基于经济合理剥采比的露天矿开采境界优化

露天矿山最终开采境界的确定受到经济合理剥采比和最终边坡角的制约。依据矿体条件,选择原矿成本比较法、金属成本比较法、储量盈利比较法进行经济合理剥采比的计算和比较,3种方法计算得到的经济合理剥采比分别为10.07,11.69和13.79;结合Lerchs-Grossmann图论法,利用Micromine软件进行露天最终境界优化,得到最终帮坡角为47°、矿石量为2 450 750 m~3、岩石量为24 204 093 m~3。     

帮坡角变化对露天矿采剥量以及经济效益的影响

露天矿最终帮坡角是影响露天矿安全生产的主要因素之一,也对露天经济效益产生重要影响,特别是对大型深凹露天矿的影响尤为突出。在保障露天矿安全生产条件下,本文通过优化矿区不同帮坡角条件下的最终境界,研究帮坡角变化对矿山岩石剥离量、矿石采出量以及经济效益的影响。结果表明,随着帮坡角的增加,最终境界内的岩石剥离量、矿石采出量可能增多也可能减少,但经济效益呈现增加趋势。     

加陡工作帮坡角提高矿山生产能力的研究

本文分析了台阶高度的变化对最终帮坡角、工作帮坡角、工作线水平推进速度、矿山工程延深速度、矿山生产能力等指标的影响。工业试验表明：当开采台阶高度由１２ｍ提高到１５ｍ时,可使工作帮坡角增大,降低生产剥采比,达到较大幅度提高矿山生产能力、降低生产成本的目的。     

南芬铁矿分期开采扩帮延深可行性研究

在全面分析南芬铁矿开采现状的基础上,确定了南芬铁矿的分期开采方案,采用数字矿山工程软件对该露天开采境界进行优化,并通过技术方案比较确定露天开采各期境界的参数,圈定了不同开采分期的露天开采境界.最后编制了南芬铁矿采剥进度计划,完成了分期开采扩帮延深工程的可行性研究.     

SURPAC境界优化功能在露天矿山的应用

露天矿山的开采境界设计对矿山的盈利水平和生产能力有十分重要的影响。以辽宁省某露天铁矿采矿设计为例,介绍了SURPAC三维设计软件对露天矿山终了境界进行优化设计的全过程。通过建立地质数据库、表面模型、终了模型和矿体模型,并将其作为新建块体模型的约束条件,通过SURPAC实现矿山设计的立体呈现,并经运算得出露天境界内分水平矿岩量。分析采用SURPAC软件境界优化前后经济指标的变化情况,为矿山企业生产决策工作提供参考,对露天矿山的境界优化设计有一定的借鉴意义。     

基于稳定性分析的靠帮开采不动境界研究

以靠帮开采理论及实践为基础,对危险滑动面仅存在于边坡局部地区的边帮进行了研究,结合滑面的分布情况,提出了重新确定靠帮开采不动境界的方法。利用GEO-studio软件对靠帮开采时不同境界高度、坡面角度的边坡稳定性进行分析,验证了压帮内排的积极效果,并得出了三道岭露天矿靠帮开采不动境界的位置为距坡底50 m高程处,下部边坡角可提高至46°等结论。研究结果表明:结合边坡稳定情况确定靠帮开采不动境界,可以在片帮边坡有效地实施靠帮开采,剥采比降至1.84 m3/t,走向长每米可增加煤炭回收量273.376 t。     

露天开采境界局部优化研究

影响露天矿生产的开采技术、选冶工艺、市场条件等各类因素常常处于动态变化之中,矿山不仅需要在设计阶段开展境界优化,同时也必须根据各类影响因素的变动开展境界动态优化研究,指导矿山生产经营管理。随着市场变化和采选技术水平的提升,根据当前生产技术经济指标和155 m标高以上开采范围限制的因素,针对155 m标高以下开采境界开展局部优化研究,以减少剥离量,降低采矿成本。研究结果表明:本次优化后净增矿石量3.32万t,净盈利1040万元,效益可观,为矿山开采技术方案、计划编排等提供了参考依据。     

