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。     

下向进路侧帮可动块体的稳定性力学分析

为了研究下向进路侧帮矿体在上覆充填体作用下的变形特征,在综合分析侧帮矿体与充填体交接处可动块体形成条件的基础上,应用弹性理论分析了充填体对进路侧帮可动块体的力学效应。结果表明,充填体对侧帮可动块体的稳定性影响与进路高宽比、侧帮矿体的力学性质及可动块体的滑移面倾角有关,阐明了充填体作用下下向进路侧帮可动块体的变形破坏机理,推导了可动块体顶面受充填体作用力大小的计算方法,以及可动块体在充填体作用下的稳定性系数计算方法。武山铜矿开采的工程实例应用证明了该方法的应用效果。     

下向矩形进路充填体强度需求应用

通过采用弹性力学简支梁、薄板及加拿大米切尔理论模型等分析方法，结合尾矿胶结充填体的物理力学参数，计算了下向矩形进路充填体顶板的理论强度需求。同时，通过近两年充填站取浆养护充填体的强度试验数据，统计分析了可定量表征实际充填强度工业离散性的浮动安全系数，最终得出了适用于企业现阶段充填质量控制水平的下向进路充填体实际强度需求。通过研究和试验，优化了充填配比设计参数，达到了合理降低胶结充填成本、提高矿山综合经济效益的目的。同时，为类似矿山下向进路充填体强度需求优化提供参考。     

进路充填采矿法充填技术探讨

进路充填采矿法。充填体的强度及其结构、进路充填接顶率或进路充填充满率直接影响和决定采矿安全程度和充填成本高低，本文对进路充填采矿法如何确定充填体的强度及其结构，如何改进充填工艺技术提高进路充填接顶率或进路充填充满率进行了探讨。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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.     

基于AHP-FUZZY的挂帮矿回采方案优选及实践

在露天坑挂帮矿等复杂矿体回采过程中,合理选择采矿方法是矿石安全、经济、高效回采工作的重中之重.基于新桥硫铁矿露天坑"三下"难采矿体赋存条件及露天坑回填治理概况,初选出上向水平分层充填法、沿矿体走向布置的上向水平进路充填法与垂直矿体走向布置的上向水平进路充填法3种挂帮矿回采方案,通过层次分析法和模糊数学理论建立了综合评估体系.最终得出:沿矿体走向布置的上向水平进路充填法与新桥露天坑挂帮矿的开采条件最为匹配,优越度高达92％,并对挂帮矿进行了方案设计,进一步论证了该方案对挂帮矿的适应性及AHP-FUZZY优选方法的可靠性.     

下向进路式充填采矿方法在毛坪铅锌矿的应用研究

下向进路式充填采矿方法在金属矿山被广泛应用。目前,对充填材料制备、充填作用机理、充填体质量及稳定性分析、进路参数优化等已经开展了深入研究和工程实践。充填体的稳定性和接顶率一直是该采矿方法应用的两大难题。针对毛坪铅锌矿的采矿方法以及存在的问题,通过开展现场研究与生产实践,形成一套成熟、高效、安全、经济的下向进路式充填采矿工艺,从而确保充填体稳定和较高充填接顶率。近几年来该矿发生的充填体冒顶事故为零,进路的充填接顶率在95%以上,采矿成本降低到146元/t。该矿采用的下向进路式胶结充填法的研究成果与采矿工艺可为类似矿山开采提供参考。     

破碎矿体下向进路胶结充填人工假顶强度需求研究

下向进路胶结充填采矿中进路顶板的稳定性主要取决于假顶层的强度.以三山岛金矿极破碎矿体为研究对象,根据下向进路人工假顶层充填体的受力特征,采用弹性力学-梁模型与弹性力学-薄板模型分别计算下向进路胶结充填假顶层强度需求.在考虑安全系数的基础上,结合经验图表法与典型矿山类比法,综合推荐下向进路假顶层胶结充填体强度,为矿山人工...     

