深部坚硬矿体高频破碎锤非爆机械化开采试验

随着深部硬岩矿山开采深度不断增加,钻爆法逐渐无法满足矿山开采要求。国内外提出了机械切割的破岩方式应对深部开采所带来的挑战,并在煤矿开采和隧道开挖等领域得到广泛应用。为探究非爆机械化开采在深部硬岩矿山中的应用,通过挖掘机载高频破碎锤开挖深部坚硬矿体进行机械开采试验。试验期间,通过数字钻孔电视监测试验区域松动区范围,并记录每日开采时间、破碎锤和挖掘机状态、矿柱形貌、采矿量、剥落矿石块度、粉尘情况、顶板情况以及破碎锤尖部抖齿磨损情况,通过上述参数分析机械开采在深部硬岩矿山中的应用效果。试验结果表明：试验矿柱的松动区平均厚度达2.59 m,在该范围内开挖矿柱效率较高;试验中,整体切割工效可以达到50.6 t/h,切槽后开挖矿柱的切割工效可以达到158.2 t/h,证明了非爆机械化开采在深部硬岩矿山中应用的可行性;此外,机械开采还具有工时利用率高、剥落矿石块度小、粉尘少、开挖扰动小等优点。     

高岭土矿机械化开采预先深孔松动爆破试验

为了解决煤系高岭土矿机械化开采存在顶板软弱,矿体相对煤炭质地硬,韧性大,矿石块度要求适中等难题,有必要在开采前采用预先对矿体进行充分合理的松动爆破,以提高机械切割效率及满足矿石块度适中的要求.首先研究了高岭土工作面松动爆破原理,并进行了工作面现场深孔松动控制爆破技术的试验研究,获得了该矿区高岭土矿深孔松动爆破参数.结果表明:试验采用的装药密集系数的确定较适宜,均衡充分利用了爆炸能;高岭土深孔松动爆破孔的破碎带直径大约在100～150 mm,圈内岩体呈碎屑状,裂隙带直径约在700～800 mm;采用加强松动爆破可解决高岭土机械化开采存在的难题.     

盘区机械化上向中深孔高分层充填法在铜绿山矿的应用

针对铜绿山矿深部开采面临的矿岩稳固性变差、矿体开采技术条件差等难题,试验研究盘区机械化上向中深孔高分层充填法。该采矿方法凿岩、装药爆破、出矿等均采用机械化配套设备,12 m的高分段采用2个高分层回采。经多现场试验研究,该采矿方法采矿效率高、采场综合生产能力大、综合劳动强度小、采场作业较安全,已经在铜绿山矿得到了大规模推广应用。     

地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术

实现地下硬岩矿山非爆破机械化连续开采一直是业内追求的目标,随着材料与机械学科的深入发展以及卸荷岩石力学理论及岩石诱导破裂机制的不断完善,虽然少数地下硬岩矿山开始践行非爆破机械化连 续开采,并取得了很多有益的经验,但成功的案例仍然较少,并且非爆破机械化开采的应用条件尚不明确。结合金塘3#脉和杨山庄202#脉的赋存产状,提出了一种地下金矿非爆破机械化连续协同开采技术,即采用 EBZ160.Z型巷道掘进机开采金矿。根据矿体的厚度、掘进机截割宽度和充填方式的不同,分别提出了薄矿脉水平分层废石胶结充填法、薄矿脉水平分层尾砂胶结充填法、厚矿脉水平分层废石胶结充填法和厚矿脉水平 分层尾砂胶结充填法4种变体非爆破机械化连续协同开采方法。非爆破机械化连续协同开采技术所涵盖的“玻璃钢锚杆+高强纤维网+木支柱”支护、铲运机或装载机出矿及废石/尾砂胶结充填等工艺均取得了较好的实 践效果,具有开采成本低、劳动强度小、机械化程度高、作业连续及效率高等优势,大幅度提高了地下矿山的本质安全。     

略论深孔松动爆破防止突出

煤和瓦斯突出是矿井安全生产的一大灾害。实践证明,频繁的较大强度的煤巷掘进突出,不仅可能造成瓦斯窒息、爆炸及煤流埋人等重大事故,而且直接影响掘进速度。因此,分析和研究煤巷掘进时的煤和瓦斯突出及其防治措施,对煤矿的安全生产意义十分重大。本文对深孔松动爆破防突原理及其应用、爆破参数及工艺、爆破效果检查等做了一些分析和探讨。 一、深孔松动爆破防突原理 预防煤和瓦斯突出的主要技术措施有:开采解放层、预抽煤层瓦斯、煤层注水、水力冲孔、超前钻孔、多排钻孔、震动放炮及深孔松动爆破等。深孔松动爆破是一项较为有效的,适应性强而又易于采用的煤巷掘进局部防突措施。所谓深孔松动爆破是在进行普通放炮时,同时爆破几个7～10米以上的深炮孔,破裂与松动深部煤体,使应力集中带和高压瓦斯带移向深部,以便在工作面前方造成较长的卸压区和排放瓦斯区,从而使突出得到抑制。深孔松动爆破前后工作面应力分布如图1所示。     

