基于组合赋权的大体积充填体下回采进路参数优化

针对金川二矿区深部大体积充填体下下向进路式胶结充填法进路参数合理性的问题,以深部850 m水平中段采场为研究对象,依据Mathews稳定图解法确定了9组不同回采进路宽度和高度的试验方案。通过数值模拟获得了不同方案的采场最大主应力、最大拉应力、平均屈服率和顶板下沉量4项指标,利用响应面法获得了不同进路参数对4项指标的影响程度及变化规律。构建了回采进路参数优化综合评价指标体系,利用层次分析法和熵权法进行组合赋权,并通过模糊综合评价得出金川二矿区深部850 m水平中段采场在进路宽度5～6 m、分层高度4～4.5 m时均能取得较好的综合效益,且回采进路宽度6 m、分层高度4.5 m时的综合效益最大。     

下向进路式多步骤回采爆破参数试验研究

金川二矿区深部矿区采用下向分层进路回采方式开采,在回采二、三步骤进路时,充填体易受到爆破的影响而发生破坏。通过分析异种介质界面控制爆破机理,提出选取周边炮孔距充填体的合适间距,使爆破产生的应力波在矿石-充填体两介质交界处产生的透射压缩波强度低于充填体动态抗压强度,保证充填体保持完整而不被破坏。基于爆破理论,计算分析了进路回采的周边孔单孔爆破作用下,应力波的强度及作用范围。根据计算结果进行了现场爆破试验,实验结果显示,当周边孔距离充填体0.5～0.6m时,可保证充填体不被破坏,且爆破效果最好。     

小官庄铁矿上向进路充填采矿方法试验研究

针对小官庄铁矿北区充填试验矿块矿岩软破、矿体分布零散的开采技术条件,选择上向进路胶结充填采矿方法进行了试验研究,通过模拟分析,优化了进路结构参数：进路高度3.5 m,进路宽度3.5 m,进路长度60 m,并在工业试验中完善了充填回采工艺,提出了改善充填接顶的对策措施,降低了采准工程量,实现了试验矿块的安全、高效生产。     

提高大型贫镍矿体充填采矿生产能力关键技术研究

针对金川镍矿Ⅲ矿区贫矿开发,开展了提高充填采矿生产能力的关键技术研究。首先,以应用大型采矿设备为目的,开展大断面六角形进路参数优化选择和稳定性分析。在此基础上,进行了进路式回采分层道优化布置并发展了大断面六角形进路式采矿方法的回采工艺和爆破参数优化与控制技术。通过采矿试验和工程应用,不仅提高了龙首矿贫矿充填法采矿生产能力,而且保障了采矿安全,由此获得显著的经济效益和社会效益。     

金川龙首矿下向高进路胶结充填法的试验研究

本文对下向高进路胶结充填法的回采进路宽度、矿柱宽度及充填体钢筋布置网度作了介绍,并对该法的回采、支护、充填等工艺,充填体的作用机理及其稳定性作了扼要说明,同时对该法及主要技术经济指标、开采综合经济效果进行了评价。     

进路式开采充填后破坏特征的相似模拟试验

充填体顶板的稳定性及侧帮围岩的质量是决定下向分层胶结充填回采断面尺寸的主要因素。结合武山铜矿工程实际,利用相似模拟试验方法,研究了胶结充填后侧帮矿岩质量不同级别的进路式开采断面的破坏模式、变形特征。试验结果表明:充填体顶板与侧帮的交接处压应力比较集中,较易出现片帮现象。充填体水泥砂浆的配比不影响侧帮的变形规律,水泥砂浆配比高且较致密的侧帮稳定性较高。充填后采用5 m×4 m断面并在其中布置竖筋托盘的形式,适用于充填体顶板稳定侧帮矿岩体质量达到一定级别的进路式开采。     

