某金矿露天转地下开采境界顶柱合理厚度研究

某金矿自标高1 385 m以下将由露天开采转为地下开采,拟采用上向进路充填采矿法进行开采,为了避免露天与地下同时开采造成的相互影响,实现矿山生产的平稳过渡,对境界顶柱的合理厚度进行了研究。在相关室内试验的基础上,应用K.B.鲁别涅依特公式、“三带”理论和工程类比法计算出境界顶柱的合理厚度取值范围;采用Flac^(3D)软件对不同境界顶柱厚度进行数值模拟,确定该矿山露天转地下开采境界顶柱的合理厚度。结果表明:矿山原生矿和氧化矿区域进行地下开采时需分别留设20 m和25 m的境界顶柱厚度,此时地下开采对露天边坡的影响最小且采场整体趋于稳定,能满足矿山安全生产的要求。研究结果可为矿山设计提供理论依据。

胶结充填体拱效应作用下的水平矿柱回采安全厚度研究

通过建立三维胶结充填体拱应力模型,得到胶结充填体竖向荷载计算公式,并根据四边固支顶板模型和岩体极限抗拉强度准则,得到了水平矿柱回采安全厚度确定方法。在某铅锌矿612采场水平矿柱回采的运用实践表明,解析模型计算的胶结充填体竖向应力与数值模拟结果基本吻合,数值模拟中顶板未出现塑性区,验证了计算确定的保留顶板厚度满足安全生产需求;回采过程监测结果表明,监测点附近的最大累计位移低于极限位移,保留顶板趋于稳定,确定的水平矿柱回采安全厚度具有足够的可靠性。

山后矿区基于厚板理论的进路极限跨度设计研究

该文主要研究的是深部金属矿的采场设计问题。在开采过程中,进路宽度设计不合理会影响采矿效率,同时增加充填压力,因此合理的采场结构参数对于保证矿山的安全高效生产至关重要。为此,该文借助厚板理论,分析顶板拉应力分布状态,对山后矿区深度在-282~-500 m的多个中分段典型采场进行优化设计,得到各采场的极限跨度值。该研究的应用将为矿山的安全防护和工程参数优化提供可靠数据,为矿山深部安全开采提供技术支撑。

厂坝铅锌矿环境地质条件浅析

本矿区的开采历史相当悠久,过去二十多年的实际采矿活动严重损害了本地地质环境。由于矿区分为三个开采单元,各自提交的成果仅限于本矿区范围内,对环境地质条件的认识存在较大分歧。经过本次核实后矿区总体的环境地质条件和当前地质环境破坏程度以及未来可能出现的地质问题等方面的综合分析,我们得出结论,厂坝铅锌矿的环境地质条件属于恶劣等级。

基于ABAQUS的宜昌某磷矿缓倾斜两层矿体回采稳定性数值模拟分析

湖北省宜昌地区磷矿层大多以近距离、缓倾斜、两层矿的形式赋存。以宜昌地区某磷矿为研究对象,分析矿床赋存特征,预选矿山适合的采矿方法,借助有限元软件ABAQUS,采用莫尔—库仑屈服模型,对该磷矿拟采单层矿分布区域,建立3 m×3 m、4 m×4 m、5 m×5 m、6 m×6 m共4种尺寸矿柱模型,进行普通房柱采矿法数值模拟分析;对拟采两层矿分布区域,建立先下后上的“下层Ph_1矿二步骤嗣后充填法开采”模型,从最大主应力、垂向位移等角度进行比较分析。综合考虑安全性和经济性,优选合适的矿柱尺寸,并验证预选采矿方法的可行性,为矿山下一步开采设计施工提供理论依据与工程指导。

