提高二步矿房矿石回收率的探索与实践

张马屯铁矿在二步矿房回采过程中,相邻矿房充填体大面积塌落,造成矿石贫化,并最终影响了矿石回收率。通过对充填体塌落原因的分析,提出几种解决方案,对于减少充填料混入、提高二步矿房矿石回收率有十分明显的效果。     

充填采矿法的改进

热兹卡兹甘矿床有些矿段矿石品位高（品位沿矿体厚度无变化），厚度大（超过18m），分一步和二步矿房以充填法回采，以保证矿量完全采出。一个盘区的回采顺序如下：一步矿房采准与回采；采空矿房充填与接顶充填；二步矿房采准与回采；采空的二步矿房充填。一步矿房以大家熟悉的浅孔崩矿工艺回采。在这种情况下，根据矿体厚度，用一个分层或分成几个分层回采’‘’。在相邻的一步采空矿房胶结充填工作结束且充填体达到必需强度之后，便开始二步矿房回采。二步矿房回采时，工人不进入采空区，只从凿岩装矿巷道钻凿扇形深孔崩矿’‘’。崩落的…     

卧虎山矿二步矿房采场稳定性分析及应用

针对卧虎山铁矿选用上向水平分层充填法开采二步矿房时面临顶板片冒、生产能力低、支护工效低等难题,对原有采矿法进行优化,采用一、二步矿房交替上升式充填采矿法。根据其采场结构建立开采力学模型,通过力学模型分析,确定一步矿房的超前开采高度10 m和二步矿房悬顶高度15.4m。采用充填体强度计算理论,得到了充填体强度的理论设计值为2.5 MPa,为采场稳定性控制提供了依据。最后,运用FLAC3D有限元分析软件,建立三维数值模型,对优化方案进行了验证。结果表明:确定的采场结构参数合理可靠,实现了卧虎山铁矿安全高效的开采。     

深部大规模开采岩体稳定性数值模拟研究

基于FLAC3D对马城铁矿深部大采场开采及回填过程中,围岩与充填体的稳定性进行数值模拟计算,并通过现场工程试验进行了验证。研究结果表明:(1)一步回采后,矿房出现顶板下沉和底鼓现象,间柱顶底板处应力集中明显,最大应力达到36.45 MPa,围岩局部呈塑性破坏;二步回采时,矿柱位置应力集中加剧,最大集中应力达到69.35 MPa,顶板最大位移15.01 cm,空区部分围岩呈失稳状态。(2)一步回采胶结充填后,胶结充填体对空区围岩起到了支撑作用,在一定程度上恢复了围岩三向受力状态,矿房顶底板应力集中程度减弱;二步回采尾砂充填后,充填体进一步抑制了空区塑性区的发展,围岩受力分布相对均匀,顶板位移与之前相比基本不变,顶底板变形得到了有效控制,保证了深部大采场开采的安全性和可靠性。     

缓倾斜极厚难采矿体采矿方法的试验研究

在东乡铜矿Ⅶ号缓倾斜极厚难采矿体中，采用多单元多步骤阶段矿房采矿法，将矿块划分为两个矿房分条和两个矿柱分条，又将矿房分条和矿柱分条划分为若干个回采单元，按单元编号，分单元分步骤回采，先采矿房单元，后采矿柱单元，采后用尾砂胶结和非胶结充填料处理空区，单元空场顶板应用注浆长锚索预控顶，使采矿方法获得成功。经济和社会效益显著。     

张庄铁矿高阶段二步采矿房边帮控制爆破探索

在阶段空场嗣后充填法二步回采时,爆破作用对充填体产生损伤,导致大量充填体垮塌,影响充填体稳定性和采场回采安全性。为了有效控制爆破作业对充填体的破坏,基于张庄铁矿工程特性,通过理论分析,得出高阶段二步采矿房护壁矿柱厚度及高阶段边帮爆破参数,经工业试验并结合采空区三维扫描对边界爆破效果进行分析。结果表明,此高阶段二步回采缓冲爆破方案取得了较好的爆破效果,对同类型矿山具有借鉴价值。     

国外专利简介

缓倾斜矿体的开采方法这种方法包括将矿体划分为盘区,沿装载进车道方向布置矿房进行回采,掘进盘区平巷和装载进车道,从装载进车道形成下部拉底空间,浇灌混凝土侧壁在矿房内构成人丁底柱,用凿岩爆破法落矿,放出爆下矿石后用胶结充填料充填采空区。为了靠减少构成人丁底柱的劳动量和提高矿房矿量的实收率以降低采矿成本,从相邻盘区的盘区平巷向待采矿房掘进装载进车     

充填体强度计算及稳定性分析

三鑫公司通过应用新型尾砂胶结材料,充填体质量性能有了明显的改善,胶结充填体的强度和自立高度能够满足采矿方法的要求.采用类比法、模型法等充填体强度计算方法计算了充填体保持稳定的强度.通过矿房胶结充填体的稳定性分析为二步矿柱回采方案和结构参数的确定提供了理论依据,生产中从技术和经济等方面考虑设计合理的一步骤矿房回采充填体强度,降低了充填成本.     

