新疆某金矿分段充填法采场结构参数优化

新疆某金矿浅部脉状矿体使用浅孔留矿法开采,但矿山下部约+410m水平脉状矿体逐渐合并成厚大矿体,设计采用分段空场嗣后充填法开采。采用矿山现场测试、实验室试验、理论分析、数值模拟等多种方法和手段,研究了该矿下部的矿岩力学特性和胶结充填材料输送特性及强度特性,得出了分段空场嗣后充填法的最优采场结构参数和充填材料最佳配比,提出了中段平面上盘区矿房的最佳回采顺序。研究结论对采矿方法优化设计以及矿山安全、高效生产具有指导意义。     

多中段群空区下缓倾斜厚大矿体分区高效回采实践

某大型岩金矿山缓倾斜厚大矿体拟采用两步骤空场回采嗣后崩落采矿法,针对多中段群空区下一步骤采空区未处理环境下的二步骤采场回采,结合矿区改扩建生产能力需求,创新构建了大盘区采场分区高效回采方案。将二步骤采场划分成两个区域回采,两区域中间由隔离矿柱分开,下盘矿体采用分段空场侧向崩矿嗣后放顶方案,上盘三角矿体采用分段空场正向崩矿法方案。通过开展大盘区采场分区现场工业试验,实现了多中段群空区下缓倾斜厚大矿体的高效经济安全开采,为类似条件矿山开采提供了重要的技术支撑。     

基于协同开采理念的急倾斜薄矿脉群集群连续化回采工艺研究

急倾斜薄矿脉群开采多采用浅孔留矿法，该方法开采存在产量小、效率低，劳动强度大等不足。基于协同开采理念，对已有的薄矿脉开采方法进行了分析，设计了一种新型的集群连续化回采方法，即深孔分段空场上向嗣后充填连续采矿法。该方法将阶段划分为分段，分段内划分矿房，矿房内不留间柱和底柱，一步骤回采，随后进行充填，回采与充填间隔进行，同一个阶段内的矿房连续回采，再无后续作业。针对青海省某金矿6条矿脉（M5、M6、M7、M8、M9、M10），提出了间隔台阶式连续回采顺序，并对该回采顺序进行了数值模拟分析。结果表明：最大位移约为16.8 mm，最大主应力为0.076 7 MPa，实际塑性区范围为2~5 m，可达到安全规范要求。矿山实践表明：该采矿法贫化率为9.51%，损失率约为7.98%，采场生产能力为96 t/d，中段生产能力为576 t/d，与该类型矿床开采常用的浅孔留矿法相比（贫化率13.57%，损失率15.61%，单个矿房生产能力62 t/d），能有效提高矿山机械化连续开采水平，提升矿山生产能力和回采效率，有效确保多矿脉同时回采时的安全有序。     

多分段嗣后胶结充填采矿法的应用研究

针对矿肥公司矿山采用锚杆护顶分段空场法时,矿石回收率低、采场地压大、地表开裂、下沉等问题,提出了多分段脉内连续退采嗣后充填采矿法,并详细介绍了该法的采场布置、回采工艺等。采用该法能显著提高矿石回收率,且井下掘进废石不出坑直接用于磷石膏胶结充填,实现无废开采,获得了较好的经济效益和社会效益。     

阶段嗣后充填法采场应力与变形规律及稳定性研究

某铁矿采用阶段空场嗣后充填法开采,目前-450 m首采中段的回采工作即将结束,拟在-390 m新中段的开拓中将阶段高度从原来的60 m提高到90 m,阶段高度提高了50%。为了研究急倾斜厚大矿体在阶段 空场嗣后充填法开采条件下的应力变形规律,采用相似材料试验和数值模拟相结合的方法,考虑了首采中段和多盘区对新中段回采充填的影响,通过分析得到了采场矿柱和围岩的应力与变形规律。结果表明：在阶段 高度提升后的新中段回采充填过程中,矿柱被揭露后矿柱内的应力会大幅增加,并随应力集中程度增加而导致矿柱的剪切破坏;采场内最大变形出现在中间盘区矿房顶板,最大主应力及塑性区主要出现在中间矿柱的 中下位置,最大主应力、沉降变形及塑性区呈中间大两边小的对称性分布,最小主应力出现在两边矿房顶角处;盘区矿房采用间隔回采形成的最小主应力和沉降变形小于顺序开采,矿房的回采顺序对最大主应力的影 响较小;随着矿柱宽度增加,采场内最大最小主应力、变形值及塑性区范围呈逐渐减小的趋势。研究成果对国内外采用空场嗣后充填法开采的同类型矿山具有借鉴意义。     

复杂大水矿床安全开采技术研究

针对高阳铁矿赋存条件,应用矿床水体下开采理论和数值模拟计算方法,研究了该矿开采时的覆岩破坏规律,提出了符合高阳铁矿的裂隙带预计公式,论述了采用充填采矿方法的可靠性,推荐矿山采用浅孔房柱嗣后充填采矿法和有底柱分段空场嗣后充填采矿法,提出了安全回采措施和防冶水措施。     