建筑垃圾-粉煤灰基胶结充填体强度机理研究

为实现城市建筑垃圾与粉煤灰的无害化利用,研发矿山采空区回填用低原料成本与性能最优胶结充填材料,设计4因素3水平正交试验确定充填体的最优参数配比,分析充填体的强度机理。结果表明,料浆质量分数、胶砂比、Ca(OH)2掺量与充填体抗压强度和屈服应力呈正相关,而与扩散度、塌落度和凝结时间呈负相关。正交试验中料浆质量分数影响最大,最优参数为:胶砂比为1∶3,粉煤灰与水泥质量比为8∶2,Ca(OH)_(2)掺量为10%,料浆质量分数为70%。硬化机理为:充填体样品中粉煤灰受Ca(OH)_(2)碱激发作用,发生火山灰反应生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,并且生成较多的钙矾石及中间水化产物硅酸二钙(C_(2)S)与硅酸三钙(C_(3)S),28 d总水化产物失质量达5.39%。充填体的建筑垃圾颗粒被水化产物覆盖,结构更加密实且孔隙减少。

后坪磷矿条带式胶结充填开采顺序优化数值模拟研究

磷矿是一种重要的非金属矿产资源,大多数磷矿山采用房柱法开采,该方法回采率低、安全性差,而条带式胶结充填采矿法能极大提高采场的稳定性和矿石回采率,其回采顺序对磷矿安全生产极为重要。基于后坪磷矿采场Ph_(1)^(3)矿层的工程地质条件,提出了4种条带式胶结充填开采方案--一次性开采、间隔开采、隔2采2、隔3采3,建立了基于莫尔-库仑强度准则的弹塑性本构模型,运用PLAXIS 2D软件构建了数值模型,从应力、位移和塑性区等方面对比分析了各开采方案的优劣,结果表明:方案1和方案4的塑性区贯通,模拟计算不收敛,采场失稳;方案3的应力、位移、塑性区面积及其占比均较方案2小,更有利于采场的安全高效开采,故方案3(隔2采2)最优,该成果可为后坪磷矿以及类似矿山的开采方案优化和确定提供参考。

大直径深孔开采关键技术优化研究

为探索低品位厚大矿体大直径深孔开采最优方案,全面改善大直径深孔开采的技术经济指标。以乌兰矿低品位厚大矿体开采为研究对象,优化研究大直径深孔开采凿岩硐室布置方式、炮孔布置孔网参数、底部结构大直径深孔一次爆破成型工艺,开展采矿方法现场工业试验,验证优化方案的可行性并获取相关的技术经济指标。研究结果表明:凿岩硐室点柱宜采用中央条柱布置方式,条柱宽度为2 m,采场炮孔可全部设计施工为垂直孔。沿采场宽度方向布置6排炮孔,炮孔排间距宜调整为3 m,采场炮孔设计总量明显减少;大直径深孔自凿岩硐室底板施工至堑沟底部结构,通过大孔爆破崩矿一次形成堑沟底部结构,大幅降低采场采准周期。低品位厚大矿体大直径深孔开采关键技术优化,可改善低品位矿体大直径深孔开采技术经济指标,为同类矿体的高效开采技术提供借鉴。

“双碳”目标下倾斜厚矿体切割槽的优化设计与施工

碳达峰和碳中和目标是我国党中央、国务院统筹国际国内大局作出的重大战略决策。矿产资源开发作为我国碳排放的重大行业,应当主动承担起在“双碳”目标下的主要责任。矿体开采过程中,切割槽的优化与布设是安全、高效回采倾斜厚矿体的关键所在。拉槽质量直接影响落矿效果和矿石回收率及矿石贫化率指标。在分段采矿的底部结构拉槽时,传统拉槽工艺容易造成切割巷出矿口眉线严重破坏,致使采空区内大量残存矿石无法回收,进而降低矿石回收率。倾斜矿体采用竖直切割槽开槽时,废石混入率、矿石贫化率高。为提高矿石回收率以满足“双碳”目标,在冀东某铁矿分段嗣后充填采矿法中,对切割槽施工工艺进行了优化,在上盘切割巷内的切割斜井两侧确定拉槽空间,通过中深孔落矿的方式以切割井为自由面向矿房两侧边界逐排爆破拉槽,工程实践表明,通过切割槽的优化,矿石回采率提高了7.73个百分点,矿石贫化率降低了2.52个百分点,切割拉槽效果良好。此方法对于相似矿山具有一定借鉴意义。