专利简介

采空区充填方法此发明旨在提高充填体强度和减少胶结料用量。用废石和胶结充填料依次充填采空的二步骤矿房。从横巷在采空矿房的下盘钻凿深度等于矿房全高的扇形孔。逐阶段爆破这些炮孔,从巷道向矿房内的崩落废石上充放胶结混合物。重复这个循环直到完全充满矿房为止。因公式V_b=V/2kp-1计算必须爆破的岩石量,式中:V_b和V—爆破岩石体积和空矿房容积,m~3;Kp—爆下岩石的松散系数。(苏联发明证书1652626号,     

张家洼铁矿崩落转充填采矿工艺及结构参数研究

随着绿色矿山理念的发展,崩落法矿山逐渐向充填法转型,隔离矿柱厚度和矿房参数对崩落转充填 后采场整体稳定性具有重要影响。针对张家洼铁矿无底柱分段崩落法转充填法问题,通过理论计算对隔离矿柱位 移进行求解获得保证下部充填采场稳定的隔离矿柱安全厚度。同时,利用 FLAC3D软件对不同矿房跨度和充填工 艺回采过程中的采场稳定性进行分析评价,确定最优采矿工艺和结构参数。研究表明：①12.5 m 厚隔离矿柱能够 满足过渡阶段采场稳定性;②15 m 矿房跨度顶板拉应力集中较大,且顶板位移显著增大,为了确保回采安全,优先 采用 10 m 矿房跨度,在顶板条件好的区域可以考虑采用 12 m 跨度;③采用 3 MPa、4 MPa 和 5 MPa 强度的人工假顶 均可保证下中段开采过程中采场稳定,因此可将 3 MPa 作为人工假顶的充填体强度标准;④阶段矿房内人工假顶 上部采用 1 MPa 充填体整体充填满足二步采充填体单侧揭露稳定要求,可降低原设计多次不同强度分层充填带来 的施工组织难度。     

大冶铁矿实测空区Surpac-FLAC3D耦合稳定性评价

阶段空场嗣后充填法一步矿房采空区稳定性对于保障矿山安全生产至关重要。通过采空区精细探测可得到采空区的准确形态,在FLAC3D软件中将实测空区Surpac模型导入,以大幅度提高空区稳定性分析的准确度,实现数字矿山的可视化。以大冶铁矿为例,利用VS150仪器测得嗣后充填采矿法一步矿房回采的空区探测模型,通过相应的耦合程序,将空区探测模型在FLAC3D软件中真实地展现,将设计的矿体模型与实测空区模型复合,精确得到了矿石回收率与贫化率指标,矿体超采量为1 423.4 m3,欠采量为1 413.3 m3,矿房回采质量较高,达到预期效果。结合实际工程岩体力学参数,分析了矿房开挖形成空区后的稳定性。经过现场工程验证,证明了分析的正确性,空区Surpac-FLAC3D耦合分析方法具有较大的应用价值。     

国外专利简介

有用矿物矿床的开采方法这种方法是先回采矿房,用胶结充填料充填采空区,随后开采房间矿柱,再充填采空区。为了提高矿体和充填矿体垂直暴露面的稳固性,以加大阶段高度和减少矿石贫化,在开始回采整个矿房矿量之前,沿矿房全长在矿房下部从两侧进行回采。随着矿房的回采减少空区的高度,并形成顶板暴露面,它与水平面所成的倾角要大于崩落矿石的自然安息角,用胶结充填料充填已形成的下部空区之后再回采矿房矿量。从矿     

两步骤分段空场嗣后充填采矿法充填体混入研究

东坪金矿井下厚大矿体采用两步骤分段空场嗣后充填采矿法,在矿房回采过程中,矿柱尾砂充填体不同程度混入采下的矿石中,增加了采矿贫化率,并导致选厂矿浆p H值变大,浮选跑槽,尾矿品位居高不下,选矿回收率降低等问题。通过原因分析,提出了"钻""探"结合、预留矿壁等多种措施使混入率由15%降低到2%以下,有效减少了充填体混入,降低了矿石损失率和贫化率,取得了显著的经济效益。     

