某矿山深部开采回采进路参数的数值模拟分析

针对某矿山的深部开采,提出了3种不同规格回采进路断面积的回采方案,并运用FLAC3D软件进行数值模拟。通过对比分析各方案在巷道开挖后沿脉巷道顶板监测点位移以及回采进路开挖后其塑性区及最大主应力应力云图,最终选择断面为4 m×4 m的方案;通过将该方案模型与模拟矿山现场的模型进行监测点位移、塑性区及应力云图对比,验证了该方案能够满足矿山安全高效回采的要求。     

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。     

上向进路充填法进路回采顺序的优化研究

针对白银深部铜矿高应力环境下的深埋矿体,在深入分析采矿方法的基础上,进行了上向进路充填法进路回采顺序的优化研究,提出了适合上向进路充填法的3种合理进路回采顺序,并利用FLAC~(3D)进行数值计算分析。结果表明:3种方案中,一翼向另一翼"隔二采一"的方案,采场顶板应力集中程度最低、位移变化最小,采场稳定性程度最高,即为进路的最优回采顺序。当回采进路开采到第三步骤时,矿房顶板处应力不断积累产生明显应力集中区,此时易出现矿房顶板变形及冒落等事故,需采取相关措施,加强采场顶板的支护工作。     

大体积充填体下胶结充填法回采进路参数优化研究

为了提高金川二矿区深部下向进路式胶结充填法开采效率,针对大体积充填体下大断面进路生产的安全可行性问题,通过弹塑性理论和三角塌落拱理论计算充填体人工假顶均布荷载,并依据简支梁理论和薄板理论对深部850 m水平中段回采进路宽度进行理论计算,在现有回采进路参数基础上,设计了9组不同回采进路参数的试验。通过数值模拟,分析了各组参数下进路断面的应力、位移、平均屈服率变化特征和采场安全系数,以生产效率及开采安全为目标,得出金川二矿区深部大体积充填体下的胶结充填法回采进路宽度可增加至6 m、分层高度可增加至4.5 m。现场局部试验结果表明,增大参数后的进路顶板和两帮稳定性较好,能满足安全生产的需要。     

滑石矿下向进路充填采场结构参数优化

范家堡子滑石矿前期采用分层崩落法进行回采,造成了地表塌陷、回采率较低、矿石损失较严重等问题。滑石矿作为一种高价值的矿产资源,为提高资源回采率以及实现绿色采矿,现场决定改用下向水平分层进路充填采矿法进行深部矿体的开采。目前国内外很少使用充填法进行滑石矿开采,为此需要对范家堡子滑石矿的下向充填采矿进行深入的分析研究,优化采场结构参数,实现采场稳定。3个方案进路断面(宽×高)分别取3 m×3 m(方案一)、4 m×3 m(方案二)、5 m×3 m(方案三),利用FLAC3D软件对采场结构参数进行了数值模拟,得出了最优结构参数进路断面(宽×高)为4 m×3 m(方案二),为现场的下一步的生产提供了理论依据。     

毛坪铅锌矿下向水平分层充填体布筋优化研究

毛坪铅锌矿使用下向水平分层六角形进路充填采矿法对遗留的水平矿柱进行回采,为提高充填体强度保障回采工作安全,提出了1种素充填体和3种加筋充填体共4种充填体方案。采用FLAC3D软件从最大主应力、最小主应力和Z方向位移3个方面对六角形进路回采进行了数值计算分析,在明确了充填体加筋的必要性的同时,优选出方案2为最优方案,即六角形进路结构规格为3 m×5 m×5 m,主筋网度为1000 mm×1000 mm,副筋网度为(300～350) mm×(300～350)mm。依照方案2的布筋方案进行了现场施工后,通过观察发现充填体无垮塌、无掉落,充填体安全可靠,此布筋方案可为同类型矿山回采水平矿柱设计充填体时提供参考依据。     

充填体下水平矿柱回采方案研究

安庆铜矿在生产过程中为确保高中段回采安全,在-385~-400 m之间留有约15 m厚的水平矿柱。随着开采深度加大,预留矿柱量越来越多,为最大限度地回采矿石,现对水平矿柱进行回采。根据工程实际情况,对水平矿柱的回采方法提出上向中深孔嗣后充填,下向中深孔嗣后充填,上向进路分层充填3种方法,3种方法在回采效率和安全性上进行对比,着重考虑回采过程安全性,建议采用上向进路分层充填法进行回采。同时,针对上向充填法的回采顺序提出中间向两翼,左端向右端,右端向左端,两翼向中间等4个方案,耦合surpac与FLAC3D构建矿区数值模拟分析模型,对该4个方案在-385 m中段进行开挖模拟运算。分析结果得出：两翼向中间回采方案垂直位移量最小、最大拉应力较小、塑性区域最小,为最优回采方案。     

