早强胶结充填体与矿岩相互作用机理分析

早强胶结充填体与矿岩的相互作用机理是提高充填效率与效果的关键。为了研究早强胶结充填体与矿岩的相互作用机理,选用石蜡为研究对象,运用应变计、电阻应变片进行监测,进行裂纹扩展表征比较。建立数值模拟试验模型比较应变值和安全系数分布。通过对未充填、单充填体、双充填体、双充填体非对称分布、充填体蠕变失效等5种工况的比对研究,提出基于充填空区关键块撞击冲量的阶段矿房上向水平分层错开嗣后充填采矿法。试验结果表明:石蜡能够作为胶结充填体早期强度模拟材料;在矿房矿柱相邻水平错开回采能够有效减小应力集中;在同等荷载作用下能够减小充填空区侧帮的塑性破坏区面积。充填体发生失效后导致早强胶结充填体与矿岩相互作用的力学变形特征发生突变。     

无间柱连续开采矿块结构参数优化数值模拟

根据石湖金矿开采技术条件和生产规模,采用三维弹塑性数值模拟软件分析了无轨机械化上向水平分层全尾砂胶结充填采矿方法不同最大控顶高度、超前回采分层数,以及不同矿体厚度的不同采场暴露面积下矿块稳定性,得出合理的矿块结构参数,为石湖金矿井下开采设计、生产和安全管理提供理论指导。     

矿岩接触带充填体早期承载特性试验研究

为研究胶结充填体早期强度时的矿岩接触带力学作用机理,根据不同充填体情况下的矿房矿柱受力特点简化了相应的力学模型,分析矿岩顶板和矿柱的力学作用机理并进行了相关的模拟实验。选用没有强度的橡皮泥作为早期强度的胶结充填体,通过电阻应变仪对接触带内置电阻应变片和表壁粘贴电阻应变片的应变值进行比较,分析在不断加载过程中接触带及各处的应变变化情况,同时进行数值模拟的相关验证工作。结果表明,在荷载作用下接触带处拉压应力发生突变,挤压造成充填体内部向中心区域挤压。     

单侧揭露后侧受压胶结充填体稳定性分析

为了研究阶段空场嗣后充填采矿法中单侧揭露后侧受压状态下胶结充填体的稳定性,根据胶结充填体、围岩和非胶结充填体三者之间力学作用关系,建立了更加符合现场实际的胶结充填体在单侧揭露后侧受压状态下三维力学模型,并同经典解析法计算结果进行比较。研究结果表明:在设计单侧揭露后侧受压胶结充填体强度时,采用自立性人工矿柱模型是不足的,应当考虑后侧非胶结体受压作用、自身尺寸、充填体与围岩之间有效摩擦力和顶部外荷载等因素。     

在建拟建项目信息

琵琶山钼铜矿年产3万t采矿工程 该项目位于安徽省池州市青阳县新河镇境内,设计矿井年生产能力为3万t,矿山设计服务年限5 a。采用平硐盲斜井开拓方式,上向水平分层胶结充填采矿法或下向水平分层胶结充填采矿法。     

高阶段嗣后分层胶结充填体强度及结构优化研究

为解决高阶段嗣后分层胶结充填体强度设计保守导致充填成本过高的问题,以大冶铁矿矿岩—充填体力学参数为基础,通过3种力学理论模型进行了分层胶结充填体强度需求解析计算。开展了以充填次数与分层结构为影响因素的充填体强度影响规律研究,得到了胶结充填体强度与充填次数之间的数学模型及折减系数。采用FLAC3D软件进行了二步骤采充时序的数值模拟搜索计算,得到了中间层充填体的黏聚力及强度需求的最小数值解,并在此基础上对高阶段嗣后分层胶结充填体的灰砂比及分层结构进行了优化。研究成果有助于大幅减少矿山胶结剂用量,降低充填成本,可为类似矿山进行充填体结构及强度优化设计提供参考。     