采场二步骤回采充填体稳定性分析研究

阿舍勒铜矿采用大直径深孔嗣后充填法二步骤回采工艺,矿房充填体作为二步骤采场回采时的围岩,其强度和稳定性关系到二步骤采场回采的安全和经济效益。本文以0 m中段北1 #采场为试验采场,采用多种理论计算方法对矿房充填体的稳定性进行了计算和分析,建立数值计算模型,基于Phase2软件从位移、应力及塑性区进行模拟计算分析,综合分析得出：矿房采场的设计充填强度能满足二步骤采场回采强度要求,试验采场开挖后,其两侧帮充填体整体位移量较小,最大主应力普遍小于充填体的极限抗压强度,塑性区分布范围有限,且拉伸破坏区域未出现大范围相互贯通,说明矿房充填体稳定性较好,二步骤开采出现充填体大范围垮塌、冒落的可能性小。     

阿舍勒铜矿二步骤采场回采充填体稳定性分析

阿舍勒铜矿采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法回采工艺,矿房充填体作为二步骤采场回采时的围岩,其强度和稳定性关系到二步骤采场回采的安全和经济效益。以0m中段北1#采场为试验采场,采用多种理论计算方法对矿房充填体的稳定性进行了计算和分析。建立数值计算模型,基于Phase 2软件从位移、应力及塑性区进行模拟计算。结果表明,矿房采场的设计充填强度能满足二步骤采场回采强度要求。采场开挖后,其两侧帮充填体整体位移量较小,最大主应力普遍小于充填体的极限抗压强度,塑性区分布范围有限,且拉伸破坏区域未出现大范围相互贯通,矿房充填体稳定性较好,二步骤开采出现充填体大范围垮塌、冒落的可能性小。     

三维激光扫描技术在中深孔采矿中的应用

三山岛金矿深部中深孔采矿关键技术试验中,回采轮廓、损失贫化等难以使用全站仪进行精确确定,导致二步回采炮孔设计及爆破设计缺乏数据基础。为此,采用BLSS-PE矿用三维激光扫描仪对采空区轮廓进行扫描,扫描结果经专业软件处理后得到了爆破落矿量、爆破效果与设计比对图、二步回采爆破边界图等,为二步回采炮孔设计及爆破设计提供了依据。     

马钢姑山矿挂帮矿极复杂覆岩下矿石联采方案

马钢姑山矿挂帮矿Ⅱ期工程按原设计采用10 m段高进行开拓,需进行-90 m水平开拓采准工程,同时-90 m中段矿房顶板接近露天采坑回填体,回采率不足50%且回采安全得不到保障。设计了联采方案,以地处-100~-82 m水平的6~#穿脉所辖区域的矿体为例,开采顺序为首采矿房—充填首采空区—二采矿房—充填二采空区—回采矿柱(三采)—充填矿柱(三采)空区,选择浅孔留矿嗣后充填法进行开采,顾及到矿体围岩较不稳固,设计采用了预留顶板保安矿柱和预控顶支护等技术措施。联采方案的成功实施有效提高了回采率(达到90%),降低了生产成本,有效保证了回采安全,可供类似矿山参考。     

新技术 新设备

三山岛一技术成果获国家专利山东黄金矿业(莱州)有限公司三山岛金矿具有絮状层解功能的全尾矿砂浆充填塔技术成果获得国家知识产权局颁发的发明专利证书。该矿全尾砂高浓度充填技术是利用尾矿处理采矿空区的关键技术,将尾矿输送到充填塔中,采用风水联动的造浆工艺制造充填砂浆,通过管路将砂浆运输到井下矿房达到充填采矿空区的目的。同时,该技术对减少采矿成本和对自然环境保护的改善起到很大作用。在放砂口设     

大直径深孔落矿嗣后充填采矿工艺采场结构参数数值模拟研究

针对矿山大直径深孔落矿嗣后充填采矿工艺矿房布置情况及结构参数，运用FLAC3D软件进行数值模拟计算，对两种不同充填配比方案的充填体进行应力场、塑性区、位移场分析，结果表明：在保证充填体稳定性、安全性的同时，充填灰砂比可以由1∶4调整至1∶6,从而降低充填成本；对原设计在充填体中布置巷道回采二步骤矿房的方式会因巷道开挖导致充填体内部塑性变形，从而引发冒顶、垮塌等不利现象；根据模拟结果对二步骤矿房底部结构进行了设计优化，设计采用漏斗式、堑沟式、平底结构布置，充分保障了矿房回采的安全。     

三维激光扫描仪在矿山采空区探测中的应用

我国金属矿资源贫矿多、富矿少、埋藏深,持续开采后形成了大量采空区。为全面掌握矿山采空区形态、边界和空区体积,采用三维激光扫描仪对某地下矿山采空区进行空间扫描,通过对扫描数据进行处理,搭建空区模型,可清晰掌握空区体积、边界及内部形态,将模型计算结果与矿山采空区统计数据对比,数据误差值最大为2.4%,最小为0.7%,计算结果验证了三维激光扫描仪在矿山空区探测的适用性,可为空区治理及管理提供技术支撑。