江西某钨矿山狭长型采空区胶结充填体强度设计

为指导某钨矿山狭长型采空区(采空区长宽比例大于2∶1)充填体强度设计,基于该矿山开采现状和空区赋存情况,通过工程经验类比法和理论分析计算法,估算了采空区充填治理和空区充填后回收剩余矿体时充填体所需理论强度,并采用数值模拟方法对充填体所需理论强度进行验证。结果表明:当对该矿区原有采空区进行充填治理时,充填体所需的自立强度应大于1.177 MPa;当原有采空区充填后,需要对剩余矿体进行回收时,充填体所需理论支撑强度应大于3.429 MPa。该研究可为矿区采空区充填体强度设计提供参考依据。

湖南某铅锌矿开拓方案优化探索

针对湖南某铅锌矿垱头冲工区矿井系统提升与中转级数多、人员步行出井体能消耗大、矿井只有一个安全出口等问题,拟新建一条井筒对开拓系统进行优化改造,文章就新建井筒优选了新明斜井和新明竖井两个建设方案,经过技术经济比选后认为新明斜井较优,垱头冲工区采用该方案实施后达到了预期效果。

多矿体组合盘区上向水平点柱充填采矿法在某铁矿的应用

多层矿体的高效开采一直是困扰采矿领域的技术难题。本文以某铁矿为例,通过对多种采矿方法进行技术研究,确定多矿体组合盘区上向水平分层点柱充填采矿法作为最终开采方法。应用实践表明:该采矿法具有生产能力大、作业集中、管理方便,采准工程量少等优点,盘区生产能力可达435 t/d,采场的损失率为18%,贫化率为8%。本文内容为矿山复杂开采技术条件下资源的综合利用提供了技术支持,对国内外相似矿山开采具备一定的指导借鉴作用。

近地表破碎盲矿体回采方案研究与优化

为了安全高效的回收资源,以阿舍勒铜矿新探明的高品位锌矿体为例,开展回采方案研究工作。根据矿体赋存状态和工程地质条件,初步提出上向进路充填法、上向水平分层充填法和分段凿岩分段出矿空场嗣后充填法三种回采方案。通过采切比、回采工艺、经济技术指标和安全可靠性等因素对比分析,结合模糊综合评判法确定上向进路充填法为最优回采方案。为克服进路法产能较低的缺点,提出以RQD岩体质量分级为基础的组合回采方案:Ⅱ~Ⅲ级岩体采用分段凿岩分段出矿空场嗣后充填法,IV~V级岩体采用进路法。最后,最大化利用矿山现有工程,设计经济合理的开拓系统。

南非某大型锰矿开采方案技术研究

南非某大型锰矿为新建矿山,属薄至中厚的缓倾斜矿体,根据锰矿体赋存特征和开采技术条件,结合矿区地形特点考虑了3种可行的开拓运输方案。方案一:胶带斜井+矿石分散破碎+辅助斜坡道方案;方案二:混合井+矿石集中破碎+辅助斜坡道方案;方案三:混合井+矿石分散破碎+辅助斜坡道方案。通过经济技术比较,考虑到方案一不仅具有可比基建投资低,可比运营成本低的优点,且在生产过程中操作维护简单,提升能力有较大调节空间,可为今后扩产提供基础。因此推荐采用方案一,即胶带斜井+矿石分散破碎+辅助斜坡道方案。该方案可为国内外大型缓倾斜矿山的开拓运输方案提供一定的借鉴。

南非某锰矿开采方式优化研究

南非某锰矿为新建矿山,属缓倾斜薄至中厚矿体,原国外设计团队推荐采用露天开采,但存在最终边坡角过大、露天矿岩外包成本计算过低难以实现的问题,还存在省级高速公路改道、高压供电线路改线的问题,操作难度较大。因此通过对矿山开采技术条件及矿山生产实际情况的综合研究,在比较了露天和地下2种开采方式后,发现地下开采虽然存在生产成本大的缺点,但基建投资低,且已有地表公用设施不需要调整,政府审批手续简单,推荐浅部矿体采用地下开采方式较为稳妥,风险可控。

