基于点柱充填采矿法的矿体顶底柱规模化采矿研究

针对新城金矿Ⅴ#矿体的开采问题,设计了点柱式充填采矿法进行回采。介绍了开采方案、采准工程布置、回采顺序、回采工艺和巷道掘进等工艺。结果表明,点柱式充填采矿法留不连续矿柱比留连续矿柱的损失率低,点柱均匀地分布在采场的各个位置,可以均匀地支撑顶板,该采矿方法完全适合新城金矿V#矿体顶底柱的规模化开采需求,具有重要的实践意义。     

浅孔留矿法回采顶底柱的实践

顶底柱回采是矿柱回采的一部分,顶底柱回采工作是一项十分繁重的工作。顶底柱的回采常常落后于矿房回采很久,使得矿山的正常生产受到影响。因此,及时按比例在矿房和矿柱中采矿已成为矿山保证正常安全生产的重要措施。为确保这一措施的实行,则必须合理地选择及采用既经济又安全的矿柱回采方法。     

不良胶结充填体条件下矿柱回采方案选择

鸡冠咀金矿采用分段空场嗣后充填法开采,矿房采完用分级尾砂高水胶结充填,但矿房充填体质量较差、强度低,不能自立,给间柱和顶底柱回采带来很大难度。根据现场实际情况,提出间柱采用超前上向进路扩帮回采分区充填方案,顶底柱采用两步骤进路充填间隔回采方案,成功解决了不良胶结充填体条件下的矿柱回采难题。     

顶底柱间柱一次回采分段崩落法方案的实践

回采矿柱是一项技术复杂,安全条件差,贫损较大的采矿作业。特别是矿柱比重较大的采矿方法,合理选择矿柱回采方案对有效的开采矿床具有十分重要的意义。铜官山铜矿原用水平分层充填法回采矿房,矿柱未作具体方案设计,只提了一句分层崩落法回采,使我们碰到不少问题。在矿党委领导下,三结合试验小组和广大工人、干部和技术人员共同努力,通过多次试验和总结,试验成功了顶底柱间柱一次回采分段崩落法方案,逐年推广使用,并取得了较好的效果。     

滨海金矿床点柱式大规模开采矿岩稳定性分析

三山岛金矿新立矿区矿体赋存于海水之下,开采过程中不允许出现岩层移动与变形,在整体规划采准工程、回采顺序、矿柱尺寸、矿柱布置方式、顶底柱厚度、回采工艺等参数的前提下,通过数值分析,得出大规模开采下的海床形变规律,提出合理的开采方法与结构参数。     

坑下顶底柱矿量回采实践

铜山矿业公司地下采矿方法主要是分段空场嗣后一次充填采矿法。开采过程中,顶底柱矿量均未回收,矿石损失率达30%。根据实际情况及顶底柱的开采技术条件,提出了顶底柱回采方案,经回采实践,取得了较好的技术经济指标。     

电耙道桃形矿柱回收及空区充填方案研究与实践

为给间柱、顶底柱回收创造条件,呷村银多金属矿在对采空区胶结充填前,对电耙道桃形矿柱采用了后退式崩落、电耙出矿的回收方案,取得了贫化率7.3%,损失率12.6%的良好指标,实现了桃形矿柱的安全、高回收率回收。在对采空区充填时,选择了混凝土辅以木板的方式砌筑,保障了充填作业的顺利,同时根据回采间柱、顶底柱的要求采取了不同的充填体强度,为回收间柱、顶底柱创造了良好的条件。实践结果表明:采用的桃形矿柱回收方案和采空区充填方案,能顺利实现桃形矿柱和间柱、顶底柱的回收。     

某铀矿山采场顶底柱稳定性分析

采场顶底矿柱是地下矿山开采时衔接上下两个采场的部分,其尺寸的合理选择对上下采场的安全开采极其重要。针对某铀矿山开采的实际情况,对不同采场跨度时顶底柱的稳定性进行分析,确定了顶底柱厚度为5m时采场的极限跨度,并对其塑性破坏区的发展演化和垂直位移之间的关系进行了研究分析,可为铀矿山开采顶底柱设计与施工提供指导和依据。     

盘区隔离矿柱回采顺序数值优化

为充分回收矿产资源、提高资源利用率,有效回收暂留盘区隔离矿柱是某大型铜矿必须考虑的一个重要问题。在保障首采区矿房、矿柱采场安全高效开采的同时,为了安全高效回收暂留的盘区隔离矿柱,需要确定合理的盘区隔离矿柱回采顺序。基于地下矿山卸压开采思想,结合矿山实践经验,确定了盘区隔离矿柱回采应该遵循的原则,提出了3种备选回采方案。采用数值模拟方法分析了盘区隔离矿柱不同开挖顺序下采场围岩的力学响应特性,优化了盘区隔离矿柱的回采顺序,为盘区隔离矿柱安全高效开采提供了技术支撑。     

