海下点柱式开采的有限元动态模拟分析

三山岛金矿是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山采用点柱式机械化上向水平分层充填法开采。通过ANSYS有限元数值模拟方法,定量地计算和分析矿体开采过程中采场充填后不同开采步骤下采场顶底板和点柱的应力、位移和塑性区的分布状况,模拟出它们随每步开采应力和应变的动态变化过程及其规律。将分析结果应用于工程实际,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。     

海底基岩矿床采场尺寸设计及计算机优化

三山岛金矿是目前国内少有的海底金属矿,矿山目前采用点柱式上向水平分层充填采矿法,采矿过程中保证点柱与岩体组成的复杂框架式矿柱结构的稳定性至关重要。利用ANSYS有限元分析软件模拟分析了采场在点柱大小固定的情况下、不同柱网参数条件下的围岩稳定性,获得了矿柱间柱70m的最合适柱网设计参数,为海底基岩矿床采场尺寸设计提供了一条有效途径。     

充填法矿山钻孔泄水、分区充填和油隔离泵排泥实践

三山岛金矿是1989年末建成投产的无轨开采矿山,设计日生产能力1500t,目前已达产。采矿方法为点柱式机械化水平分层充填法。原设计的采场充填泄水系统和采区沉淀池、铲运机清仓排泥系统存在一定问题,不能适应生产的需要。投产初期,矿山与设计部门不断完善、改进,目前已初步得到解决,本文主要介绍其改进状况。     

三山岛金矿面临的采场稳定问题

三山岛金矿是我国唯一的滨海地下金矿，矿床类型为典型的“焦家式”金矿床，设计采用点柱式水平充填采矿法开采，从开采到今矿山一直存着采场稳定性差，而采场稳定性影响关采矿生产能力问题，随着工采延续，其稳定性将进一步恶化，本文以此矿山采场岩体失稳的典型现象来说明矿山面临日趋严重的采场岩体稳定性问题。     

三山岛金矿面临的采场稳定问题

三山岛金矿是我国唯一的滨海地下金矿，矿床类型为典型的”焦家式”金矿床，设计采用点柱式水平充填采矿法开采。从开采至今矿山一直存在着采场稳定性差，而采场稳定性影响着采矿生产能力问题，随着开采的延续，其稳定性将进一步恶化。本文以此矿山采场宕体失稳的典型现象来说明矿山面临日趋严重的采场岩体稳定性问题。     

点柱式机械化分层充填实践

本文主要介绍了由北京有色冶金设计研究总院设计的三山岛金矿，点柱式机械化分层充填采矿方法的工艺及实际应用情况。     

点柱式机械化分层充填实践

本文主要介绍了由北京有色冶金设计研究总院设计的三山岛金矿，点柱式机械化分层充填采矿方法的工艺及实际应用情况。     

三山岛金矿海底高效开采工业试验

国内外海下开采的矿山很少,三山岛金矿新立矿区属于我国第一个海下开采的金属矿山,有必要对海底金属安全开采进行全面的研究。根据矿区生产实际和国内外开采相关经验,提出了脉外采准岩层微扰低沉降房柱式分层充填采矿法,选择了合理的采准方案和回采顺序。工业试验结果表明,脉外采准岩层微扰低沉降房柱式分层充填采矿法具有作业面多、单位面积开采强度大、采矿效率高等显著优点,对海下开采具有重大意义,有着显著的经济效益和社会效益。     

岩层微扰上向分层充填法在海底开采中的应用

三山岛金矿新立矿区是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,国内仅龙口在海下采煤。三山岛矿区矿体位于海床下数十米至数百米范围内,是完全意义上的海底开采,充填法是首选的采矿方法。通过不同浓度不同灰砂比的充填尾砂胶结性能研究,确定充填浓度为70%左右时,胶结充填灰砂比为1∶8,胶结充填面灰砂比为1∶4,并采用岩层微扰上向水平分层充填法开采,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。     

房柱交替式盘区上向分层充填法在西山矿区的应用

三山岛金矿西山矿区一直采用脉外采准点柱式上向水平分层充填采矿法开采,矿石损失率达22.60%,通过革新传统的房柱式充填采矿法,实施房柱交替式盘区上向分层充填采矿法,采矿损失率降为5%,盘区生产能力提高到800~900 t/d,提高了矿区服务年限,获得显著的经济效益。     

地下采动影响下地表沉陷的分析

三山岛金矿直属矿区属于滨海矿床,矿体开采技术条件复杂,上覆岩层或者地表沉陷都有可能导致海水大量的渗入,为确保矿山安全,采用有限元数值软件对直属矿区深部取消点柱后的矿体建立模型,通过计算下沉、水平位移、倾斜、曲率、水平变形、扭曲和剪应变等指标,定量的分析取消点柱后地下采动对地表沉陷的影响。结果表明,三山岛金矿直属矿区深部开采取消矿柱后上覆岩层不发生破坏,对地表建筑物不构成影响。     