卸压爆破下岩体损伤模拟研究

深部矿床应力集中区易诱导岩爆等地质灾害,利用卸压爆破法将应力集中区多余的能量释放,使整个能量体系达到动态平衡,实现高应力向深部岩体转移,围岩应力重新分布,继而达到防治岩爆的效果。为研究深部初始地应力场对卸压爆破效果的影响,采用ANSYS/LS-DYNA软件分别模拟3种开采深度条件下岩体卸压爆破过程。结果表明,开采深度由1 000 m增加到3 000 m 时,卸压爆破损伤范围变化较为显著,随初始地应力进一步加大,地应力对卸压爆破损伤抑制作用进一步加剧,导致爆炸应力波和爆生气体所形成的损伤区体积逐渐缩小,呈非单调变化;岩体卸压爆破损伤类型由拉伸破坏逐渐转向为剪切破坏,地应力对拉伸破坏起进一步抑制作用,对剪切破坏起到促进作用。结果对深部矿体卸压爆破设计具有理论指导意义。     

额仁陶勒盖银矿中深孔爆破问题分析及建议

额仁陶勒盖银矿主采矿体属倾斜矿体,矿岩条件一般,部分区域矿岩较破碎.矿山自建矿以来一直采用浅孔留矿法开采,随着生产区域向深部延伸,矿体厚度变大,倾角变陡,浅孔留矿法已不适宜该矿的开采条件.针对深部开采区域矿体赋存情况,采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法回采.由于该采矿方法初次在矿山应用,且矿岩条件复杂多变,在采场内进行中深孔爆破时出现了炮孔装药密度不够且部分炮孔未能引爆的情况.通过分析和研究,提出了扩大炮孔尺寸或使用套管等手段保证装药密度达标的措施,且采用孔底起爆方式进行爆破,爆破效果达到了预期指标.     

缓倾斜中厚磷矿Ⅱ矿层综合机械化采矿技术可行性研究

为解决目前地下缓倾斜中厚磷矿开采机械化程度低、资源回收率低等问题,根据矿层赋存状况及顶底板的条件,从矿体赋存条件及矿体强度特征探讨了综合机械化开采技术在磷矿中的可行性,研究了机械在深部高应力下的破岩机理,最后探究了综合机械化采矿技术及工艺在该矿层的具体应用。     

基于离散元的地压诱导破裂机理研究

用3DEC离散元数值模拟软件为深部硬岩矿床建立矿体模型,结合工程实际提出了在矿体中开挖巷道诱导矿岩致裂以实现矿体非爆连续开采。对诱导致裂巷道竖向、水平两种开挖形式进行了开挖模拟,模拟结果显示,竖向开挖比水平开挖利用地压诱导致裂矿岩的效果更好;掘进机上下分层开挖巷道时,先开挖下部的位移量较大,为7~9mm,塑性区主要集中在巷道两帮,主要以剪切、拉伸破坏为主,更容易利用地压破岩,研究成果成功地在开阳磷矿进行了深部高应力硬岩矿床非爆连续开采。     

三山岛金矿深部采场动力灾害监测与分析

三山岛金矿属于典型海底开采金属矿山,现已进入深部开采,采场地压显现活动增多,深部区域矿体开采过程中诱发动力灾害的监测技术亟待提升解决.选取三山岛金矿典型采场作为试验采场,构建爆破模型;同时确定监测区域,采用局域式微震监测技术进行监测,对采场开采过程围岩受应力变化及爆破扰动造成岩体微破裂事件进行监测分析,结果表明现有扇形...     

湘西金矿矿岩分采控制爆破的研究

我矿在机械化水平分层削壁充填法开采缓倾斜薄矿脉中，进行了矿岩分采控制爆破技术研究并获得成功。在该法的采场进行矿岩分采试验时，削壁采用定向爆破抛掷围岩充填空区，松动爆破回来矿脉，配上微型铲运机出矿兼辅助充填，改进和完善了回采工艺，较好地解决了开采缓倾斜薄矿脉作业中矿岩运搬和人工充填、接顶等一系列技术难题，使该法的回采工艺在开采这类矿脉时，更显示出独特的先进性。     

湘西金矿矿岩分采控制爆破的研究

我矿在机械化水平分层削壁充填汉开采缓倾斜薄矿脉中，进行了矿岩分采控制爆破技术研究并获得成功。在该法的采场进行矿岩分采试验时，削壁采用定向爆破抛掷围岩充填空区，松动爆破回采矿脉，配上微型铲运机出矿兼辅助充填，改进和完善了回采工艺，较好地解决了开采缓倾斜薄矿脉作业中矿岩运搬和人工充填、接顶等一系列技术难题，使该法的回采工艺在开采这类矿脉时，更显示出独特的先进性。     