某金矿充填体下顶底残柱开采技术实践

为确保矿山充填体下顶底残柱的安全高效回采,根据顶底残柱赋存特征及开采技术条件,提出一种U型钢支架小进路充填采矿法,对采场结构参数、采切工程、回采工艺、采场支护、充填及工作组织等进行了详细介绍。现场工业试验表明,该方法能够安全、经济、高效地回采充填体下顶底残柱矿体,采矿成本为60. 56元/t,矿石损失率为5. 3%,贫化率为4. 8%,具有较好的技术经济指标,可为类似赋存条件下的顶底残柱开采提供借鉴。     

特大型水平矿柱底柱资源回收的技术问题分析及对策*

承担着国家最大镍矿资源生产基地-金川集团有限公司三分之二以上自产矿石原料生产的二矿区,采用多中段大面积连续回采,在两个采矿中段之间形成大面积水平矿柱。为最大限度地回收矿石资源,对水平矿柱矿石资源进行了回采,引起了国内各同行专家的高度重视与关注。特大型水平矿柱的开采在金川矿山尚属首次,在国内外矿山也没有先例,对于金川集团公司的可持续发展具有重要意义。本文结合金川二矿区目前水平矿柱回采形状和遇到的问题,对水平矿柱底柱回采面临的问题进行分析,提出建设性的措施,对水平矿柱矿石资源的安全、高效、合理地回收提供指导。     

深部矿体开采对隔离矿柱及回填体的稳定性影响研

根据某矿山开采实际, 利用PFC^2D建立了崩落法和充填法开采深部矿体的数值模型, 分析了2种方法回采深部矿体对上部隔离矿柱及回填体稳定性的影响。结果表明, 崩落法回采时, 上部隔离矿柱发生了破坏, 上盘地表出现拉应力集中, 塌陷区回填体和围岩发生较大沉降;隔离矿柱破坏前, 回填体和围岩的应力和位移变化不大;隔离矿柱破坏后, 上下盘地表的水平拉应力随开采深度增加逐渐增大, 且隔离矿柱的水平应力发生显著跌落。充填法回采时, 隔离矿柱未出现整体破坏, 上下盘地表未出现明显塌陷, 上下盘地表和回填体的水平应力变化不大, 但塌陷废石和隔离矿柱的水平应力随矿体开采深度增加而增加。研究结果可为矿山塌陷区和采空区治理以及深部资源安全开采提供科学依据。     

复杂水文地质条件下的大巷煤柱开采技术研究

老空水从东、西、北三个方向包围大巷下山煤柱段,煤柱回收过程中水文地质条件非常复杂。为了减少水文地质损失,提高煤柱开采安全系数,采用综合防治水措施,将老空水按照规定的路线运移、排放,满足了安全生产需要;为了最大限度地开采煤炭资源,采用煤柱开采的优化设计,实现了精采细收,延长了矿井服务年限。对大面积老空水三面包围的大巷下山煤柱开采技术的研究,为衰老矿井的可持续发展提供了技术支持,同时,为复杂水文地质条件下开采煤柱的相似矿井提供技术经验数据。     

盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法应用研究

南京栖霞山铅锌矿采用上向点柱分层充填采矿方法回采,由于随着开采深度的增加,采场顶板及上盘围岩应力集中,引起顶板冒落。为了提高回采作业安全性和回采率,盘区上向分层进路阶梯式回采充填采矿方法由多个采场组成一个盘区,以进路方式由下向上分层回采,每一分层间隔布置Ⅰ、Ⅱ期若干进路,以每条进路为单元分别进行回采和充填,Ⅰ期进路超前Ⅱ期进路形成阶梯式回采,进路充填不需进行采场接顶,一个采场可间隔布置多个作业面进行采矿和充填。为了有效控制Ⅱ期进路回采时Ⅰ期进路充填体垮塌现象,提出了预留梯形矿柱或连续条形矿柱的回采方案,保证了回采作业的安全。应用研究表明,采场的综合生产能力达到每月6 452t,回采率达到了87.1%,贫化率小于3%,生产能力完全达到了设计的要求。     