Surpac软件在中深孔凿岩爆破优化中的应用

采用Surpac和中望CAD软件,建立实体模型;利用Surpac软件进行中深孔设计,效率大幅提高,根据方案一、方案二孔网参数进行工业试验。方案二爆破后效果良好,贫化降低42.86%,炸药单耗降低28.43%,炸药成本减少30.77%,钻孔时间减少32.9%,对类似矿山具有参考意义。

甘肃省青羊峡铅锌矿矿床成因分析及找矿预测评价

青羊峡铅锌矿区地处秦岭构造带西成矿田的西南部,位于华北地块的南缘,在厂坝-页水河海西、印支期铅锌多金属成矿带上。矿体主要赋存层位是上古生界泥盆系西汉水群红岭山组的碳酸盐地层,矿体产状基本与其近矿围岩一致,严格受到层位控制。文章分析了该矿床的控矿地质条件及矿床地质特征,对矿床成因进行深度总结,认为该矿成矿过程经过了海西早期同生沉积期和印支期改造成矿期,矿床类型为热水喷溢沉积改造型。对比区域成矿规律,进行找矿预测评价,对矿山深部及外围找矿工作起着一定的指导意义。

充填法两步回采采场结构参数优化

后观音山铁矿露天转地下交接工作已基本完成,为了选取合理的采场结构参数,根据矿岩与充填体力学参数,运用ANSYS有限元分析软件,对充填法两步回采的采场结构参数进行了优化。利用ANSYS模拟不同采场的结构参数、采场顶板厚度及多采场回采模式下的采场应力状态和变形情况,综合分析模拟结果,最终确定最优方案。模拟结果表明:采场结构参数为20 m矿柱、30 m矿房的模型为最佳方案。该结果在矿山应用中取得了很好的效果,确保了地下矿产资源回采的安全性和高效性。

基于协同开采理念的急倾斜薄矿脉群集群连续化回采工艺研究

急倾斜薄矿脉群开采多采用浅孔留矿法,该方法开采存在产量小、效率低,劳动强度大等不足。基于协同开采理念,对已有的薄矿脉开采方法进行了分析,设计了一种新型的集群连续化回采方法,即深孔分段空场上向嗣后充填连续采矿法。该方法将阶段划分为分段,分段内划分矿房,矿房内不留间柱和底柱,一步骤回采,随后进行充填,回采与充填间隔进行,同一个阶段内的矿房连续回采,再无后续作业。针对青海省某金矿6条矿脉(M5、M6、M7、M8、M9、M10),提出了间隔台阶式连续回采顺序,并对该回采顺序进行了数值模拟分析。结果表明:最大位移约为16.8 mm,最大主应力为0.076 7 MPa,实际塑性区范围为2~5 m,可达到安全规范要求。矿山实践表明:该采矿法贫化率为9.51%,损失率约为7.98%,采场生产能力为96 t/d,中段生产能力为576 t/d,与该类型矿床开采常用的浅孔留矿法相比(贫化率13.57%,损失率15.61%,单个矿房生产能力62 t/d),能有效提高矿山机械化连续开采水平,提升矿山生产能力和回采效率,有效确保多矿脉同时回采时的安全有序。

破碎矿体分段凿岩阶段嗣后充填采矿法实践

为解决黄沙坪矿79#1-1矿体由于矿体含硫高、矿岩破碎不稳固、允许暴露面积小、矿山无胶结充填系统,因而开采困难的问题,进行中深孔成孔试验和孔底温度监测试验,在此基础上提出长锚索预护顶下分段凿岩阶段嗣后充填采矿法。文中介绍了该方法的特点、结构尺寸、采准切割与回采工艺。现场工业试验表明,该方法实现了矿体安全、高效的回采。