基于室内模型试验的多漏斗同步放矿柔性隔离层材料受力特性分析

开展多漏斗放矿条件下柔性隔离层材料受力特性分析是放矿机理研究的基础。该文基于室内模型试验,测定了试验中隔离层所受拉应力和压应力,分析了隔离层材料的受力特性及失效条件。研究结果表明: 1）横向上,随测点与隔离层中心点距离的增大,隔离层内部拉应力值的变化趋势与正弦函数一致;隔离层所受压应力值逐渐减小,所受摩擦力值呈余弦函数形态变化;对应空腔部位的隔离层未受支持力作用,其余部位的隔离层所受支持力载荷的变化规律与压应力一致;2）纵向上,作用于隔离层的所有力系值随下降深度的增加而增大;隔离层接触底部结构前,其内部平均拉应力值随下降深度增加呈指数函数增大;隔离层所受拉应力最大值与下降深度的关系为σ_smax=-0.32+0.32e0.005h,隔离层失效点满足等式s=±30.12 cm。     

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。     

尾砂充填材料优化配比试验

为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体充填材料充填体强度及流动特性,得到最优配比组合方式,分析了试验材料的基本性质,通过设计正交试验对不同质量浓度和不同粉砂比的尾砂膏体强度进行对比分析。试验结果表明:砂浆浓度和粉砂比一定时,充填体的强度与养护时间呈正相关,强度最终维持在一个稳定值;在同一养护时间与砂浆浓度相同条件下,充填体的强度变化与粉砂比呈正比关系;在控制粉砂比和养护时间一定时,强度值随着料浆质量浓度的增大而变大。对比分析表明,最终选择最优配比组合为:粉砂比1∶5,质量浓度69%的充填体能满足强度要求。     

极软薄破矿脉下向机械化安全并采技术研究

为了解决极软薄破矿脉普遍采用下向进路胶结充填开采过程中,存在劳动强度大、机械化程度低、生产成本高等问题。基于前河金矿葚沟矿区南矿带实际情况,对极薄破矿脉下向进路胶结充填开采的特点进行了研究,以提高机械化程度、降低回采成本为目标,结合类似相关矿山工程实践,通过优化采矿结构参数、凿岩与爆破方法、支护工艺及出矿形式,优选适用的机械装备,探索出极软薄破矿脉下向机械化安全并采技术,即通过合并相邻采场,共用采准工程,研究微扰无掏槽爆破与锚网支护工艺,采用高效出矿设备,实现极软薄破矿脉的机械化安全开采。现场工业试验表明,该技术可实现极软薄破矿脉的机械化高效开采,技术经济指标良好。     

L27号脉矿柱及采空区稳定性数值模拟分析

根据某金矿L27号脉矿柱及采空区分布情况,采用Midas-GTS、FLAC3D等软件完成了934～1054 m中段采空区数值建模及开采过程的仿真计算,发现顶底柱和间柱塑性区破坏程度较轻,矿柱及采空区整体稳定,未出现明显的塑性贯通区,但存在局部的片帮和冒顶现象。所有空区顶底板的垂直位移量控制在10 cm以内,不会产生大规模的破坏,仅下盘围岩产生小范围的拉伸破坏。     

柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律

同步充填留矿法因柔性隔离层的存在,其散体矿岩流动规律突破传统放矿理论的描述范围,因此开展柔性隔离层下单漏斗散体矿岩流动规律研究对于丰富放矿学理论具有重要意义.基于相似原理建立物理试验模型,以标记颗粒刻画出放出体和松动体形态,采用高清摄像机记录试验基础数据.基于试验数据,对柔性隔离层下单漏斗放矿放出体、松动体、空腔等演化规律进行分析.最高层位矿石未放出前,放出体呈完整封闭的近似椭球体形态;放出后,放出体呈现为陀螺体.最高层位矿石产生沉降前,松动体为完整封闭的近似椭球体形态;产生沉降后,松动体形态整体上呈喇叭状,喇叭状松动体上部为指数曲线,下部为近似部分椭球体.空腔在最高层位矿石产生沉降瞬间开始形成;隔离层边界与矿石层边界相切于空腔边界,切角随着隔离层下降深度的增大而增大,至散体自然安息角后保持不变,切点位置随着隔离层下沉由中间逐渐向两侧发展至放矿终止.      

基于老尾矿再选的采空区协同治理与矿柱资源回采研究

采用FLAC3D软件模拟分析了采空区矿柱的稳定性，发现充填治理采空区后，矿柱的稳定性显著改善。首先采用挖机干式回采+造浆后管道输送的方式，将老尾矿库尾矿与破磨后的矿石一同进入再磨流程；然后通过增加深锥浓密系统和混凝土拖泵提高尾砂利用率，增加充填距离，优化改造现有充填系统；最后采用环形中深孔爆破回采顶底柱，以切割天井为自由面深孔爆破崩落回采间柱，遥控铲运机完成出矿。经过1 a的现场工业试验，老尾矿再选获得Au回收率为57%,年增净利润3471万元；矿柱回采率为70%～80%,新增2.4万t矿石量和97 kg金属量，新增利润2965万元，经济效果显著。