation parameters were got by the back analysis method of field monitoring data, and the FLAC^2D program was applied to compute for these schemes, stress and displacement of ground settlement, shaft and stope roof were analyzed, and some conclusions were got. Results show that the intensity of filling body and the mining technique have very important effect on controlling settlement and stability of surrounding rock; Developing of lean ore have some influences to the 16th return air filling shaft, especially for 1 500∼1 400 m of the shaft; The best project is the first project. This research supply some technique references and safety appraisals for the mining of lean-ore of No. II Mining Jinchuan.     

低价值矿体复杂采空区群治理技术研究

来龙矿区方解石矿山采空区群体积已经达到了350万m3,矿体低价值的属性造成了采空区治理安全与经济的矛盾。为了有效地治理采空区,首先对350万m3的采空区进行了三维测量,建立了三维模型,然后对矿区的工程地质进行了调查,对采空区稳定性进行了评估,开发了采空区围岩稳定性连续监测系统,在矿区采空区群治理中得到了很好的应用。     

西石门铁矿缓倾斜破碎矿体崩落法开采损失贫化控制

西石门铁矿北区新探矿体为缓倾斜破碎的厚-中厚矿体,地压显现严重,属于极度难采矿体。矿山采用无底柱分段崩落法开采,受矿体倾角和厚度限制,开采中损失贫化较大。为制定损失贫化控制措施,在研究矿石散体流动规律、矿岩冒落规律和损失贫化发生过程的基础上,根据垂直方向上回采分段数量的差异将矿体划分为不同开采区域,分别制定了损失贫化控制措施。针对3个分段的回采区域,因其贫化会较大,主要制定的贫化控制措施是实行当次废石混入率与单一步距总的放出量2项指标控制的低贫化放矿;针对小于3个分段的回采区域,若矿石被崩入空区,由于下部分段无回收条件,损失会较大,需控制损失,可采用双进路同步距回采的方式,促使矿岩快速冒落形成覆岩下放矿条件,减少崩入空区矿石量;另外总结了回采过程中脊部存留矿石问题的处理措施。这些措施在西石门铁矿北区新探矿体开采过程中得以应用,损失率为16.34%,贫化率为22.51%,效果良好。     

采场结构参数优化与验证

合理设置采场结构参数是矿山企业需解决的技术难题。以大新锰矿西北采区+340 m中段的采矿工程为背景,采用Mathew图法验核现有采场设计参数的合理性,优化了采场结构参数。研究结果为:1矿山矿柱尺寸选取合理,能够保证开采安全;2矿块斜长为60 m时,Ⅰ矿与Ⅱ、Ⅲ矿的矿房沿走向的极限宽度理论计算值分别为13.5,10.8 m;建议在今后采矿设计中矿房宽度取9 m;3合理布置西北采区Ⅱ、Ⅲ矿矿柱与Ⅰ矿矿房采空区位置,使之达到上下对应,减少矿柱不合理布置带来的安全隐患。