分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺实践

以某黄金矿山为实例,介绍了分段空场嗣后充填采矿法安全高效开采工艺应用,包括采切工程布置、回采工艺流程及参数、采矿设备等,并叙述了采空区CMS探测及残矿回采设计过程。该矿山多年的开采实践表明,该采矿方法能大幅度提高生产能力,降低综合成本,提高作业安全,实现矿体开采的安全、高效、经济的技术目标。     

分段空场嗣后充填采矿法的应用

大冶铁矿东采车间露天转井下后,地采工程与露天坑有的直接贯通,且开采矿体在距离露天边坡较近,由此带来一系列的安全问题。为了保护边坡围岩稳定性,控制地压错动,减少尾矿库对地表占用,减少环境破坏,根据大冶铁矿的地质条件,并对各方案进行参数对比,最终选择分段空场嗣后充填采矿法。根据大冶铁矿地压分布特点,分析了影响采场稳定的因素,根据现场分段空场嗣后充填采矿法的结构参数应用中的优化调整,并通过数值计算对采场结构参数进行了优化,提高了回采中采场的稳定性。通过上述研究及实际应用,有效控制了地压显现,提高了开采安全性,使之与现场生产能力和稳定性相适应,减少采切工程量,减小矿石的损失和贫化率,提高矿山经济效益,对同类矿山也有一定借鉴作用。     

改进铜坑锡矿分段空场嗣后充填采矿法的设想

铜坑锡矿采用一步骤采场和二步骤采场宽度相同的分段空场嗣后充填采矿法开采 ,其胶结充填量占总充填量的 50 %。作者提出改进方案 :用较小尺寸布设需胶结充填的一步骤采场 ,用较大尺寸布设非胶结充填的二步骤采场。这样可达到减少胶结充填量 ,降低充填成本的目的     

分段中深孔空场嗣后充填采矿法的应用

招金有色宝华矿业有限公司苍山县草主山铁矿保有地质矿量4 219.7万t,矿体分成SN两翼,沿走向长度2 000多m,铁品位比较低,须大规模开发才有经济效益。根据地质资源赋存条件进行了200万t/a采、选能力的规划设计,目前基建工程将要完成,开始试生产,就其分段凿岩空场嗣后充填采矿工艺进行了分析。     

分段空场嗣后充填法在某铜矿深部开采中的研究

某铜矿地下开采逐步转向深部开采,为了解决深部开采面临的问题,必须寻求适合深部开采的采矿方法,因此,提出了分段空场嗣后充填法,并对其矿块布置、技术参数、施工与回采顺序进行了试验研究。通过试验可以得出,该采矿方法施工工艺简单,采矿作业更加安全,作业效率高,生产成本也较低,是一种可以满足深部矿体安全高效开采的可行的采矿方法。     

分段空场嗣后充填采矿法初探

通过对分段空场嗣后充填采矿法的采切工作，凿岩爆破现状的阐述与分析，提出了改进意见。     

分段空场嗣后充填采矿法在铜绿山矿的应用

铜绿山矿原主要采用上向水平分层充填法,手工凿岩,生产效率低下,劳动强度大,安全性差,无法满足深部矿体安全高效开采要求。通过引进分段空场嗣后充填采矿法,并在井下采场试验。结果显示,变更采矿方法生产能力可达到450 t/d,矿石贫化率可控制在5%,回收率可提高到94%,大大提高了生产能力、生产效率和资源回收利用率,分段空场嗣后充填采矿法在铜绿山矿具有较好的推广应用价值。     

阶段空场嗣后充填采矿法采场跨度及回采顺序优化研究

矿山开采随浅部资源的消耗而逐渐向深部发展,为了选取最优的采场参数及回采顺序,利用FLAC^3D软件对某矿阶段空场嗣后充填采矿法在不同采场跨度和不同回采顺序条件下的采场稳定性进行了模拟分析。结果表明：跨度为16 m、18 m、20 m和22 m的一步骤采场开采后的应力、位移和塑性区位置分布基本相同,其中20 m和22 m跨度的采场在矿体上下盘出现较大的塑性区。二步骤回采矿柱时,跨度为18 m、20 m和22 m的矿柱采场的两侧充填体下部拉应力均超过充填体抗拉强度,会导致该区域充填体破坏。考虑现场实际情况,最终选取一步骤采场跨度和矿柱跨度均为16 m,最优回采顺序为“隔一采一”。     