长龙山铁矿-82 m以下边矿安全回采方案研究

长龙山铁矿保有资源储量不多,进入开采末期后,急需对边缘残留矿量进行回采。通过地质勘察,-82～-107 m段矿体探明资源储量为28.46万t。通过回采方案技术、经济比较,确定-82m以下边矿采用分段高度为18 m、进路间距为12.5 m的采场结构参数,出矿进路规格为3.5 m×3.2m的无底柱分段崩落法回采方案。方案较好地解决了边矿回采问题,取得了良好的资源回收效益,开采年限延长了 3 a以上。     

无底柱分段崩落法采场围岩稳定分析与采矿进路修复技术

采用地质雷达对采矿进路进行了围岩松动圈探测,确定了其松动圈范围为1.5～2.0 m,分析了采矿进路围岩变形破坏特征与失稳破坏机理。针对无底柱分段崩落采矿法特点,建立了和睦山铁矿-187.5,-200.0及-212.5 m 3个水平的大型三维数值计算模型。采用FLAC3D模拟研究了不同分层采矿进路开挖与矿体回采过程,揭示了采矿进路开挖与矿体回采过程及不同回采顺序时围岩变形场、应力场的演化规律。针对采矿进路围岩变形失稳的演化特征,提出了以初次锚网喷和二次预应力让压锚杆的修复技术方案。现场工业性试验表明,让压支护技术方案有效地解决了和睦山铁矿强采动采矿进路在矿体回采期间的稳定难题。     

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...     

基于ANSYS进路结构参数优化选择

为获得最优化进路结构参数,利用ANSYS模拟软件对6种不同进路结构参数方案进行了有限元分析,获得不同方案、不同规格的进路开挖过程垂直位移量曲线和竖向应力,结合三山岛金矿新立矿区地质条件与相对生产能力,获得最优的进路结构参数：即进路宽为4.0 m,高为3.0 m,确保了进路安全高效回采。     

基于未确知测度理论的矿柱回采方案优选

针对国内某铅锌矿深部采场中所遗留的高品位矿柱为工程背景,旨在寻找一种适用于此深部采场所遗留矿柱的高效且安全的回采方案。为此,采用了未确知测度理论,初选出三种矿柱回采方案,并选取采场生产能力等6个指标为定量指标以及机械化程度等3个定性指标共9个指标建立单指标测度函数,对三个方案进行综合评判。经过分析计算,机械化上向水平分层充填法(方案一)的优越度为2.27,属于Ⅱ级;分段凿岩阶段空场嗣后充填法(方案二)的优越度为2.55,属于Ⅰ级;上向水平分层进路充填法(方案三)的优越度为2.23,属于Ⅱ级。因此,方案优越度排序为:方案二>方案一>方案三。结果表明,方案二为最优的回采方案,能够高效且安全地回采深部采场中所遗留的高品位矿柱。     

缓倾斜中厚矿体上向进路充填采矿方法优化及地压控制研究北大核心

针对金属矿山缓倾斜中厚矿体采用上向水平分层走向进路充填采矿法生产效率低、矿石损失率高等问题,提出一种上向水平互错式进路充填二步骤回采的新方案。在二步骤进路规格选取方面,首先引入一种优化的强度软化模型,利用FLAC^(3D)数值模拟与现场实测相结合反演确定GSIt取值为30。结果表明:二步骤进路回采导致一步骤进路顶板下沉量、顶板最大拉应力大幅度提高。随二步骤进路规格增大,一步骤进路顶板下沉量、顶板最大拉应力均有下降趋势,根据模拟结果最终确定二步骤进路规格为5m×4m。试验采场损失率和贫化率明显降低,出矿量增加,生产成本减小,实现了矿山的高效经济开采,现场应用表明新方案具有很高的推广应用价值。     

某矿山无底柱分段崩落法最末分段放矿试验研究

某矿山I矿体将原有的充填采矿法更改为无底柱分段崩落法并在上部分段采用低贫化放矿,对于最末分段的放矿方式初步考虑了常规回采进路低贫化放矿+辅助回采进路截止品位放矿、常规回采进路与辅助回采进路均采用截止品位放矿2种放矿方案。为比较2种放矿方案整体的矿石回收效果,对2种放矿方案进行了放矿物理模拟试验研究,并分析对比了2种放矿方案的矿石回收指标。试验结果表明:在相同的矿石回收与放矿条件下,2种放矿方案都具有较好的矿石回收效果,表明2种方案都是可行、有效的。但常规回采进路与辅助回采进路均采用截止品位放矿方案矿石回收指标更优,因此建议在矿山推广这种方案。     

