基于MIDAS-NX的矿山三维建模在采场布置方案优选中的应用

厂坝铅锌矿李家沟矿区现采用无底柱分段崩落法开采。一方面矿区民采采空区破坏严重,残矿开采规模大,矿体的完整性和开采环境遭到严重破坏,加上矿山经过多年的大规模开采,地压活动频繁,安措工程作业量大、时间长,支护费用大幅度增加;另一方面随着矿山开采向深部发展,面临“三高一扰动”的复杂环境。充填开采可有效控制地压和上覆岩层移动,将被广泛应用于深部金属矿床开采[1]。综上所述,为了安全高效开采,根据绿色矿山[2-6]发展要求,李家沟矿区亟需引入充填采矿法。为实现矿山崩落法到充填采矿法的顺畅衔接[7],保障矿山的安全生产,采用MIDAS-NX建立矿区三维可视化模型[8-10],通过研究分析中段采场开采顺序和生产衔接的时间和空间关系,对采场布置方案进行力学仿真反演,模拟分步回采过程中围岩应力、位移等力学指标的变化,选出最优的采场布置方案。

基于动量梯度下降神经网络的岩爆预测方法

为了弥补现有BP神经网络(传统误差逆传播算法训练的多层前馈网络)岩爆预测模型的不足,选取应力系数(σ_(θ)/σ_(c))、脆性系数(σ_(c)/σ_(t))和弹性能量指数(Wet)为模型预测指标,收集46组实例样本数据集,对传统的BP神经网络进行优化,建立岩爆预测的动量梯度下降(BPM)神经网络模型,总体预测准确率达84.78%,优化效果良好。最后将模型应用于3个实例工程中,预测结果与现场结果吻合。

基于Ventsim和3DVent的联合通风优化设计

某铅锌多金属矿转入深部开采后,多级机站通风系统无法满足新的通风要求,导致井下风量不足、污风内循环。通过测定原系统实际通风数据,使用Ventsim三维仿真模拟软件建立矿井通风系统模型,在进行网络解算和分析后,提出了单翼对角式通风优化方案,然后由3DVent通风仿真模拟软件对优化方案进行详细设计与解算。通过充分利用2种通风软件的优势功能进行通风系统的优化设计,新系统风流方向正常,风速、风量合格,通风效果良好,有效解决了原通风系统存在的问题。

空场嗣后充填采场充填挡墙受力分析与构筑工程实践

厂坝铅锌矿采用空场嗣后充填采矿法开采,为了井下采场充填顺利实施,须对采场充填挡墙构筑进行分析和设计。从井下充填挡墙受力分析可知,充填挡墙受力与充填料浆高度有密切联系,首充最佳高度为1.5 m,两次充填间隔时间在24 h以上,充填高度超过充填挡墙高度时,充填体初凝自立积聚到一定强度,可进行连续充填;通过类似矿山充填挡墙形式优缺点对比,确定采用钢筋混凝土挡墙封堵空场嗣后充场底部结构及分层,木挡墙封堵天井联络道;综合抗压强度、抗剪强度、抗渗透性条件等充填挡墙厚度计算方法,确定钢筋混凝土挡墙厚度为0.5 m。对充填挡墙具体结构进行设计,实现了井下采场充填挡墙构筑。生产实践证明,该充填挡墙设计方案安全合理,现场应用效果良好。

露天坑下矿柱回收的安全性分析

某铁矿三采区一中段位于2个民采露天坑底,矿房覆岩较薄,矿柱回收存在一定风险。在充分调查该区域生产现状的基础上,利用当量暴露面积法,确定该区域矿房极限跨度为160 m,提出"隔三采二"的矿柱回收总体方案,回收矿量19.6万t。在对采空区大面积垮塌冒落的连锁效应的"矿柱失稳—应力转移"力学机理进行分析的基础上,利用Wang Jin'an顶板-矿柱流变力学模型,将三采区一中段顶板-永久间柱系统简化为由4组等效的Buegers体制成的弹性薄板,建立了矿柱-顶板系统稳定性的动态分析方法,预测了采空区的存续时间。顶板位移监测表明矿柱回采实施过程中,矿柱回采整体处于稳定阶段。实践表明:利用当量暴露面积法和Wang Jin'an顶板-矿柱流变力学模型相结合的方法确定矿房极限跨度和采空区的存续时间,具有一定的参考价值。