金川矿区的地下采矿方法

金川镍矿井下开采的20年生产实践表明,不宜采用崩落采矿法和干式充填采矿法,而采用胶结充填采矿法则收到了较好的效果。在胶结充填采矿法中又以上向水平分层胶结充填法和下向倾斜分层胶结充填法效果最佳。上向水平分层胶结法劳动生产率高、结构安全、矿石的贫化率及损失率较低,但要求矿岩稳固;与上向水平分层胶结充填法相比,下向倾斜分层胶结充填法虽然劳动生产率稍低、矿石贫化率及损失率大和木材消耗量高,但适应条件好,可在矿岩破碎及产状较复杂的矿体中采用。 本文还介绍了金川镍矿的机械化充填系统。一矿区的充填系统是由地表水泥搅拌站、砂石仓和井下混凝土搅拌站、电耙耙运系统组成。二矿区由于采场深度在500米以下,水平距离为200～1300米,不适于电耙输送,而采用高浓度(78～80％)细砂料浆管道新工艺,比较好地解决了问题。 文章对金川镍矿今后的发展还提出了改进意见。     

盘区机械化分层采矿充填策略

为适应采矿设备大型无轨化发展要求 ,本文根据凡口铅锌矿多年生产经验及研究结果 ,通过总结采场生产能力与主要作业工序的关系 ,给出了不同采场尺寸及无轨设备条件下适宜的盘区机械化分层采矿的充填效率 ;并参照路面设计原理 ,合理设计了大型无轨设备运行的采场分层充填强度 ;最后在满足上述充填要求的基础上 ,通过改善充填材料组成及优化充填工艺 ,达到了降低充填成本、提高矿山经济效益的目的。     

凡口铅锌矿盘区机械化分层采矿充填策略

为适应采矿设备大型无轨化发展要求,根据凡口铅锌矿多年生产经验及研究结果,通过总结采场生产能力与主要作业工序的关系,给出了不同采场尺寸及无轨设备条件下适宜的盘区机械化分层采矿的充填效率.其次,参照路面设计原理,合理设计了大型无轨设备运行的采场分层充填强度,最后,在满足上述充填要求的基础上,通过改善充填材料组成及优化充填工艺,达到了降低充填成本、提高矿山经济效益的目的.     

水砂充填采矿中采场内充填体渗流问题研究

通过对上向水平分层水砂充填采矿中采场内渗流规律的研究,建立了渗透系数、比储水系数、充填层厚度、脱水井间距等多参数影响下求解充填采场内充填体脱水时间的数学模型,并使用MATLAB编写了相应的数值计算程序,提出了实验室准确测定渗透系数和比储水系数的原理和方法。在此基础上,对红透山铜矿上向水平分层水砂充填采场内充填体在不同工艺参数影响下的脱水效率进行了模拟计算,得出各个参数与脱水效率的关系曲线。     

获各琦铜矿矿房回采方案优化比较

西部铜业有限公司现在已经成功使用了胶结充填采矿法。采矿实践发现,使用浅孔留矿法回采完间柱,充填后,再回采矿房时,用上向水平分层充填采矿法比用分段空场嗣后充填采矿法更加合理。通过分析对比上向水平分层充填采矿法和分段空场嗣后充填的各项技术经济指标,得出使用上向水平分层充填采矿法回采富铜矿体矿房更优化的结论,从而为其它矿山回采类似矿房提供借鉴。     

无轨开采技术在某铀矿山的应用

凭借无轨采掘设备在矿山开采中拥有的极大优势,现代化矿山生产中无轨开采技术得到了越来越多的应用。某铀矿井下生产采用液压凿岩台车、铲运机等配套无轨采掘设备,通过在上向水平分层充填法和房柱法中的成功应用,逐步摸索总结出适合铀矿山及类似矿床开采特点的无轨开采技术。实践表明,无轨开采技术具有机械化程度高、劳动生产率高、安全系数高、作业人员少、劳动强度低、生产成本低等优点。因此,无轨开采技术在铀矿山及类似矿床应用前景广阔。     

某地下矿山充填采矿过程的ABAQUS数值模拟分析

运用大型三维有限元软件ABAQUS，基于现场地质调查和室内试验得到的数据， 根据矿体开采条件，建立开采模型，对矿体开采和充填过程进行了数值分析，得到了每一施工步的应力场和位移场分布规律。对于每一施工步而言，围岩中应力场由于开挖效应先增大，后因充填作用又减小。结果表明，使用上向水平胶结充填法时，采用胶结充填和尾砂充填可以有效控制采场围岩的稳定性。充填体可以有效地抑制围岩应力释放和变形，减缓岩层储备能量的释放速率，避免出现冲击地压等动压现象。同时对采场的稳定性和安全性做出了综合评判，得出一些非常有益的结论。     