下向回采和充填顺序对采场稳定性影响的模拟研究

以某矿下向六角形进路回采胶结充填采场为研究对象,根据现场实测工程地质力学数据,选取4种不同的进路回采和充填顺序,运用FLAC模拟分析进路周围介质应力场、位移场和塑性区分布,研究采场结构介质应力应变规律、几何变形特征和结构承载性能受不同采充顺序扰动的影响。研究结果表明：采场进路从中间开始回采、逐步向上盘推进,先上盘后下盘、分段回采充填的顺序,使采场结构介质稳定性受采充扰动影响较小,是安全可靠、技术可行、经济合理的。同时应注意加强上下盘进路腰部和底板围岩应力集中区的监控和支护,确保顶板充填体强度指标。     

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。     

爆破振动对进路式开采充填体的影响研究

采用进路式充填法开采的地下矿山,爆破作业往往在已经充填好的进路附近实施,不可避免会对充填体产生影响。充填体在进路爆破作用下可能形成垮塌,造成充填体支撑强度下降,进而导致矿石贫化,所以在进路式充填法开采的地下矿山进行爆破作业时必须控制爆破振动。针对进路式充填法开采的某地下矿山,研究了充填体爆破振动监测方法,开展了现场爆破振动监测分析工作,得出矿山满足充填体安全的爆破振动值。     

上向进路胶结充填法的工艺改进

廉江银矿在试验与推广上向进路胶结充填采矿法的过程中,对进路回采、爆破、充填等工艺环节进行了改进,保证了用该采矿方法能够安全、充分、合理地回采难采矿体。     

吉林富家矿提高充填体质量的措施

吉林富家矿原采用电耙出矿的下向六边形进路胶结充填法,随着开采深度的增加,原来的采矿方法出现了采场出矿效率降低、损失贫化增大等问题.为此,采用了铲运机出矿的高分层胶结充填法.但新方法对充填体强度要求高.经过试验,对原有充填工艺进行了改造,使充填体强度大为改善.     

金川龙首矿深部开采充填体的充填高度模拟研究

随着开采的不断向下进行,上部充填体是否能满足下部开采的需要是矿山所面临的重要课题。结合龙首矿的实际情况,利用三维数值模拟的方法对龙首矿下向六角形大断面进路不同充填高度情况下采空区及充填体的应力、位移及安全率等进行了分析研究,所得出的结论为矿山安全生产提供了理论指导。     

上向进路充填采矿法充填接顶方案优化

为解决上向进路充填采矿法进路充填接顶工艺要求高、难度大、成本高等问题,对进路布置方式及充填组织进行优化。通过各条回采进路下坡施工,在回采进路迎头处挑顶形成放砂硐室,同时在回采进路入口处挑顶并架设上部敞口式的充填挡墙;回采进路接顶充填时,利用回采进路顶板的自然坡度及充填管道内的料浆压力实现充填接顶,对于局部不平整顶板区域,则利用充填管道振动实现局部接顶。新方案接顶情况观察方便、工艺简单、成本低廉、充填挡墙要求较低且安全性好,便于推广应用。     

上向进路充填采矿法充填体强度设计

矿山常采用经验类比的方法确定上向进路充填采矿法充填体所需强度,该方法主观随意性较大,忽略因素较多。为了更科学合理地确定上向进路充填采矿法充填体所需强度,文章以充填体所起到的力学作用及爆破应力波的影响为分析依据确定小官庄铁矿充填体所需强度。考虑到上向进路充填采矿法中充填体应该起到自立性人工支柱和支撑顶板岩层松动压力的力学作用,同时考虑到爆破应力波的影响,通过自立强度模型方法、扩大压力拱理论和ANSYS/LS-DYNA显式动力分析软件模拟分别得到相对应的强度,综合确定出该矿的充填体所需强度。文章确定上向进路充填采矿法充填体所需强度的过程和方法,为相似矿山充填体强度确定提供了较为科学合理的参考。