前河金矿Ⅳ S3矿体280 m中段回采顺序优化

针对前河金矿的矿岩软弱破碎,选用下向进路充填采矿法。在ⅣS3矿体280m中段开拓工程及采场划分均已完成的条件下,对该区域稳定性影响最大的便是回采顺序。根据实际开采需要提出了"自东西两端向中间回采"和"两步骤间隔回采"两种回采方案,采用3DEC软件,对ⅣS3矿体280m中段两方案进行模拟计算,对比分析两方案的位移场、应力场和塑性区分布情况,得出"两步骤间隔回采"方案更有利于保证回采区域的安全稳定。     

深部上向进路充填采矿的回采顺序优化模拟研究

深部开采的最直接威胁是岩爆动力灾害,尤其是上向进路采矿方法的不合理回采顺序会造成更为严重的岩爆灾害现象。针对会泽矿业矿山厂深部上向进路充填采矿的回采顺序,采用数值模拟方法,基于模拟的应力变化特征、围岩移动发展特征、塑性区发展特征三个评价对象,开展深部回采顺序优化的模拟对比分析研究。模拟研究结果表明,"隔一采一"方案在整个回采过程中不断将高应力集中区域向远处推移,整个回采过程都处于一个低应力范围内,对于整个卸荷塑性区的发展推动作用更为明显,对采矿范围内岩爆动力灾害的调控也最为显著。     

充填体下无底柱分段崩落法采场结构参数对回采进路稳定性影响分析

针对充填体下无底柱分段崩落法的两种采场结构参数,利用FLAC3D软件对回采进路稳定性进行了数值模拟分析。发现开掘回采进路后,随着生产的推进,围岩顶底板与两帮受到拉应力的区域逐渐扩大,压应力集中区域有从进路顶、底角位置处向分段间深部围岩转移的趋势,且分段高度越小,回采进路受到相邻分段开采的影响越大。回采不同分段矿石时,变形量曲线有明显改变,故矿石回采对进路稳定性存在一定影响。底板上鼓量、顶板下沉量受开采扰动较大,两帮收敛量受开采扰动的影响较小,故在实际生产过程中,进路两帮的安全性可能优于进路顶底板。因此在生产中,要注意加强对进路顶、底板的监测,并采取支护措施增强进路顶、底板的支护。     

东塘子铅锌矿矿柱回采方案研究及应用

:随着矿产资源的不断开采,东塘子铅锌矿地下开采存在大量形状不规则的采空区,且随着深部矿体的进一步回采,采空区面积不断扩大,导致矿柱回采面临极大的困难.针对此类复杂条件下的矿柱回采,基于三维激光空区扫描,对不同类型矿柱提出不同的矿柱回采方案:采用上向进路充填采矿法回采厚度小于６m 的水平矿柱;采用上向平行中深孔采矿法回采厚度６~８m 的水平矿柱;采用上向扇形中深孔采矿法回采厚度大于８m 的水平矿柱.现场试验表明,所提方案能有效解决东塘子铅锌矿矿柱回采面临的问题,共采出矿量７３７８３．４t,利润约为５１２１．３１万元,为矿山创造了一定的经济价值,保障了矿山的可持续发展.     

缓倾斜中厚矿体上向进路充填采矿方法优化及地压控制研究

针对金属矿山缓倾斜中厚矿体采用上向进路充填采矿法生产效率低、矿石损失率高等问题,提出一种上向水平互错式进路充填两步骤回采的新方案。在二步骤进路规格选取方面,首先引入一种优化的强度软化模型,利用FLAC3D数值模拟与现场实测相结合反演确定GSIt取值为30。数值模拟结果表明,二步骤进路回采导致一步骤进路顶板下沉量、顶板最大拉应力大幅度提高。随二步骤进路规格增大,一步骤进路顶板下沉量、顶板最大拉应力均有下降趋势,根据模拟结果最终确定二步骤进路规格为5m×4m。试验采场损失率和贫化率明显降低,出矿量增加,生产成本减小,实现矿山的高效经济开采,现场应用表明新方案具有很高的推广应用价值。     

深部高应力不稳固矿体开采方法研究

为了解决山东黄金鑫汇金矿深部高温、高压、高应力给矿体回采带来的难题,结合矿体赋存条件选用上向水平进路充填法开采。进路回采采用浅孔光面爆破来控制围岩稳固性;针对不稳固矿体,采用树脂锚杆穿带支护,支护网度1.5m×1.5m。树脂锚杆为直径22 mm、长2.2 m的螺旋钢;一步骤进路采用1∶6胶结充填,二步骤进路采用1∶8胶结充填,通过后期现场观察,采场爆破、支护效果较好,矿石回收率达到95%,贫化率为8%,获得了较好的经济效益。