滨海矿山深部开采水力调查及稳定性分析

占地球表面71%的海洋蕴藏着丰富的矿产资源,随着陆地矿产资源日益减少,海底资源开采成为未来的发展方向,其中海底基岩矿产资源深井开采普遍面临富水和高地应力的问题,水和应力的分布及其耦合作用是影响海底深井开采安全性的重要因素。以滨海矿山三山岛金矿深井开采为背景开展水力研究,调查矿区深部含水带分布,开展现场地应力测量,统计深部岩体节理裂隙分布规律,研究深部岩体的渗透性,建立水力耦合数值模型,对深部矿体进行模拟开采。通过上述研究工作,获得了矿区地应力分布规律,深部岩体渗特性以及资源开采过程中围岩位移、应力的时空演化规律,并指出了潜在危险源的时空分布。     

顶底柱残矿回采的临时支护配合间隔进路式方法的应用

在康家湾开展顶底柱残矿回采已有10多年的历史,积累了丰富的经验,总结提出了顶底柱残矿进行回采的临时支护配合间隔式进路回采方法。通过10多年的实践,回采出20余万吨高品位顶底柱残富矿,取得良好的效果。证明该种施工方法和工艺流程非常适用顶底柱残矿安全高效回采。本文分析总结该施工方法的支护参数和施工工艺,为国内使用充填采矿法的矿山安全回采顶底柱残矿具有重要的作用和意义。     

采空区隐患影响下的残矿协同开采技术研究

采空区时空分布复杂、地压显现严重是制约赣南钨矿残矿资源回收的关键性技术难题。为解决赣南地区钨矿残矿资源回收的难题，基于“协同开采”理念，兼顾资源开采与隐患处理，提出了针对赣南地区 钨矿的采空区探测-微震实时监测-残矿协同回采(探-监-采)的协同开采关键技术方案，并结合赣南某典型钨矿开展了工程案例分析。研究表明：针对31132矿块空区复杂的时空分布特征，以三维精细探测技术为基 础精细化构建了整体地质模型和采空区模型，精确得到残矿形态与残矿量，矿量估算误差小于10%，并以此为基础分别对顶柱、底柱和间柱因地制宜制定了回采方案；残矿回采过程中建立了IMS微震监测系统，对31132 矿块采场的采空区稳定性进行了实时监测和预警，并协同应用空区封闭、胶结充填等方法处理空区，实现了空区隐患处理与残矿资源回收的有机统一，完成了31132采场顶柱残矿全部回收，并为间柱回采创造了条件。 研究结果可为赣南地区钨矿残矿资源安全、高效、协同开采提供技术参考。     

王洼煤矿无煤柱开采的采区设计方案确定

窄煤柱或无煤柱开采技术,不仅可以提高资源回采率、增加矿井的服务年限,缓解矿井采掘接替的矛盾,更有利于巷道围岩应力的重分布,逐步被矿井实施推广。根据王洼煤矿11采区北翼剩余工作面的开采情况,采用优化煤柱尺寸的方法,设计煤柱尺寸为5 m、2 m和无煤柱开采3种方案,分别与原有方案进行经济技术评价分析和成本核算,综合得出11采区北翼剩余综放工作面采取无煤柱采区设计方案。在保证矿井安全回采的前提下,该方案可节约生产成本,提高矿井经济效益。     

金川二矿区16行垂直矿柱安全高效回采实践

分析16行垂直保安矿柱的受力状态以及对整个采场稳定性的作用,以采场稳定性为基础,研究金川二矿区大面积连续开采暂时留设的16行垂直矿柱资源回采技术,开展矿柱安全采矿设计和回采实践。结果表明,在二矿区大面积连续开采过程中,垂直矿柱在高应力作用下产生整体塑性屈服破坏。当回采水平低于垂直保安矿柱以后,整个矿柱对采场的支撑作用逐步减小直至作用不明显,因此回采矿柱对采场整体稳定将不产生显著影响。实践中有效回采了16行垂直矿柱资源。     

房柱式开采合理采留比数值模拟

为了促进矿山的安全生产管理,进一步提高房柱式采矿法在矿山的资源采出率,合理确定房柱式开采过程中的采留比例,采用UDEC数值模拟软件对不同采留比例条件下采场的矿山压力显现规律进行了模拟分析,结果表明采宽对于工作面稳定性的影响程度远大于矿柱宽度对工作面稳定性的影响程度,另外,通过对数值计算的塑性区图、垂直位移图、垂直应力图和主应力图的对比分析,最终确定在埋深128～351 m、倾角6°～10°矿层赋存条件下比较合理的采留比为4 m×4 m。