基于诱导冒落开采的强制崩落区范围确定方法

强制崩落区范围是否合理对诱导冒落法的冒落范围、过程及矿石回收影响重大。为此,以急倾斜破碎中厚矿体诱导冒落法开采条件为工程背景,采用数值模拟的方法,在确定崩落区采幅、高度及开采方式的前提下,构建动态开采模型,分析不同崩落区开采范围、埋藏深度条件下的诱导冒落矿体的致冒机理,形成强制崩落区确定方法。研究结果表明:结合崩落形状、应力分布状态和岩体破坏情况可有效确定强制崩落区,以及特定条件下强制崩落区范围最优形式;增加崩落隅角改变强制崩落区范围,能够有效地提高诱导矿层冒落能力;近崩落区位置存在复杂应力分布状态,崩落区顶板的垂直应力及水平应力的常值受深度影响呈现规律性阶梯型增长。研究结果可为诱导冒落采矿工程提供理论支撑。

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。