不良充填体条件下Ⅱ步骤采场结构参数优化

安徽芜湖和成矿业主矿体采用分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法回采,Ⅱ步骤采场回采进度因Ⅰ步骤采场充填质量问题而严重滞后。为安全高效回采不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场,推荐Ⅱ步骤采场采用分段凿岩低阶段空场嗣后充填采矿法,利用FLAC^3D软件与Rhino建模软件对6种不同采场结构参数方案进行数值模拟研究,确定的最优采场结构参数为：当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度为一侧大于2 MPa,另一侧小于2 MPa、大于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为5 m,间柱厚度为5 m;当Ⅱ步骤采场两侧充填体强度均小于1 MPa时,护壁厚度为3 m,顶柱厚度为6 m,间柱厚度为4 m。研究结果可为同类型矿山不良充填体条件下的Ⅱ步骤采场回采提供借鉴。     

基于协同开采理念的急倾斜薄矿脉群集群连续化回采工艺研究

急倾斜薄矿脉群开采多采用浅孔留矿法，该方法开采存在产量小、效率低，劳动强度大等不足。基于协同开采理念，对已有的薄矿脉开采方法进行了分析，设计了一种新型的集群连续化回采方法，即深孔分段空场上向嗣后充填连续采矿法。该方法将阶段划分为分段，分段内划分矿房，矿房内不留间柱和底柱，一步骤回采，随后进行充填，回采与充填间隔进行，同一个阶段内的矿房连续回采，再无后续作业。针对青海省某金矿6条矿脉（M5、M6、M7、M8、M9、M10），提出了间隔台阶式连续回采顺序，并对该回采顺序进行了数值模拟分析。结果表明：最大位移约为16.8 mm，最大主应力为0.076 7 MPa，实际塑性区范围为2~5 m，可达到安全规范要求。矿山实践表明：该采矿法贫化率为9.51%，损失率约为7.98%，采场生产能力为96 t/d，中段生产能力为576 t/d，与该类型矿床开采常用的浅孔留矿法相比（贫化率13.57%，损失率15.61%，单个矿房生产能力62 t/d），能有效提高矿山机械化连续开采水平，提升矿山生产能力和回采效率，有效确保多矿脉同时回采时的安全有序。     

急倾斜复杂薄矿体高效采矿法技术研究

凤凰山银矿的矿体属于产状复杂的急倾斜薄矿体,原采用浅孔留矿法开采,存在生产能力低、安全条件差等问题。在结合生产现状和矿体开采条件的基础上,依据生产能力、损失率、贫化率等指标情况,对分段空场嗣后充填采矿法、天井采矿法、盘区机械化充填法、中深孔留矿法4种采矿法进行比较分析,选取具有明显优势的分段空场嗣后充填采矿法作为试验方案,并在该矿180m中段Ⅰ-(1)矿体进行工业开采试验。试验结果表明,与原浅孔留矿法相比,分段空场充填法的采场生产能力提升了3倍,采矿综合回采率提高了7%,矿石综合贫化率降低了5%,取得了良好的开采效果。     

低分段空场小步距嗣后充填法在某铜矿的应用

某铜矿500 m水平西部区域为破碎难采矿体,采用低分段空场小步距嗣后充填法进行开采,对回采方案中的采场结构参数、采切工程布置、回采工艺、顶板管理等进行了详细论述,并对低分段空场小步距嗣后充填法和原采矿方法分段崩落法进行了开采技术经济指标对比。研究结果表明,低分段空场小步距嗣后充填法相比于原分段崩落法开采,虽生产能力有所下降,采矿成本有所增高,但实现了本区域恢复开采,工人作业环境安全得到了有效保障,矿石贫化率降低了54.9%,出矿品位提高了40%,损失率降低了17.2%。     

急倾斜厚大矿体采矿方法的选择

地表不允许塌陷时,急倾斜厚大矿体的开采是一个世界采矿技术难题。国内外对此类矿体采用高阶段空场嗣后充填法和高分段空场嗣后充填法。以李楼铁矿厚大矿体的开采为实例,从矿体赋存形态和矿岩稳固性对空场法、崩落法、充填法进行采矿方法的初选。对生产中应用的25 m高分段凿岩空场嗣后充填法和高阶段侧向崩矿嗣后充填法从采场生产能力、采场工程布置、采准工程量、工艺技术、采场充填周期进行技术分析比较,提出以高阶段侧向崩矿嗣后充填法为主,25 m高分段上向扇形孔空场采矿嗣后充填法和浅孔留矿法为辅的采矿方法,能实现安全、高效、大规模生产。随着凿岩设备、装药设备、爆破器材的发展,大孔穿爆,高分段或阶段凿岩在矿山中的应用越来越广泛,对类似开采条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

基于正交设计试验方案的云南某铜矿采场结构参数优化研究

采场结构参数的优化选择对采矿的安全生产和经济效益有着重要意义。以云南香格里拉某铜矿为背景,结合矿山采用的分段空场嗣后充填采矿法,根据矿山岩体力学参数、充填体力学参数以及采场的布置特征,运用FLAC3D软件建立采场模型,通过正交设计试验设计了16种不同的采场结构参数方案,对所有采场方案进行稳定性分析,并用建立FAHP-CRITIC法组合赋权的综合评价模型进行优选,得到最优采场结构参数尺寸及最佳充填配比。方案在矿山各中段推广使用,为类似矿山的采场试验提供了良好的示范。     