分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法采场跨度的优化

采场跨度对矿山企业井下生产作业的安全性、经济效益以及开采效率影响重大.为选择合理的采场跨度,以安徽某铁矿为工程背景,运用FLAC3D 数值分析软件和数学方法对分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法两步骤盘区采场跨度进行了研究. 首先依据Mathews稳定图法计算结果,设计6组盘区两步骤采场跨度方案;然后利用MIDAS/GTS和FLAC3D构建相应仿真模型进行数值计算;最后基于Critic赋权法,引入采动效应参数和充填材料费用作为成本型评价指标,盘区生产能力作为经济型评价指标,对6组采场跨度方案进行安全性和经济效益综合评价. 结果表明:方案Ⅴ(一步骤采场跨度15 m,二步骤采场跨度17 m)在综合评价中评分最高,属最优的两步骤采场跨度方案,且在现场工业试验中能够较好地满足矿山生产的安全、高效和经济需求。     

并中段分段空场阶段嗣后充填法在深部开采中的应用

随着对资源需求量的增加和开采强度的不断加大,浅部资源日益减少,黄沙坪矿已进入深部多金属资源的开采,存在着生产工序复杂、管理难度大等一系列的问题,采用并中段分段空场阶段嗣后充填法,实现了黄沙坪深部厚大低品位多金属矿床安全、高效、低贫损开采。     

DIMINE软件对分段空场嗣后充填采矿法的研究

以某金属矿山的试验采场为例,结合DIMINE数字矿山软件,介绍了三维可视化建模技术在该矿山的应用。在建立地质体和工程实体模型的基础上,进一步研究数字矿山中实现三维采矿设计的关键问题,详细介绍了DIMINE软件的切割槽爆破设计和采场爆破设计,并将爆破设计的成果进行输出。     

DIMINE软件对分段空场嗣后充填采矿法的研究

以某金属矿山的试验采场为例,结合DIMINE数字矿山软件,介绍了三维可视化建模技术在该矿山的应用。在建立地质体和工程实体模型的基础上,进一步研究数字矿山中实现三维采矿设计的关键问题,详细介绍了DIMINE软件的切割槽爆破设计和采场爆破设计,并将爆破设计的成果进行输出。     

阶段空场嗣后充填法采场结构参数及充填配比优化

结合金山店铁矿张福山矿区的开采实际,借助FLAC3D三维数值模拟分析软件,对比分析了不同矿房结构参数、不同充填配比的嗣后充填法回采充填过程的采场围岩应力、变形及塑性区分布情况。研究表明:在相同充填配比下,矿柱宽度从15 m增加到18 m,矿柱承受的最大应力值由23.3 MPa减少到23.1 MPa,顶板下沉位移由22.2 mm增加到27.7 mm;充填体的强度由2.4 MPa增加到3.8 MPa,矿柱两侧围岩承受的最大应力值由16.3 MPa降低到15.9MPa,顶板下沉位移由413.4 mm减少到104.3 mm。经综合分析比较,确定合理的矿房、矿柱宽度为15 m,充填配比为1∶8。     

预控顶分段嗣后充填采矿法的优化及应用实践

本文以某缓倾斜中厚破碎磷矿床为研究对象,提出了预控顶分段嗣后充填的开采方案。为解决生产过程中采切比大、护顶工艺复杂、生产能力低等问题,研究了脉内采准的工程布置方式,借助数值模拟手段分析采场围岩的稳定性,确定了合理的开采结构参数,同时结合树脂锚杆+湿喷砼的锚喷联合护顶、磷石膏基复合材料嗣后充填等工艺,最终实现了资源的安全、高效、绿色回采。工程应用表明:采用分段高16m,矿房宽度6m,上部切顶高度4m,下部回采段高12m的开采结构,可保证采场围岩的稳定性,采场生产能力约3 000t/d,贫化率约5%,回收率约86%,采切比约61m3/kt,具有较好的应用效果,为类似工程提供了借鉴意义。     

分段空场崩落采矿法顶板稳定性分析

蜂子山铅锌矿ⅪV1主矿体上下盘围岩均不稳固,试验应用改进的分段空场崩落采矿法。采用三维有限元对其护顶矿层和隔离矿柱的稳定性进行模拟分析。通过比较4种方案的应力、安全率和塑性区分布,优选了合理的采场结构参数。研究结果表明:矿房回采时,护顶层厚度对顶板稳定性有显著影响,顶板稳定性随护顶层厚度增加而提高;采场跨度对顶板稳定性也有较大影响,随采场跨度增加而降低。选取适当的护顶层厚度和控制采场跨度可有效保证空场稳定性,论文研究成果可为实际采矿设计和岩层控制提供理论依据。     

