金属矿山充填体作用机理研究实践

本文简要介绍了国内外金属矿山地下采区充填体作用机理研究的进展;通过对我国锡矿山、招远、金川、大水清等矿的充填机理研究理论和实践,阐述了在经济效益和社会效益方面所取得的重要成果及其今后发展趋势。     

条带煤柱充填开采围岩充填体相互作用分析

采用相似材料模拟方法,以岱庄煤矿膏体充填开采为背景,研究了条带煤柱膏体充填开采煤柱、充填体和围岩之间存在相互作用的空间关系,并与垮落法开采作对比分析,研究结果表明:充填开采上覆岩石离层不明显,岩梁曲率变形小;充填体对煤柱提供侧向约束力,降低了煤柱所受的最大垂直应力;充填体参与支撑顶板时,形成"煤柱-充填体-煤壁"共同支护顶板的结构,该结构可以有效地控制开采沉陷。模拟研究结果与现场实测基本相吻合。     

充填体与预留原岩矿柱相互作用机理研究

通过实验室物理模拟的方法,用自制试验模型对充填体充入采场后的力学作用状态进行了模拟,矿柱两侧分别采用1∶2和1∶10两种不同灰砂比的充填体进行充填施压,以模拟不同材料刚性对充填体支撑作用的影响。经过对大量模拟实验结果的分析,发现不同强度的充填体对矿柱的支撑作用效果不同,同时提出充填体的支撑作用具有被动性。     

地下金属矿山新型无矿柱连续开采方法试验研究

通过对安庆铜矿1#矿体整体开采方案的试验研究,提出一种地下金属矿山新型无矿柱连续开采方法：利用高强度尾砂胶结充填体和出矿底部结构的三角矿柱形成隔离层替代阶段间水平矿柱,并通过合理的采场布置、回采顺序和充填方法,确保各阶段采场安全高效开采。该方法为全矿体连续开采提供一种新思路,对丰富连续开采理论有着一定意义。     

胶结充填体与矿柱相互作用双轴加载试验研究

矿柱与充填体之间的相互作用是矿柱和充填体优化和安全设计的重要问题。通过双轴加载试验研究了侧向应力和采场充填率等因素对矿柱与充填体相互作用的影响。结果表明：充填体接顶时，充填体能充分发挥自身强度并直接参与顶板支撑，此时矿柱-充填体支承系统可以充分发挥承载力；充填体不接顶时，在一定侧向应力作用下矿柱-充填体支撑力提高主要是两者界面摩擦力的提高，而充填体横向约束效应对于矿柱强度提高效应不明显；较高的充填率意味着在矿柱-充填体界面处产生更大接触面积，在一定侧向应力作用下会在界面产生更大的摩擦力，进而产生更大的系统承载能力。试验结果与新城金矿测试结果的对比证实了该项研究对于新城金矿二步采场的稳定性分析具有一定的指导意义。     

深井充填体细观破坏及充填机制研究

对不同灰砂比的深井充填体进行了无侧限单轴抗压、抗拉测试, 抗压试验中测得抗压强度、弹性模量和泊松比等数据; 抗拉试验中测得抗拉强度、线性阶段弹性模量和峰荷应变等参数。分析了拉、压试验中力学性质的变化规律, 鉴于拉压性质的相关性, 对拉压力学参数和试验曲线作了一定的对比分析, 对充填体细观破坏及充填体-围岩-矿柱系统作用机制进行了研究, 旨在为矿柱开采提供技术支持。     

金属矿山条带状老旧采空区尾砂充填治理技术

金属矿山在长期的采矿活动中形成了规模巨大、情况复杂的地下隐伏采空区,给矿山生产带来严重安全隐患,尤其对于矿区建设场地内存在的下伏采空区,必须采取合理的治理措施。借助江西某矿山采空区治理工程,针对施工中遇到的条带状采空区,综合采用了改进型组合钻具、高精度陀螺测斜仪、陀螺偏心纠斜工艺及井下电视探测技术,保证充填钻孔能够直达采空区顶板;充填施工中,优化选取尾砂-水泥膏状浆液配比,采取了多项技术措施控制充填接顶和冒落堆填体的胶结,有效保证了采空区治理效果。相关研究成果和技术措施可以为类似工程提供借鉴和指导。     