基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术经济分析

采用弹性力学中梁理论的分析方法,建立了下向进路充填体的力学模型,求出了下向进路承载层的应力分布规律及最危险点的位置,确定了下向进路胶结充填采矿法充填体稳定性评判依据.在此基础上,将可靠度理论引入下向进路胶结充填采矿法充填体的相关研究,提出了基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术经济分析方法,并结合某矿山实际情况,建立了该矿山下向进路胶结充填采矿法承载层稳定性可靠概率为90%时,不同进路宽度条件下承载层厚度与充填成本之间的关系方程.研究表明加大承载层的厚度、减少承载层中的灰砂比,既可保证承载层的稳定性,又可以降低充填成本.对不同进路宽度时承载层厚度与充填成本之间的关系对比分析表明,当该矿山进路宽度增加到5.5 m或6.0 m时,承载层稳定性可靠度达到90%时充填成本将增加3.5%或7.7%,采场的生产能力将提高10%或20%左右.该项研究对安全、高效、低成本的矿石回采具有较为重要的理论意义和现实意义.     

胶结充填采矿法充填作用机理与稳定性研究

结合金川二矿区的充填采矿工艺，采用现场观测方法及三维有限元分析方法研究了机械化下向分层水平进路胶结充填和无底柱大面积连续开采的充填机理和稳定性，研究表明充填体承受采场地压和变形，盘区间以不留矿柱为宜，推荐采用交错布置的回采与充填方式。     

分层建造下向大六角形进路稳定性分析

为了提高采场生产能力,降低采矿成本,在现有下向六角形进路胶结充填采矿法基础上扩大了进路断面.通过回采进路受力分析和理论计算,对分层建造下向大六角形进路进行了稳定性分析,结果表明:大六角形进路能够承受上部载荷,不会发生充填体剪切垮落;充填体边帮安全系数为2.83,下部矿体边帮安全系数为4.26,表明推荐进路规格参数下充填...     

不同回采断面顶板充填体破裂声发射数值模拟研究

扩大下向进路式充填采矿法的回采断面可以提高生产能力.但大断面下顶板充填体的稳定性是安全回采的关键.利用RFPA-2D建立下向进路式充填采矿法回采模型,针对3m×3m、5mx3m、5m×4m 3种不同回采断面进行数值模拟,得到了不同回采断面下顶板充填体破裂过程中声发射的能量特征和空间分布规律.这些特征和规律为合理确定最佳...     

上向进路充填采矿法

金川二矿区东部2号矿体矿石中等稳固,节理发育,矿体中的辉绿岩脉易发生片落。为此决定采用上向进路充填法进行回采。由于该法先在二期进路一侧或两侧平行开挖一期进路,利用密实的充填料作为支撑顶板的壁帮,然后进行巷道式采矿,因而充填体兼有两种功能:既作为一期进路回采时的地板,又是二期进路回采时的人工矿柱。本文介绍这一方法的试验情况,结果表明具有高的生产能力,综合生产能力达1036t/d.     

下向进路充填采矿法人工假顶强度及配筋参数研究

构筑人工假顶是下向进路充填安全高效采矿的关键和前提,人工假顶充填体强度与配筋参数相互关联,直接决定着回采作业的安全性与经济性。通过建立顶板多层充填体普氏平衡拱模型,优化下向进路充填假顶所受荷载的计算方法;应用薄板理论及弹性力学理论并结合下向进路充填采矿工艺,解析充填体假顶强度要求;将钢筋混凝土结构设计方法应用于下向进路充填假顶配筋率计算,形成下向充填采矿人工假顶强度及配筋率的整体方案。以某金银矿山大结构参数（5 m×5 m）回采进路为例,提出假顶厚2 m,充填体强度不小于5 MPa,Φ12 mm钢筋（HRB335）网度300 mm×300 mm,配筋率0.106%的技术要求,对合理构筑人工假顶和安全高效应用下向进路充填采矿法具有指导意义。     

中段矿柱进路回采工艺及参数优化

针对厚大矿体阶段矿柱采用上向分层进路回采采场布置特点,应用岩石破裂过程分析方法,从分析上覆岩体、采矿点柱、间柱和阶段矿柱受力状态及力学关系着手,建立起进路回采工作面顶板力学状态数学模型,分别计算了进路沿走向和垂直走向两种布置方式对暴露顶板稳定性的影响,并计算出不同进路宽度时的最小护顶矿层厚度,计算结果为进路采矿采场采准布置及安全管理,提供了较好的理论依据。     

