基于"崩、冒"耦合效应的近矿体小空区处理方法

地下空区存在危及生产安全和影响资源充分回收,如何有效利用和治理空区成为当下面临的主要问题。针对这一问题,从补偿空间不足作为切入点,将诱导冒落技术与协同利用思想相融合,研究了基于耦合效应的近矿体小空区处理新方法。以双鸭山铁矿北区急倾斜破碎中厚矿体典型空区——S3号采场回采过程中形成的约15 m高空区为例,在分析矿岩可冒性的基础上,结合采场结构参数及采空区大小,提出利用现有的上盘绕道,进行空区扩宽爆破的"崩、冒"耦合效应的近矿体小空区处理方法。该矿北区矿体可冒性良好,且遵循拱形冒落形式,采矿方法选用适合矿体条件的进路诱导冒落法,补偿空间高度约为30 m,通过分析回采长度与冒落高度的关系,选定崩矿高度20 m,扩宽后的爆破范围大于空区尺寸11 m×9.6 m(长×宽),采用同次微差爆破方式,控制矿体冒落接近回采高度30 m。试验表明:爆破实施效果较好,冒落块度适中,崩、冒落高度估算值约为29 m。为验证爆破补偿空间是否满足要求,爆破了两排回采炮孔,在出矿过程中对最大矿石块度进行了跟班标定,发现崩落块度整体良好。该方法消除了空区安全隐患,可回收大量矿石,达到利用并有效处理空区的目的。     

多因素影响下的方形溜井结拱实验研究

为探究矿石粒径、湿度、料位高度和溜井角度对溜井结拱的影响,基于矿山溜井的比例尺寸,设计制作了方形溜井放矿模拟器,进行了四因素五水平的溜井放矿正交实验。研究结果表明,影响溜井结拱概率大小的主次顺序为:矿石粒径>料位高度>矿石湿度>溜井角度;当矿石粒径2～4 mm、湿度1%、料位高度50 cm、溜井角度85°时放矿效果最佳。     

大结构参数无底柱分段崩落法的发展及技术问题探讨

无底柱分段崩落法引入我国已有近50 a的历史,在铁矿石开采中占有重要地位,也取得了丰硕的研究成果,近年来正向大结构参数发展。从历史地位、铁矿石经济发展需求、待开发矿体赋存特征、露天转地下的适应性等方面分析了无底柱分段崩落法仍将是未来主要的采矿方法。并从设备配套、爆破问题、基于现场出矿的放矿理论等方面论述了我国大结构参数发展下需要注意的问题,对大结构参数的快速发展,充分发挥大结构参数无底柱分段崩落法的优越性具有积极意义。     

基于微波辐射与循环冲击的磁铁石英岩能耗特征分析

为探究深部开采中微波辅助破岩能量耗散规律,以磁铁石英岩为研究对象,采用微波照射与带围压装置的SHPB相结合的方法,进行不同围压条件下的循环冲击试验,分析不同微波参数辐射试件破碎的能耗特征。研究结果表明：与未经微波辐射试件相比,微波损伤后的试件,在围压及冲击荷载的共同作用下,试件波阻抗波动较大,导致受高功率、短时间的微波参数M1试件在围压2 MPa、4 MPa和受低功率、长时间微波参数的M2试件在围压6 MPa时,试件的能量占比随冲击次数波动较大;未经微波辐射、受微波参数M1及受微波参数M2的试件分别在围压6 MPa、6 MPa和4 MPa时,其破碎能耗最小;受微波辐射试件的耗散能远小于未经微波辐射试件的耗散能,且两种微波参数辐射试件的P波波速大小与其能耗成反比,故在微波辅助破岩实际应用中,应选择合适的微波参数。     

柏杖子金矿厚大矿体低贫损开采技术研究

柏杖子金矿213号厚大矿体采用有底柱崩落法开采,受矿体条件影响,损失和贫化较大。为改善回采指标,将213号矿体0~+60 m水平改用低贫损模式的无底柱分段崩落法开采。通过散体流动参数试验与进路布置形式改进优化了采场结构。即针对不同的矿体形态,分别设置了不同的结构参数;以菱形布置方式为原则,调整了进路位置;给出了夹石处理方式及适合矿体条件的爆破参数。方案采用斜坡道贯穿各水平,并采用上、下分段同时回采的方式,矿石损失率、贫化率均可控制在12%左右,有效解决了损失贫化大问题,可为类似条件矿山提供参考借鉴。     

柏杖子金矿多空区残矿开采技术研究

柏杖子金矿100-9#矿体为残矿,内部存在多个空区,矿岩稳定性差,岩移危害大,遗留有大量矿石散体,致使矿体回收困难。为此,提出多分段与底部双堑沟协同拉底的诱导冒落法回采方案,在分析矿岩可冒性、临界冒落跨度和冒落高度随采深的关系的基础上,结合矿体赋存特点及矿石流动特性,给出了诱导工程参数及爆破参数;采用矿体中部做切割向两端退采的方式,在满足上分段回采工作面超前下分段6~8个步距前提下,各分段拉底巷道同时施工,逐次诱导上部待冒矿体,由双堑沟整体回收,同时选用喷锚网联合支护方式,冒落垫层取3 m,可安全、经济、有效地回收残矿。     

一维动静组合加载下多角度耦合充填体力学特性研究

为探讨爆破扰动作用下充填矿柱的失稳破坏模式及动力学特性,以尾砂胶结充填体为研究对象,选取3个轴压水平,开展不同传递路径、应变率下SHPB冲击试验。研究表明：①相同轴压下,充填体动态抗压强度随应变率增大而增大,相近应变率下,充填体动态抗压强度随所施轴压梯度的增大呈现出先增大后减小趋势,当轴压为静载强度40%时达到最大动态抗压强度;②动静组合加载下充填体应力—应变曲线主要分为弹性阶段、屈服阶段及破坏阶段,弹性模量随轴压的增大呈先增大后减小趋势;③轴压作用下,充填体破坏模式为剪切破坏,冲击波经不同传递路径或不同角度传递至充填体时,破坏模式仍为剪切破坏,无轴压作用时,充填体破坏模式为劈裂拉伸破坏。④利用ANSYS/LS-DYNA模拟动静组合加载下充填体冲击过程,得到冲击波直接或经花岗岩间接作用于充填体时,最大应力峰值出现时刻基本相同,应力大小差异较大,在充填体内应力波衰减量为20%,经花岗岩间接作用于充填体时应力波衰减量为29%。     

结拱能视角下溜井结拱稳定性分析

溜井结拱严重影响了矿山生产效率,而其结拱稳定性是溜井堵塞疏通的关键技术指标。为经济高效处理结拱问题提供理论依据,提出了结拱能与结拱能测定的原理与方法,并依此构建了结拱能测定物理模型,以正交实验法,探究了矿石湿度、矿石粒径、溜井角度及料位高度对结拱稳定性的影响程度,并对结拱稳定性进行了评级划分。研究结果表明,矿石粒径是影响溜井结拱稳定性的最主要因素,矿石湿度、料位高度、溜井角度对结拱稳定性无显著影响。依据结拱能和矿石粒径方差对比折线图,将粒径4～6、6～8、8～10、0～2 mm矿石结拱的稳定性依次划分为不稳定、较稳定、稳定、极稳定。实验结果对实际工程中疏通溜井的方法选取及节能设计有一定的参考价值。