金属矿山充填采矿法中充填材料的应用及展望

系统地阐述了充填采矿法中各类常用充填材料的优缺点及其适用性,探索了各类常用充填材料的发展趋势。对其如何更好的应用于金属矿山采矿中充填,提出了相应的建议。     

金属矿山充填体强度分布规律实验研究

西藏甲玛铜多金属矿二期工程首采地段采用充填采矿法进行开采。由于在充填过程中充填料浆的离析分层等原因致使形成的原位充填体具有不均匀性,其强度与实验室充填体标准试块的强度也有很大差异。通过建立大比例尺三维立体仿真物理模拟实验系统,研究采场内充填体强度的分布规律。结果表明：在水平方向上充填体强度随料浆流动方向上呈先增大后减小的趋势,高灰砂比的充填体强度波动程度较小,且在下料口位置附近充填体强度与标准充填体试块强度相当;在竖直方向上充填体强度随深度的增大而增大,且高灰砂比的充填体强度增幅较大。通过对充填体样本进行电子扫描显微镜实验观察其微观结构,从本质上解释不同位置充填体强度差异的原因。     

金属矿崩落法改充填法开采可行性评价指标及权重研究

在深入了解崩落与充填采矿法特点的基础上,按照一致性、可测性和科学性原则,选取了7个影响崩落法转充填开采可行性的评价指标,构建了层次评价模型。通过层次分析法与熵值法相结合的主客观赋权组合评价方法,对其指标权重进行了计算。     

金属矿崩落法改充填法开采可行性评价指标及权重研究

在深入了解崩落与充填采矿法特点的基础上,按照一致性、可测性和科学性原则,选取了7个影响崩落法转充填开采可行性的评价指标,构建了层次评价模型。通过层次分析法与熵值法相结合的主客观赋权组合评价方法,对其指标权重进行了计算。     

深部矿体开采对隔离矿柱及回填体的稳定性影响研

根据某矿山开采实际, 利用PFC^2D建立了崩落法和充填法开采深部矿体的数值模型, 分析了2种方法回采深部矿体对上部隔离矿柱及回填体稳定性的影响。结果表明, 崩落法回采时, 上部隔离矿柱发生了破坏, 上盘地表出现拉应力集中, 塌陷区回填体和围岩发生较大沉降;隔离矿柱破坏前, 回填体和围岩的应力和位移变化不大;隔离矿柱破坏后, 上下盘地表的水平拉应力随开采深度增加逐渐增大, 且隔离矿柱的水平应力发生显著跌落。充填法回采时, 隔离矿柱未出现整体破坏, 上下盘地表未出现明显塌陷, 上下盘地表和回填体的水平应力变化不大, 但塌陷废石和隔离矿柱的水平应力随矿体开采深度增加而增加。研究结果可为矿山塌陷区和采空区治理以及深部资源安全开采提供科学依据。     

我国金属矿山地下采矿装备的现状及进展

通过对我国地下采矿装备的发展历史、发展现状的分析与国际上发达国家采矿装备发展现状的对比研究,得出我国地下金属矿山采矿装备与发达国家存在的差距,同时提出了我国地下金属矿山采矿装备的发展方向.     

金属矿产资源保护性协调开采方式探讨

分析了金属矿产资源开发造成的资源损耗、扰动破坏和环境污染,提出了实行金属矿产资源保护性协调开采的方式,阐述了协调开采评价模型、技术系统及其对保护性协调开采的作用,介绍了保护性协调开采方式的应用实例。     

我国金属矿采矿技术回顾与展望

讨论了我国金属矿山主要采矿方法的特点、应用情况、得到的改进及应用前景，针对现有的技术基础以及我国经济发展对金属资源的需求趋势，对未来矿山的发展进行了展望，重点提出了数字矿山、人工智能等发展方向，及进行露天开采运输系统优化和地下开采露天化几种可行性的设想，为我国采矿工作研究者提出了几种新的课题。     

建国以来我国金属矿采矿技术的进展与未来展望

在国庆５０周年到来之际,谨对我国金属矿山在露天开采,地下开采等方面的主要进展进行了回顾,并探讨了２１世纪我国金属矿采矿技术的主要发展方向。     

金属矿山地质环境抗扰动能力评价

在归纳矿山地质环境评价研究现状的基础上,界定了金属矿山地质环境抗扰动能力的内涵,构建了以采空区塌陷、崩塌-滑坡、岩溶塌陷为主要考察类型,包括点评价、面评价和区域评价的综合评价体系。结合鄂西高磷铁矿试验采场的地质环境条件和特征,依据所建立的评价体系选取了针对性的点评价指标体系,运用层次分析法对其地质环境抗扰动能力进行了实例研究。评价结果表明：鄂西高磷铁矿区试验采场地质环境抗扰动能力为“一般”。因此,需加强对开采扰动所带来矿山地质灾害的预测与防治。