矿山深部开采试验采场地压监测技术研究

某矿深部开采过程中面临着较大的地压灾害问题,为确保下部矿体安全高效的回采,对试验采场采用垂直束状深孔爆破方式进行回采,并对回采过程中的岩体应力和变形情况进行监测分析。数据分析结果有助于进一步掌握开采过程中的地压活动规律,为深部矿体安全高效开采设计提供依据。     

基于3D-σ的铜坑矿区深部开采空区稳定性研究

铜坑矿深部矿体开采环境复杂,由于已开采的细脉带、91#矿体、92#矿体已形成大范围的采空区和充填区域,为预计复杂开采条件下的92#矿体深部开采的应力环境,进行了有限元计算模拟分析,得出其应力、位移及塑性区的分布特征,为矿山的安全生产提供了有利的依据.     

毫秒微差爆破技术在深部缓倾斜薄矿体安全强采中的应用研究

针对深部缓倾斜薄矿体开采生产能力小、效率低、安全性差、技术难度大等难题, 依据毫秒微差爆破机理, 利用非线性动力分析软件ANSYS/LS-DYNA对连续段毫秒微差爆破、跳段毫秒微差爆破和瞬间爆破方式进行了数值模拟对比分析, 提出了一种适用于深部缓倾斜薄矿体的安全强采技术--浅孔多段毫秒微差爆破技术。通过对几种爆破方式在爆破岩块碰撞和爆破震动等方面的比较分析, 优选出跳段毫秒微差爆破方法并应用到湘西金矿深部采场开采中。现场工业试验结果表明, 新方法比传统方法在生产能力、生产效率、炸药单耗、回采周期、矿石块度、安全性等方面具有明显的技术经济优势, 具有良好的推广应用价值。     

急倾斜薄矿体中深孔预裂爆破开采技术研究

某铜矿薄矿体主要采用浅孔留矿嗣后充填法开采,开采效率低下,贫化及损失指标难以控制。针对薄矿体开采存在的技术难题,运用中深孔对矿岩界限进行预裂爆破形成预裂缝,对矿体和围岩进行预分离。利用矿体内布置的中深孔爆破,改变矿体内岩石的稳固性,从而实现采场矿体的自然崩落落矿并与围岩进行有效的分离。研究表明:薄矿体中深孔预裂爆破开采技术通过矿岩界限预裂爆破分离矿体及围岩,矿体内炮孔爆破贯通对矿体稳固性改性后实现自然崩落落矿,能够控制采场回采边界,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于急倾斜薄矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

银山矿区深部铜铅锌矿地应力测试研究

江西银山铜铅锌矿浅部资源已经开采殆尽,为保证矿山产能,逐渐向深部矿体进行规模回采,将面临深部岩体应力扰动、岩爆等关键难题。为进一步探明银山铜铅锌矿深部岩体应力分布规律,基于水压致裂测量法,结合9个地质钻孔,在银山区、九龙上天区、西山区、北山区和九区5个区域开展地应力测试分析。结果表明,九龙上天区、西山区在深部标高880 m时即进入高应力开采区域,而银山区、北山区和九区在深部标高550 m时即进入高应力开采区域,此时水平地应力明显增高,测压系数可达到1.5。研究结果可为银山铜铅锌矿深部开采岩体应力演化规律提供参考依据。     

彭庄煤矿1305工作面冲击地压产生原因分析与预防措施

开采深度,岩、煤物理力学性质与冲击倾向性,地质构造,工作面采动应力和周期来压等是影响冲击地压发生的重要因素。经分析,彭庄煤矿1305工作面受冲击地压威胁比较严重,研究采取了煤层注水、钻孔卸压和松动爆破卸压等,结合电磁辐射监测和钻屑法监测和效果检验等主要措施,有效防止了冲击地压的发生,保证了工作面安全开采。     

急斜煤层(群)水平分段顶煤超前预爆范围综合确定

基于理论分析、地质环境与开采条件调查,构建了煤岩断裂与失稳多元指标监测方法。通过钻孔应力计、光学钻孔窥视仪和顶煤松动范围监测等进行实测,综合对比分析超前预爆破中顶煤应力与变形规律。最终确定超前预爆破范围为10.0~35.0 m,支护范围为0~45.0 m。     

盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法试验研究

以新城金矿深部厚大破碎矿体为研究对象, 针对其开采中存在的深井高应力、矿岩破碎、允许暴露面积小、作业安全性差、矿化严重不均、矿体短、可供布置的矿房个数少、生产能力低等技术难题开展了研究, 创造性地提出了盘区阶梯式无间柱连续充填采矿法。通过进路无间柱连续开采和盘区阶梯式布置实现了深部厚大破碎矿体安全、高效、低贫损开采。二年多的现场工业试验证明, 该采矿法采切工程量少、工艺简单、作业机动灵活、安全性好、开采成本低、盘区生产能力大, 是一种适合于新城金矿深部矿体的理想采矿方法。