铁路运输矿山的陡帮开采问题

我国目前露天铁矿工作帮坡角一般在8～15°,通常称为缓工作帮。所谓陡帮就是通过改革开采工艺,提高剥岩段的工作帮坡角,一般可达20～35°左右。据统计,我国大型露天铁矿设计年产量约占全国铁矿石设计产量的90％以上,其中铁路运输的矿山产量约占66％。1980年重点铁矿山实际产量8363万吨;露天矿产量7554万吨,占重点铁矿山的90％。其中,铁路运输的矿山     

贾家堡铁矿露天开采境界优化实践

结合本溪钢铁(集团)公司贾家堡铁矿的露天境界设计,应用SmartMiner软件系统,对该矿的开采境界实行优化,并分析了市场和成本变化对开采境界的影响。实践表明,优化的应用对确定最合理的设计方案具有重要作用;以总效益最大化为设计目标,境界对经济条件(尤其是精矿价格)的灵敏度很高。境界分析对大型矿山确定分期开采的分期境界也具有重要价值。     

大型露天铁矿陡帮开采工艺研究

大型露天铁矿陡帮开采工艺研究是国家“七五”科技攻关项目之一,已于1990年12月通过冶金部鉴定。该项目有三个子课题,即开采参数研究、工作帮坡角优化研究和均衡生产剥采比的研究。该项研究工作由冶金部马鞍山矿山研究院、本钢南芬露天铁矿、     

基于强度折减法的大型露天矿东端帮稳定性分析

拟建大型露天镍钴矿区,东西长1 670m,采深一般在300m以上,最高边坡高度超过600m。根据边坡不同位置的边坡高度、工程地质岩组分布特征、各岩组岩石质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、边坡岩体完整程度等多项指标将边坡分为五个区。为研究该大型露天矿高陡边坡稳定性与开挖坡角及地下水位的关系,本文在考虑地下水位以上的岩土体饱和度变化的前提下,结合夏日哈木镍钴矿区高陡边坡实际工况,通过有限元软件ABAQUS和抗剪强度折减法模拟计算得到不同开采坡角的边坡稳定系数与地下水位的关系,从而确定出同一水位下的最小开采坡角,以及不同开采坡角下的最高地下水位。最终对本研究结果的分析得到开采坡角及地下水位对高陡边坡稳定性的重要性,并对该露天矿东端帮开挖提出了一系列建议,该研究对该露天矿的其他区域以及周围相似工程的开挖具有重要的借鉴意义。     

露天矿最终帮坡角及采深协同优化研究

最终帮坡角和采深是露天矿境界设计中2个相互影响的关键参数,其取值与露天矿的安全经济性密切相关。为探讨上述2个参数的合理取值,以西藏某露天铜矿12#典型勘探线剖面为研究对象,按经验类比法初步确定该剖面西、东边帮的最终帮坡角取值范围为38°~44°,选取不同的两帮坡角度值组合,根据境界剥采比小于经济合理剥采比的原则,计算得到底部标高取值范围为+ 4 135~ + 4 108 m。构建了该剖面的露天境界最终边帮有限元数值模型,采用强度折减法计算得到西、东帮的稳定安全系数,根据实际工程设计需要的边帮安全系数以及开采的经济性,得到该剖面合理的最终帮坡角与采深。研究表明：露天边帮稳定性随着最终帮坡角和采深的增加逐渐降低,且最终帮坡角的变化对本侧边帮稳定性的影响远大于对侧边帮,两参数之间互相影响,共同决定露天矿的安全经济性;计算得到该剖面合理的西、东帮最终帮坡角分别为42°、43°,底部标高为+ 4 117 m,总采深为920 m。所采用的露天矿最终帮坡角及采深的协同优化思路可为露天矿山科学确定相关参数提供参考。     

眼前山铁矿主采区露天转地下诱导冒落法开采方案研究

眼前山铁矿主采区为节理裂隙比较发育的急倾斜厚大矿体,矿岩具有良好的可冒性。结合露天开采的边界条件与露天转地下开拓系统条件,提出诱导冒落法高效开采方案。分析表明,该方案可实现露天转地下增产衔接,并可使矿石损失率与贫化率分别降低到8%和10%以下,生产能力提高30%以上,直接生产成本比同类矿山降低20%以上。     