大直径深孔空场嗣后充填法采场结构参数优化及稳定性分析

大直径深孔空场嗣后充填法是安全高效开采倾斜极厚矿体的有效方法,合理的采场结构参数是维持采场稳定的前提。以Jama铜矿1 000万t/a超大规模地下开采为工程背景,利用Mathews稳定图法计算了采场稳定区间和水力半径,并基于“隔三采一”的开采方案,采用FLAC^3D软件开展了4组采场结构参数条件下的采场稳定性数值模拟,从而优选出合理的高中段大采场结构参数。Mathews稳定图法采场顶板、侧帮暴露尺寸与水力半径的关系分析表明,当采场顶板跨度为15 m、中段高度为100 m时,采场长度应小于46 m。数值模拟结果表明:二步骤矿柱宽度从15 m增加至19.5 m时,采场顶板的位移、塑性区体积随着跨度增大而增加,底部结构堑沟的两帮安全系数较低且易发生部分剪切破坏。数值模拟与Mathews稳定图法分析结果一致,确定了大直径深孔空场嗣后充填法的最优采场结构参数为采场长度45 m,一步骤矿房宽15 m,二步骤矿柱宽18 m,采场高100 m。研究结果为实现倾斜极厚矿体高中段大采场安全回采提供了理论支撑。     

破碎围岩预控分段嗣后充填技术研究与实践

针对破碎围岩稳定性差、深部矿压显现剧烈等难题,结合大尹格庄金矿现有采矿工艺,提出预控顶分段嗣后充填技术。在阐述预控顶分段嗣后充填技术特点、施工工艺、技术关键的基础上,采用正交实验优化充填材料配比,重点采用理论分析和数值模拟相结合的方式优化设计采场结构参数。实践表明,预控顶分段嗣后充填技术在各矿得到广泛应用,效益显著。     

大直径深孔阶段空场嗣后充填法隔离矿柱合理间距研究

基于安徽某铜矿大直径深孔阶段空场嗣后充填法开采技术条件,根据矿柱安全系数公式计算出隔离矿柱合理宽度为20 m左右,运用材料力学简支梁平衡理论分析计算了隔离矿柱合理间距为60～65 m。以理论计算值为依据 ,数值模拟中采用3种方案分析不同隔离矿柱间距参数下矿岩的应力和位移变化规律。研究结果表明:当隔离矿柱宽度为20 m时,矿体开挖后在采场顶底板表现为拉应力状态,在隔离矿柱处表现为压应力状态,且应力和位移随着隔离矿柱间距的增大而增大,尤其是当隔离矿柱间距为70 m时,采场应力和位移明显增大,矿柱剪切破坏的程度加大,且顶板安全率小于1,因此间距为65 m时是较为合理的,计算结果符合矿山实际。     

急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术研究

针对急倾斜中厚破碎矿体采用浅孔留矿法开采时,存在的采场作业安全条件差、矿石损失贫化大等问题,以锡林浩特萤石矿为工程背景,从岩体可冒性、工艺方法改进、冒落防控等方面对急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术进行了系统研究。通过矿岩可冒性分析,构建了岩体冒落力学模型,计算得到极限冒落跨度值为5.4~6.4 m,小于矿体的平均厚度（7 m）,存在冒落事故风险;从回采作业安全及损失贫化控制角度出发,提出了以垂直深孔落矿阶段矿房法为主的空场嗣后充填开采工艺,给出了采场结构布置方法,采用分段崩矿、中段及阶段出矿方式,确定的合理崩矿步距为1.56 m;在此基础上,分析了采空区顶板冒落冲击风险,计算得到采空区顶板岩体冒落形成的冲击气浪值为34.96 m/s,远远超过了《金属非金属矿山安全规程》（GB 16423—2020）规定的数值,给出了防治冒落冲击灾害的安全散体垫层铺设方法,确定的合理散体垫层厚度为3.3 m。通过现场工业试验,采场作业安全,矿石回采率提高了7.31%,贫化率降低了7.66%,经济效益显著,可实现该类矿山安全高效开采。