爆破振动对临近尾矿坝的安全影响分析

为了探求采场爆破对临近尾矿库坝体稳定性的影响程度,进行了4次不同爆破参数采场爆破实验,并对爆破实验的振动影响进行监测。采用萨道夫斯基爆破振动经验公式计算爆破振动速度,为了得到更准确、更可靠的k、α值,对监测数据进行线性拟合,变换出适合该矿的萨道夫斯基爆破振动公式;根据该公式对不同振动速度控制标准下的起爆炸药量和最小安全距离关系进行了预测,对不同振动速度控制标准下的安全距离与允许最大起爆药量进行了估算。研究结果对矿山露天爆破最大药量和安全距离的选取具有一定的现场指导意义。

某机械化矿山凿岩设备测试

某特大型地下矿山采用无底柱分段崩落采矿法,凿岩设备选择国外全液压凿岩台车。为寻求凿岩台车的最佳的工况参数,在矿岩条件下对其凿岩性能进行测试。结果显示:无论是钻凿平行炮孔还是扇形炮孔,凿岩台车在开孔对位与耗时、退钎时间、钻孔速度及炮孔质量等主要技术参数上均符合要求,完全能够满足实际生产要求。

岩爆倾向下隐患资源开采与空区处理协同技术

由于群采空区的存在和岩爆活动的影响,厂坝铅锌矿小厂坝矿区近90万t高品位矿石成为隐患资源无法采出,严重影响了矿区的可持续发展。结合小厂坝矿区现场实际和充填体作用机理,对采场充填体强度进行分析,提出不等强充填概念,确定了不同位置充填体的强度和厚度,并建立了先进的地压监测系统。实践表明:在现有的条件下,充填是解决矿山安全隐患和回收残矿的最有效途径,采用高浓度膏体胶结充填工艺对采空区进行有计划、有步骤充填,可实现隐患资源开采和空区处理的协同作业,为同类矿山有效控制开采时岩爆带来的安全威胁提供借鉴。

一次回收双顶柱和间柱爆破技术及实践

根据空场法的布置特点,一般情况下,矿柱的矿量约占到矿块矿量的30%,合理高效回收矿柱,对资源回收和矿山经济效益有显著影响。以东升庙铅锌矿850m中段矿柱群为研究对象,通过分析矿柱群分布和现场实际情况,最终确定间隔抽采的整体回收方案。通过比较分析,确定16号矿柱为首采矿柱,采用中深孔、深孔联合爆破技术,一次回收16号矿柱及两侧顶柱,采用微差爆破技术,间柱利用两侧空区为自由面先起爆,顶柱利用下部空区为自由面后起爆,由于顶柱面积大,采用分区微差爆破技术,形成多临空面立体分区控制爆破技术,充分利用原有空区,形成多向组合、不同爆破孔径的微差爆破技术。对回收指标进行统计计算,贫化率和损失率均控制在30%以下,一次回收矿量87 509t。

矿柱回采稳定性数值模拟

根据矿柱的分布特征,制定了矿柱的回采顺序,并建立了矿房矿柱回采模型,对矿柱的回采过程进行了数值模拟分析。模拟结果显示,矿房开挖后位移等值线呈拱形分布,最大位移位于采空区顶板区域,矿柱回采前后位移量变化不大;矿房回采后采空区顶板局部区域表现出拱形拉应力区,越靠近采空区拉应力区范围和拉应力值也越大;空区顶板出现剪应变增量的拱形贯通区域,且矿柱回采后拱形贯通区域范围较大,永久矿柱可能发生剪切变形以致破坏。

某铜矿多条分支矿体采矿方法选择

某铜矿矿体形态复杂,主要采用无底柱分段崩落法开采,贫化损失率较高。为了提高矿山生产效率,达到低投入、低贫化回收矿石的目的,通过模糊相似优先比法初选出采矿方法,使用模糊关系方程推测各方案的技术经济指标,再使用模糊综合评判法终选采矿方法,最终确定出阶段空场法和分段连续空场法的联合技术方案。通过在该铜矿的实施表明,阶段空场法适用于回收品位较高的厚大矿体,分段连续空场法适应于开采中厚分支矿体或盲矿体。