大红山铜矿西矿段充填采矿数值模拟研究

根据大红山铜矿西矿段矿体赋存的地质条件及现有的开采技术,提出了盘区机械化分条—分层充填联合的采矿方法。初步确定18种回采的方案,选取了FLAC3D数值分析软件进行数值模拟。将各方案的结果进行了对比,选出了最好的回采方案。结果表明,采场结构参数为:用混凝土胶结充填的矿柱宽度6 m,用选矿的尾砂充填的矿房宽度8 m,每个分层的高度4 m;用混凝土胶结充填的矿柱的抗压强度2.5 MPa;开采顺序上下同时回采,间隔100 m时采场的稳定性最好。     

下向进路采矿法充填体质量的综合评价

在对胶结充填体成形过程的观察和充填顶板破坏的统计基础上，揭示了充填体的结构及破坏形式，进而分析研究下向进路结构及受力特征，提出下向进路采矿法进路结构矩形截面简支梁模型。采用弹性力学解析法，推导出进路顶板所受的最大弯应力表达式，提出了充填体质量的评价方法，并经实践证明是合理的，为生产现场提供了一个定量化的质量控制方法，同时也为进一步降低材料消耗，提高充填体质量，提供了主要的理论依据。     

基于经济指标的下向进路断面安全系数法分析

为实现下向进路安全高效经济开采,采用弹性力学理论建立了下向进路薄板力学模型,得到充填体失稳破坏抗拉强度判据,在此基础上建立了下向进路P(h/M)经济模型。以山东某金矿为例分析了安全系数为1.8时,不同进路宽度、高度与下向进路充填经济指标的关系,研究表明：经济指标与进路宽度呈直线增长关系,与进路高度呈幂函数降低关系,且M≤1.5 m时经济指标大幅下降,M>1.5 m时经济指标缓慢下降。进而研究了进路半宽为1.3 m到1.7 m,高度为2.8 m到3.6 m的经济指标,建议将传统安全系数分析结果（I=1.5 m、M=3.6 m、h=1.49 m）改为经济指标分析结果（l=1.4 m、M=3.6 m、h=1.40 m）,此时充填成本降低1.64元/m3。由此得出,该方法具有很好的理论及现实意义。     

北衙金矿上向进路法胶结充填体灰砂比的确定

北衙金矿岩体较破碎,力学强度低,岩体完整性较差,稳固性差,因此矿山拟采用上向进路式充填采矿法,分两步骤进行矿体回采。为了确保二步骤矿体安全回采,一步骤胶结充填体要能有足够的强度来支撑采场顶板,进而面临需要确定胶结充填体灰砂比的问题,因此针对这一问题分别对1:6、1:8和1:15的灰砂比采用FLAC~(3D)数值模拟软件进行稳定性分析。模拟结果表明,灰砂比1:6的胶结充填体对顶板的支撑有着很显著有效的作用,能很好地维护采场顶板的稳定性,为该矿体安全高效回采提供了指导性的理论依据。     

三鑫金铜矿复杂充填体下留设护壁回采优化研究

目前,湖北三鑫有限公司充填体下间柱回采多采用上向分层充填法,回采中常留设一定厚度护壁减小对两侧充填体影响。为探究矿山预留间柱安全经济回采方案,现针对该公司-370 m中段间柱进行残矿回采研究,提出留设0、0.5、1.0、1.5 m护壁矿体4种回采方案;借助有限差分软件,对该4个方案在-370 m中段进行间柱回采模拟运算,研究了不同方案下采场开采过程中顶板应力、位移等指标的变化规律;综合分析比较了各方案的回采安全性与经济效益,对比选取出最优的回采方案。结果表明:在间柱回采过程中,矿房两侧预留1 m护壁矿体时,矿房顶板沉降、底板隆起最小且矿房较稳定,同时矿石损失量最小,为最优回采方案,为该矿山残矿回采起到了一定的指导作用。