急倾斜极薄矿脉小型机械化留矿法开采采场稳定性分析

基于珊瑚钨矿急倾斜极薄矿脉小型机械化留矿法开采工艺,采用数值模拟方法分析了开采过程中采场的稳定性,探讨了采场长度、相邻采场开采时应控制的安全距离和回采顺序。结果表明:1)矿体采出后,采场上下盘围岩发生以水平向位移为主的相向位移,采空区上下两端与顶底板接触位置发生应力集中,采空区两侧围岩应力降低;2)采场长度对采场稳定性的影响较小,为提高单条采场生产能力,采场长度可由试验阶段的100 m增加到150~200 m;3)为减小相邻采场开采扰动,相邻采场开采时的安全距离应控制在4 m以上,局部地段围岩条件较差时还应适当加大;4)对于上下相邻采场,待采矿体位于已采采场的下盘围岩移动范围更有利于采场稳定性控制,建议采用从上向下的回采顺序。研究结果可为采矿工程实践提供一定的参数参考。

极薄矿体采矿经济模型及应用

广西某矿为极薄矿体,其0.4 m厚度以下的脉幅较多,采用传统经验判断法无法评价其经济效益。为充分利用该矿有限的矿产资源,以矿石综合品位、脉幅厚度及采矿成本等经济技术指标为基础,定义采幅系数,并结合盈亏平衡法,通过生产数据的归纳总结和分析,建立采矿经济模型,综合评价极薄矿体的可回采性,确定适宜的采幅参数。该方法为矿山提高资源回收量、增加采矿效益提供了科学依据,可确保矿产资源开发取得实效,实现可持续发展。

超埋深高应力复杂地层巷道围岩损伤分区与承载结构特征研究

巷道围岩损伤分区与承载结构是巷道岩层控制与支护设计的重要依据。以云南某深井开采矿山1 500m埋深巷道为例,采用弹塑性理论分析、松动圈测试和数值模拟相结合的方法,研究了不同地层巷道围岩的损伤分区和承载结构特征,分析了不同围岩承载结构的差异及其与巷道稳定性的关系。结果显示:(1)巷道围岩松动圈深度范围为0.9~1.9 m,平均为1.38 m;灯影组、宰格组、大塘组和摆佐组松动圈平均深度分别为1.7 m、1.15 m、1.17 m和1.5 m。(2)数值模拟揭示巷道围岩破碎区深度范围为0.92~1.63 m,平均为1.20 m;塑性区深度范围为1.48~2.50m,平均为1.87 m;不同地层围岩损伤区深度由大到小排序为灯影组>栖霞—茅口组>宰格组>大塘组>摆佐组。(3)不同地层围岩承载区厚度差别不大,但承载区深度存在明显差异;关键承载区厚度范围为1.09~1.34 m,平均为1.28m;关键承载区的内边界深度范围为1.22~2.18 m,平均为1.58 m;不同地层围岩关键承载区深度由大到小排序为灯影组>栖霞—茅口组>宰格组>大塘组>摆佐组。研究表明:在巷道规格及所处环境相同条件下,岩体强度是影响围岩承载结构和巷道稳定性的最主要因素;岩体强度越大,承载区深度越小,损伤区深度越浅,围岩变形量越小,巷道越稳定;对于锚杆支护,锚杆有效长度等于围岩关键承载区的内边界深度是比较合理的取值。

复杂隐伏空区群露天坑尾砂胶结充填方案

为了解决复杂隐伏采空区群露天坑地质环境亟需治理修复与矿山尾矿库逐年容量减小、尾矿排放困难的现实难题,以大冶大红山矿为例,首先对露天坑底隐伏采空群进行综合探测,制定采空区安全治理措施;然后重点围绕露天坑尾砂充填方案和充填体强度参数进行综合论证,提出采用全尾砂胶结充填技术方案,从安全性和经济性角度综合分析,构建了露天坑不同高度范围充填体强度结构模型,为类似矿山开展复杂隐伏空区群露天坑尾矿充填生态治理提供参考。