采矿工艺技术在采矿作业中的分析和应用

随着我国改革开放政策落地生根,中国以前所未有的姿态迎接市场分工全球化的到来。为了使我国的各个方面的产业结构尽快参与并融入国际贸易体系当中,首先基础设施的建设要发挥带头作用。而作为现代社会的物质基础,铁矿、煤矿等实现各种建设功能的矿产资源的开采、提炼和运输需求也随着我国的全面发展大幅度提升。随后,欧美等国自从工业革命以来的各种技术成果也逐渐被我国的矿产企业所应用。本文针对我国近代以来的各种矿产采集的特点,对采矿工艺及相关技术在采矿作业中的实际应用予以系统阐述。

薄矿脉留矿法底部结构的优选研究

根据薄矿脉的开采特点,对留矿法底部结构的形式进行了探索研究,提出了4种底部结构形式,分别为电耙漏斗底部结构(方案一)、装载设备出矿平底结构(方案二)、人工假底平底结构(方案三)和钢混结构卸矿平台底部结构(方案四),对四种方案的施工工艺及技术指标进行了对比分析,最终确定方案一和方案四是经济高效的底部结构,具有推广的潜力。

人工组合点柱代替矿柱回采矿石及稳定性计算

房柱法回采矿房,遗留了大量点柱和间柱,约占矿房总矿量的30%。矿房回采后,为了维持采空区的稳定,通常只能回收一小部分矿柱,造成矿石的大量浪费。为此,提出采用"圆木+混凝土"组合形式的人工点柱代替矿柱支撑采空区,设计了3种人工点柱组合形式,对其受力、安全性和经济性进行了计算分析,通过在新城金矿残留矿柱回采中的应用,矿柱回采率达到85%以上,且能够有效保障采场的作业安全。

充填采矿技术应用发展及存在问题分析

我国经济社会发展当中需要大量的资源和能源,今年来我国的矿产资源已经无法有效适应当前我国经济社会的发展。因此,在进行矿产资源勘探和开采的过程当中,需要进一步提升勘探和开采技术更好的为我国经济社会发展提供充足的矿产资源。充填采矿技术是当前采矿业运行和发展过程当中所采用的主要技术,这种技术在进行开采的过程当中,能够最大限度的回收矿产资源,同时对于环境有着较大的保护作用。近年来,我国提出绿色发展,生态文明建设相关理念,充填采矿技术的应用,能够充分响应国家政策和政府号召。本文在开展研究的过程中,主要对充填采矿技术应用现状及存在的问题和解决对策进行研究,为矿产开采数量和质量的提升提供借鉴和帮助。

基于强度折减法的高陡露天边坡稳定性分析

在室内岩石力学试验和现场边坡调查的基础上,通过霍克布朗强度折减法获取了边坡岩体的力学参数,以Midas-NX建立了某铜钼露天矿的三维分析模型,并用FLAC3D5.0对模型7个剖面的边坡稳定性情况进行了分析。计算结果表明,该矿边坡的最大位移分呈现出先增大后减小、露天坑两侧位移小、中部位移大的总体特点,剪应力呈先增大后逐渐减小的总体特征,最大位移与剪应力出现在露天坑中部区域。采用FLAC软件内置的强度折减法对边坡的安全系数进行了分析计算,计算结果表明,当折减系数从1.24变为1.25时,计算结果不收敛,最终确定露天边坡的安全系数为1.24,边坡处于稳定状态。

基于离散元的地压诱导破裂机理研究

用3DEC离散元数值模拟软件为深部硬岩矿床建立矿体模型,结合工程实际提出了在矿体中开挖巷道诱导矿岩致裂以实现矿体非爆连续开采。对诱导致裂巷道竖向、水平两种开挖形式进行了开挖模拟,模拟结果显示,竖向开挖比水平开挖利用地压诱导致裂矿岩的效果更好;掘进机上下分层开挖巷道时,先开挖下部的位移量较大,为7~9mm,塑性区主要集中在巷道两帮,主要以剪切、拉伸破坏为主,更容易利用地压破岩,研究成果成功地在开阳磷矿进行了深部高应力硬岩矿床非爆连续开采。