党家河煤矿转接辅助运输设计研究

为了提高鹤壁煤业陕西党家河斜井开拓煤矿辅助运输效率,研究了在斜井巷道采用架空乘人装置运送人员或轨道矿车运输材料和设备,在井下换装硐室进行快速换装后由无轨胶轮车直达运输。详细论述了人员、材料及综采工作面设备的换装运输工艺、无轨胶轮车的设计、车型配置和车辆入井及升井方法。结果表明：无轨胶轮车载重量大、机动性强,综采工作面设备均可实现点到点的直达运输,安装和拆除快速|辅助运输人员减少50%以上,辅助运输综合效率提高40%以上;降低了工人劳动强度,从根本上消除了各类运输事故的发生。     

大进路无轨机械化联合充填连续开采新技术

结合云南驰宏锌锗股份有限公司会泽铅锌矿深部复杂难采矿体的开采,采用水压支柱护顶联合充填连续开采新技术对传统上向水平分层充填法进行了革新。以单体水压支柱顶板支护为技术核心,采用控制爆破技术,以及组合可拆式隔离墙施工技术和无轨机械化施工技术,扩大进路断面,加大废石充填量,实现了连续开采,确保采场顶板稳定,简化采矿工艺,降低采切工程量;进一步降低贫损指标,提高采矿生产能力。     

基于逼近理想解排序的采矿方法选择

综合考虑影响采矿方案的技术、经济、安全指标, 利用层次分析原理建立采矿方案综合评价指标体系, 采用信息熵确定评价指标的权重, 运用逼近理想解排序法对多种方案进行综合评价, 计算出各方案的综合优越度。最后, 将该方法用于工程实例, 得出浅孔留矿法、下向分层胶结充填采矿法、上向分层胶结充填采矿法和上向进路胶结充填采矿法的综合优越度依次为77.3%、23.1%、83.1%和53.8%, 从而确定上向分层胶结充填采矿法为优, 此结果与突变级数法的评价结果一致。     

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。     

硬岩铀矿无废协同开采模式及技术研究

针对我国硬岩铀矿开采中效率低、损失大以及堆浸铀尾渣、含放射性废石处置难等问题,结合“协同开采”理念,提出了硬岩铀矿无废协同开采模式。该模式通过调整回采工程布置,优化充填与尾废处置 工艺流程,采取相应的工程技术措施,使采矿与堆浸、采矿与充填、充填与堆排在时间和空间上实现协同,达到安全高效开采铀矿资源和无废处置铀矿冶尾废的目的。以粤北某铀矿为例,分析了现有上向分层干式充 填法和堆浸、尾废处置工艺的特点,开展了堆浸铀尾渣充排试验,改进了采矿方法,设计了采—充—排协同工艺方案,并对其工程应用效果进行了评价。研究表明：灰砂比为1∶10和1∶14、质量浓度为76%的充填体, 能够满足该矿机械化上向分层充填法和地表同步固化堆排的要求;采用无废协同开采模式后,采场生产能力和回采率可分别提升至135 t/d和88.86%,含放射性废石达到地表零排放,堆浸铀尾渣通过井下胶结充填和地 表固化堆排得到了有效处置,矿山经济效益和环境质量得以明显提升。     

获各琦铜矿上向水平分层充填采矿方法完善

获各琦铜矿已经成功使用了上向水平分层充填采矿法。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,矿岩较破碎,若继续采用原有的充填采矿法的采场结构参数,已经很难满足正常生产的需求,鉴于此,对采场结构参数进行调整,完善了采场结构参数。本文的目的就是通过分析对比点柱式的采场结构参数方案和调整后的采场结构参数方案的各项技术经济指标,得出使用调整后采场结构参数的上向水平分层充填采矿法来回采深部中段矿岩较破碎的富铜矿地段的矿体更优化的结论,从而为其它矿山回采类似矿体提供借鉴。