天山现今地壳变形的非连续接触模型模拟

通过有限元数值模拟的方法,利用物理接触模型模拟断裂的非连续运动,计算GPS观测结果约束下天山的地壳运动变形,探讨天山东西部差异性地壳缩短的动力学机制。研究结果表明:天山现今地壳运动方向基本为NNE—NE向,运动速度由西南往北、往东逐渐减小;在活动断裂两侧,地壳的运动状态没有大的跳变;天山现今地壳构造应力场以近南北向挤压为主,这种应力环境导致地壳发生与之相应的近南北向缩短变形;受到山体内部块体几何形态和力学性质差异的影响,天山的地壳变形并不均匀,而且地壳缩短的主方向在东西部出现微小变化:中部为近N—S向,往西偏为NNW向,往东偏为NE向;塔里木盆地的顺时针旋转导致它对天山的挤压强度由西向东逐渐减弱,在这种西强东弱的不对等挤压作用下,天山便呈现出由西向东逐渐减弱的差异性地壳缩短变形特征。

天山造山带深部探测及地球动力学研究进展

为了研究天山造山带的地球动力学,自1970年代以来,国内外在天山造山带开展了大量的深部探测工作,并取得了丰富的成果,本文对这些工作和成果进行了梳理和综述.已有研究结果表明:天山造山带的地壳厚度较大,但并无明显山根;地壳结构具有垂向分层和横向分块特征;壳幔界面不清晰,莫霍面在盆山接合部下方发生错断;壳内普遍发育低速异常体,地壳泊松比较高,暗示了地壳力学上的弱化作用;上地幔也存在波速异常体,低速异常可能与地幔热物质上涌有关,高速体可能是古老板块的岩石圈拆离碎片;莫霍面错断、Q值结构和波速异常特征可以用天山南北侧稳定地质块体往天山造山带之下俯冲来解释,这也得到高分辨率层析成像结果的支持;剪切波分裂结果暗示有相当厚的上地幔卷入了造山过程.上述资料表明天山造山带的变形和隆升是其南北侧稳定地质块体的构造挤压与壳—幔复杂耦合作用的共同结果.

瓦厂坪铝土矿综采工作面围岩变形与采动应力分布规律研究

瓦厂坪铝土矿是国内首个采用综合机械化开采工艺的有色金属地下矿山。采用三维弹塑性有限元数值模型对综采工作面回采过程进行了计算模拟,揭示了工作面顶、底板围岩的变形特征和采动应力的空间分布特征与演化规律。结果表明:1)工作面矿层采出后,采空区顶板发生沉降变形,底板发生鼓起变形;变形量在工作面中部最大,往两端逐渐减小;工作面长度越长,顶、底板变形越大。2)采动应力在工作面两端和前后方产生应力集中,形成高支承压力区;采空区顶板大范围应力降低,最小主应力为近竖直向拉应力。3)工作面前方应力集中区随工作面推进向前转移,采动应力峰值随之逐渐增大;采空区顶板采动应力在工作面推进过程中保持相对稳定。研究结果对合理确定工作面长度、工作面顶板精准支护、应力集中区稳定性控制和采空区顶板安全管理等工作具有重要指导作用。

应用非连续模型研究断层对地壳应力的影响

通过有限元数值模拟的方法,应用非连续的接触模型研究断层对地壳应力的影响。研究结果表明:非连续模型比连续模型能够更好地模拟断层,突出了断层对地壳应力的影响作用,避免了单纯使用软弱带模拟断层所导致的应力削弱现象;非连续模型通过接触单元可以描述连续模型所不能反映的断层带与围岩之间的不连续错动;断层端部和复合断层交叉处附近是应力集中区;断层带具有较高的剪切应力,但其自身及附近局部区域的最大主应力受到了一定的弱化;断层的弹性模量、断层与区域主应力的夹角以及交叉断层是地壳应力的重要影响因素,平行断层是弱影响因素,断层泊松比对地壳应力的影响不大。

富云母高岭石铝土矿拜耳法溶出性能研究

富云母高岭石铝土矿具有铝高、硅高和铝硅比低的特点,为有效开发利用该类型铝土矿,了解拜耳法溶出氧化铝工艺的适应性,获得适宜的溶出条件并提高溶出率,采用高压盐浴溶出试验研究溶出温度、溶出时间、循环母液苛性碱浓度、石灰添加量、矿石粒度和配料分子比对氧化铝溶出性能的影响。结果表明:该铝土矿适合采用拜耳法溶出,适宜溶出条件为:溶出温度260~280℃、溶出时间60min以上、循环母液苛性碱浓度220~240g/L、石灰添加量9%、矿石粒度0.28mm、配料分子比1.35~1.45。在此条件下,氧化铝实际溶出率达72%以上,相对溶出率达96%~98%。