三山岛金矿深部矿体上向水平分层充填采矿法优化研究与应用

深部采矿面临高地应力、高岩溶水压、高地温、强烈开采扰动等"三高一扰动"的环境特征,造成深部资源回采过程中出现安全性差、效率低、成本高、环境恶劣等问题,严重影响深井安全高效开采.以三山岛金矿西山矿区深部—780中段以下采矿为例,通过缩短深部采场的跨度,解决因盘区采场顶板暴露面积过大需预留点柱造成矿石损失问题,但同时又带来...     

基于采充时序的空场嗣后充填体强度要求优化研究

为解决江西某钨矿空场嗣后充填法一步骤采场充填体强度要求优化设计问题,以该矿开采技术条件为基础,利用加拿大米切尔法进行了强度要求解析计算,并基于实际采充时序过程,考虑充填体与矿岩接触作用、二步骤采场非胶结充填体对一步骤采场胶结充填体侧向推力作用,提出了充填体强度要求修正解析方法,并计算了同等条件采场充填体强度要求,进而采用FLAC3D开展采充时序过程中一步骤采场充填体强度要求数值解的搜索计算,对比分析了充填体强度要求数值解与两种解析解,讨论了米切尔法的适用性,校验了修正解析模型可靠性,可为同类矿山充填体强度要求优化计算提供参考。     

分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿的应用

针对李楼铁矿应用浅孔房柱嗣后充填采矿法开采存在的采矿效率低、损失率高、作业场所通风质量较差等问题,在-200 m水平以上试验应用了20 m高分段矿房嗣后充填采矿法。试验结果表明,该采矿方法各项指标良好,不但提高了采矿强度、劳动效率及作业的安全性指标,同时也取得了显著的经济效益。着重介绍了20 m高分段矿房嗣后充填法在李楼铁矿-200 m水平以上的应用情况,包括采场结构、回采工艺、充填工艺及爆破参数等。     

某矿山崩落法和充填法联合开采采场地压分析

某矿山采用无底柱分段崩落法和充填法联合开采。研究两种方法同时开采时采场地压的变化及采场稳定性问题,运用FLAC~(3D)数值模拟技术对该矿山采场地压的演化规律进行模拟研究并利用微震监测技术验证模拟结果。研究表明,该矿山上部矿体随着无底柱分段崩落法的进行,下部胶结充填体的稳定性得到显著提高,下部充填采场矿柱受力整体呈下降趋势,且无底柱分段崩落法开采结束后,下部充填采场矿柱的垂直应力下降了约35%。由此可见采用无底柱分段崩落法开采能有效缓解下部充填采场的地压,有利于提高采场的稳定性。     

某矿山充填体下回采矿体安全顶柱厚度预测研究

为实现提前达产,某地下开采生产矿山采用上下两个中段(-130m和-410m)同时回采,其中上部中段(-130m中段)采用分段空场法回采,采空区由废石或非胶结尾砂充填处理。为保证下部中段回采的安全稳定,需在充填体下方留设一定厚度的顶柱。作者通过理论分析计算及数值计算相结合的方式对安全顶柱厚度进行预测研究,为保障下中段回采的安全性、提高资源回收率及有效控制地压提供技术支撑。     

切诺佩奇金铜铁矿采矿新技术

将一种新的采矿方法应用到已采矿山会有许多复杂的问题有待解决,因为相互矛盾的要求需要得到满意的解决。例如：保加利亚切诺佩奇矿准备用空场充填法取代分段崩落法。在变更采矿方法之前,一个有待解决的重要问题就是确定采场和矿柱的尺寸。该问题通过多种途径已得到解决,即：详细研究地质力学条件,使用经验法和计算机数值模拟法确定采场和矿柱的大小,再通过矿山的试验采场对结果进行检验。全部试验数据组成了一个数据库以供确定新采矿方法参数使用。     

分段矿房法不同分段高度稳定性的FLAC3D数值模拟分析研究

以云南某铁矿分段矿房法为研究对象,结合矿体赋存条件,通过现场工程地质调查和室内岩石力学实验,利用CAD、数值模拟软件ANSYS、FLAC3D对分段矿房法的不同分段高度进行研究,分段按照每步10m高度进行开挖,对不同分段高度下采场应力、位移、塑性区三个参数的变化进行分析。研究结果表明：当分段高度达到40m时,开挖过程中采场顶板发生了拉伸破坏区域,间柱部分有贯通的剪切破坏塑性区出现,30m分段时采场处于稳定状态,不同分段高度下采场开挖形成的最小主应力均未超出岩体的抗拉强度,采场顶底板和上下盘的竖向横向位移量均处在采场安全位移的范围内,综合分析选取最佳分段高度为30m。研究结果可对矿山的安全生产提供指导性建议,为类似矿山提供参考借鉴。