白马铁矿及及坪采场达产创效方案研究及实践

针对白马铁矿及及坪采场近年来不能稳定达产达效的实际情况,寻求使采场快速达产、生产成本可控的技术方案。基于矿体的赋存特征,利用3Dmine软件建立三维可视地质模型,并在三维地质模型基础上利用L-G法优化开采境界。在剥采比与产能双层指标控制下,对采场按设计正常采矿的产能方案、采场境界内缩均衡剥采比的产能方案以及采场分期分区开采产能方案进行比选,得出了采场分期分区开采产能方案可满足要求。针对此方案进行了应用实践,实践表明自2012年起,白马铁矿在及及坪采场采剥能力大幅提高、超过设计能力,矿石及采剥成本大幅下降,降幅达38%。分期分区开采可增加矿石产能、均衡剥采比,能够促使矿山早日达产达效,为类似矿山提供了借鉴经验。     

小包山铁矿残矿回收方案设计

小包山铁矿长期以来采用房柱采矿法开采,残矿量较大,资源浪费较为严重。为了节省资源,开展残矿的二次利用,通过回采可行性分析研究,确定了东部矿体“露天凿岩爆破、露天出矿”的回采方案,将削坡的岩石和充填采空区;露头矿体采用露天开采回收,未露头矿体采取露天凿岩爆破至井下-50 m装车回收,有效回收矿石9.2万t,创收2 806.41万元,解决了资源回收安全问题,实现了经济、社会效益双赢。     

不同工况下挂帮矿回采诱发边坡失稳的数值模拟研究

为探究无底柱分段崩落法开采挂帮矿对露天边坡稳定性的影响,以湖北某铁矿挂帮矿开采为工程背景,分析边坡在不同边坡倾角、矿体倾角和矿体埋藏深度等条件下坡体内第一主应力演变过程和裂纹扩展过程。结果表明:随着边坡倾角、矿体埋藏深度增加,塌落的松散岩体体积逐渐增大;随着矿体倾角增大,塌落的松散岩体体积呈现为先增大后减小的趋势。矿体倾角和矿体埋深一定的条件下,边坡倾角大于40°时的采空区不能完全容纳松散岩体;边坡倾角和矿体埋深一定的条件下,矿体倾角小于30°时的采空区不能完全容纳松散岩体。     

铁蛋山矿床露天转地下开采的实践

通过保国铁矿铁蛋山矿区露天转地下开采实践,顺利地解决了铁蛋山矿区露天转地下开采挂帮矿石回采,强化开采露天底部矿石,形成废石覆盖层,保证选矿生产,地下开采采矿方法的选择等问题,取得了良好的效果,实现了对矿区资源和机械设备利用的最大化,并保证了过渡时期矿石的生产能力,创造了巨大的经济效益,为我国中等规模的露天转地下开采的矿山提供了成功的样板。     

露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌数值模拟研究

以某金属矿山露天转地下开采引起露天采场边坡垮塌为研究背景, 采用三维数值模拟研究方法展现了矿体开采过程中围岩塑性区发展过程, 并分析了围岩塑性区分布的变化规律。结果表明: ① 空区上部岩层主要以拉伸破坏模式为主, 其他部位岩层主要以剪切破坏为主, 西部边坡坡面的一侧已经与地下采空区塑性区相互贯通。② 东部矿体采用充填法开采, 一定程度上控制了地表塌陷;产生塑性区的部位为西部边坡和靠近西部边坡的露天采场底部。③ 开采前期西部矿体在西部边坡坡面和露天采场底部产生的塑性区较多;开采后续水平矿体对地表塑性区的产生影响不大。④ 模拟矿体开采过程, 可将产生的塑性区划分为3个阶段, 有2个突变点: 第1个阶段对应西部边坡开始出现裂缝、局部垮塌滑坡;第2阶段对应边坡出现较大范围垮塌滑坡、露天采场底部出现裂缝、西部边坡脚出现塌陷孔洞;第3阶段塑性区占比逐渐增加。研究成果可为矿山滑坡治理和矿山安全生产提供参考。     

庙沟铁矿露天转地下过渡期稳产措施与边坡稳定性

结合庙沟铁矿在露采转地下过渡期间的生产实际,在充分挖掘矿山过渡期产量的基础上,提出了不同区域挖潜矿体的开采方案和安全保护措施,并进行了稳定性分析,实现了由露采转地下采产能平稳过渡,具有较高的可行性和经济效益。