豫西陕渑新铝土矿成矿带构造特征及其控矿作用

豫西陕州—渑池—新安铝土矿成矿带是我国重要的铝土矿资源基地。通过野外调查、构造解析、统计分析和综合研究,总结了区域及典型矿区地质构造特征,阐明了区域构造形成机制和演化过程,建立了区域构造变形动力学概念模型,研究了不同尺度地质构造对铝土矿成矿、保存、空间分布和破坏等方面的控制作用,指出了构造研究对本区铝土矿找矿、勘查和开采的重要意义。研究表明:①本区中、新生代构造变形以断裂为主要表现形式,以形成断块和断陷构造为主要特征,是印支—中燕山期近SN向不对称挤压与左旋剪张耦合作用和晚燕山—喜山期区域伸展作用的产物;②区域上发育近EW向、NW向和NE向3组不同性质的断裂,以及由它们交叉切割形成的不同规模断块、断陷构造,对铝土矿的赋存和空间展布起着重要控制作用,保存良好的矿床主要分布于断陷盆地的北部边缘地区;③正断层在各矿区普遍发育,对矿体的完整性和连续性具有显著的破坏作用,给矿床勘查、资源储量估算和矿山开采设计造成严重的不利影响。因此,应重视和加强本区构造控矿作用研究,以更好地指导铝土矿找矿、勘查和开采实践。

贵州老虎洞磷矿区地貌特征及与构造和岩溶作用的关系

贵州瓮福磷矿老虎洞矿区水文地质条件复杂,制约了矿山开采设计和建设。着眼于矿区地形地貌特征,研究地貌发育与地质构造、岩溶作用之间的关系,探讨地貌发育过程和机制。研究表明,矿区位于岩根河谷地北部,地貌类型为背斜槽谷,是一种独特的构造岩溶地貌,构造和岩溶作用对矿区槽谷地貌的形成演化具有重要作用,白岩背斜为槽谷的形成提供了构造基础,地壳持续隆升是槽谷进一步发展的必要条件,碳酸盐岩地层的岩溶作用对槽谷的发展具有积极促进作用,在经历褶皱成山、剥蚀夷平和侵蚀成谷三个阶段后,矿区背斜槽谷地貌发育成型。

贵州麦坝铝土矿区地质构造特征及控水作用

麦坝铝土矿区水文地质条件复杂,井下巷道多次发生突发性涌水涌泥事故,严重影响了矿山生产建设。为此,从构造解析着手,分析了矿区地质构造及水文地质特征,探讨了构造对矿区地下水系统的控制作用,结果表明:1矿区先后经历了近EW向挤压、近SN向挤压和近SN向拉张等3期构造作用,由此形成的褶皱和断裂构造为矿区水文地质结构的形成和发展奠定了基础;2地质构造对矿区地下水系统具有重要控制作用,主要体现在控制水文地质单元、岩溶发育、隔水层、地下水流场等方面。

基于DIMINE软件的岩溶堆积型铝土矿建模方法

介绍了利用DIMINE软件构建岩溶堆积型铝土矿数字化模型的方法。数字化模型主要包括地质数据库、矿体实体模型和矿体块段模型三部分。首先收集探矿工程资料,整理导入软件形成地质数据库。根据地质数据库解译矿层顶、底板,结合地形地质图上的矿体边界,采用顶底板闭合法构建矿体三维实体模型,并采用距离幂次反比法对块段模型进行属性赋值,估算模型资源储量,由此实现地质资源数字化。

地下非煤矿山非爆连续开采技术探索与实践

非爆连续开采是地下非煤矿山未来技术发展的重要趋势。从煤炭开采经验、机械破岩装备以及硬岩致裂技术等方面系统地阐述了地下非煤矿山非爆连续开采的可行性。介绍了贵州某金属矿综合机械化掘进和综合机械化回采技术应用实践取得的成效,为地下非煤矿山非爆连续开采提供案例借鉴。最后展望了地下非煤矿山非爆连续开采需解决的关键技术和发展方向,建议重点开展硬岩碎裂实用技术、差异化矿岩特性与非爆破岩方式适配模型及非煤中厚-厚大矿体非爆机械连续智能开采工艺等方面进行创新攻关,引领矿山开采技术向更加低碳环保、智能高效的方向发展。