三山岛金矿海底采矿的采准工程优化

三山岛金矿新立矿区是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山研究采用机械化上向水平分层全尾砂充填法开采。通过无轨采准系统工程优化研究,确定分层高度为3.3 m,当矿房宽度采用15 m左右时,分段高度采用10～13.3 m比较合适。应用效果证明,优化设计为新立矿区海底矿石资源安全经济开采提供了技术保障。     

多重赋权模糊综合评价在采场结构参数优化中的应用

房柱交替式上向分层充填法是三山岛金矿深部采用的主要采矿方法,国内采用该方法的矿山所选取的结构参数大小不一,因此依靠工程经验类比难以得出适合矿山的采场参数。针对这个问题,结合三山岛金矿深部高应力、高岩爆倾向性的特点,通过数值模拟得到不同结构参数条件下采场一步采与二步采过程中盘区顶板沉降和采场内的位移,综合考虑相对生产能力、综合效率、设备匹配度、施工难度等因素,建立了采场参数的模糊综合评价模型。通过合理确定评价指标的隶属度函数,以及运用变异系数法、模糊判据法和熵值法的多重赋权优化确定各评价指标的权重,对列出的5种方案进行综合评价,确定了符合矿山实际条件的最优采场参数,从而保证了矿山的安全生产和经济效益。     

机械化盘区上向高分层宽进路充填采矿法在三山岛金矿的研究与应用

三山岛金矿新立矿区进路采场数量占大多数,采矿方法为盘区上向进路充填采矿法,采用人工凿岩落矿,单采场生产能力低。为加大进路采场采矿强度,充分利用回采单元,对盘区中的采场再划分成两个采区,并提出增大分层高度及进路宽度。在宽进路采矿过程中,先利用人工凿岩创造小断面切割巷,再利用高效无轨采出矿设备进行作业,锚杆台车跟进采场顶板支护,形成机械化盘区上向高分层宽进路充填采矿法。该采矿工艺在新立矿区进行采矿试验后,取得了良好效果,盘区生产能力由100t/d提高到300t/d,为三山岛金矿生产规模的进一步扩大奠定了基础。     

点柱充填法的点柱回收实践

西部铜业近年来主要采用点柱上向水平分层充填法采矿,造成矿石损失严重。为充分回收资源,在保证采场作业安全及利用已有工程的前提下,对已结束充填矿房中的点柱采用浅孔留矿法进行回采。通过8个月的实践,充填体内第一个点柱回采工作共回收矿石4819 t,回采率83%,创造利润162万元,并为矿山今后回收同类矿柱积累了经验。     

点柱式机械化分层充填采矿方法的应用

介绍了点式机械化分层充填采矿方法在三山岛金矿的应用，该采矿方法机械化程度高，采场分层生产能力大，两率指标较低，适用于低品位矿床的大规模开采。     

三山岛金矿深部采场的充填与支护技术

分析了三山岛金矿深部采场充填存在的问题,提出采用分次充填、分区充填、多点下料及强制充填等方法解决充填接顶率低的问题。根据理论计算,对深部矿区一步采采场及二步采采场支护设计参数进行优化,以确保采场回采安全。     

三山岛金矿充填采矿工艺研究

目前三山岛金矿井下采场全部采用充填法来控制地压,结合机械化大型无轨设备,在国内处于领先地位。三山岛金矿胶结充填材料主要是水泥和分级尾砂,灰砂配比一般为1：8-1：16,充填体浓度在65％左右,如何确保采充平衡是目前面临的重要问题。同时,努力降低充填体中水泥配比和提高充填体强度是今后研究的主要方向。     

房柱交替上升式采矿工艺时空变换力学分析

结合三山岛金矿开采技术条件,设计采用房柱交替上升式充填采矿法回采三山岛金矿深部矿床,并在三山岛金矿直属矿区进行了试验。为获得最佳工艺参数,实现安全回采矿石资源,建立了理论分析模型,通过力学分析,探索了一二步采场时空变换的力学规律,利用MATLAB工具获得了一二步变换的安全步长,为采场支护设计提供了的理论依据。     

滨海大型金矿床点柱法开采位移规律分析

三山岛金矿新立矿区采用点柱式上向水平分层充填采矿法开采,根据矿体开采的移动角分析了陆地沉陷大小及其范围,得出主断裂面上地表最大水平形变量为0.32 mm/m,最大曲率是0.08×10-3 m,建筑物损坏等级分类为Ⅰ级,应该加强地表位移的监测及安全预警。