基于离散元与光滑粒子流体力学耦合的高浓度尾砂浓密过程仿真

为实现对高浓度尾砂浓密过程的动态可视化观测和定量化表征,弥补常规物理相似模拟和数值模拟方法适用性较差的不足,提出了一种基于离散元(DEM)和光滑粒子流体动力学(SPH)耦合的高浓度尾砂浓密仿真方法,并采用该方法对某矿全尾砂浓密工艺进行了模拟仿真。通过建立与工业机结构一致的全尺寸深锥浓密机模型,基于物理试验标定固液两相流体仿真参数,以浓密机底流浓度作为主要评价指标,将仿真结果与现场生产情况进行对比,结果显示二者误差极小,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为矿山充填浓密工艺研究与优化设计提供了一种新方法。

基于AHP-FUZZY的铝土矿采矿方法优选

以瓦厂坪铝土矿为工程背景,为了确定最优采矿方法,选取对采矿方法影响较大的安全、经济和技术指标,应用层次分析法(AHP)与模糊数学(FUZZY)理论,建立评价模型并优选最佳采矿方法。采用工程类比法初选普通房柱法、机械化房柱法、单体液压支柱护顶壁式崩落法和综合机械化连续采矿法;应用AHP分析各影响因素的权重,确定顶板稳定性为最主要因素;应用FUZZY分析采矿方法影响指标的隶属度,获得4种采矿方法的综合优选度分别为13.44%、19.5%、31.5%、47.25%,结果表明,综合机械化连续采矿法为最优采矿方法。

东天山塔雷克拉克地区成矿条件及找矿方法

讨论了东天山塔雷克拉克地区的成矿地球动力学背景,并从区域地质、地球物理场和地球化学场三个方面分析了研究区的成矿条件。研究表明,塔雷克拉克地区具有在晚古生代地球动力学演化期间形成铜矿的可能性,提出了在本区找矿的三种方法。

急倾斜极薄矿脉机械化留矿法平底结构出矿相似模拟试验

为了探明在不同采场倾角和进路间距条件下,无底柱平底结构出矿方式狭长受限空间内的矿石流动规律,采用自主设计的试验模型,开展了急倾斜极薄矿脉机械化留矿法平底结构出矿相似模拟试验。试验结果表明:随着留矿法回采分层上行,矿堆表面形成的移动漏斗坡面角逐渐减小,更有利于机械化设备在采场矿堆表面通行作业;采场倾角一定时,矿堆表面形成的移动漏斗坡面角随出矿进路间距的增大而增大,大量放矿后残留采场底部的矿石量随出矿进路间距的增大而增多;出矿进路间距一定时,矿堆表面形成的移动漏斗坡面角随采场倾角的增大而减小,大量放矿后残留采场底部的矿石量随放矿角度的增大而减少。通过狭长受限空间放矿模拟试验,以矿堆表面凹陷坡面角和底部矿石残留率为评价指标,确定符合机械化留矿法开采工艺要求的出矿进路最佳间距为8 m。

高密度枣园枣树全枝更新修剪方法探讨

随着红枣产业的快速发展和农业新技术的推广和应用,枣园的栽培模式发生了巨大的变化,栽培密度大幅提高,在给果农带来可观经济效益的同时,也给传统的修剪管理带来了极大挑战。为了适应这种高密度栽培方式,通过引入全枝更新修剪方法,并探讨其可行性,以为生产中科学运用提供参考依据。

废弃露天坑下复杂隐伏空区群综合探测及数字化建模

采用尾砂充填露天坑能够实现废弃露天坑地质灾害治理与尾矿综合利用的双重目的。针对废弃露天坑下隐伏空区群对露天转地下隔离矿柱安全稳定性影响大的问题,提出了废弃露天坑下复杂隐伏空区群综合探测及数字化建模技术。以大冶大红山矿为例,采用等值反磁通瞬变电磁法和微动地震法等综合物探方法,结合采空区现场调查成果,综合推断圈定了隐伏采空区20个,并通过布置钻孔验证了结果的准确性;采用GOCAD软件构建了露天坑地表与采空区综合地质体数字化模型,展现了采空区群空间赋存特性,测算出采空区体积共计55350.64 m^(3),为露天坑隐伏空区群安全隐患治理与隔离矿柱的稳定性分析提供了支撑。