高阶段采场爆破危害效应控制与参数优化研究

针对高阶段采场深孔爆破中存在爆破危害效应得不到有效控制的问题,从凿岩硐室设计、爆破网络连接设计、装药结构设计、孔网参数设计等几个方面进行了优化,有效控制了高阶段采场深孔爆破产生的爆破危害效应,解决了实际问题。研究发现,设计合理的凿岩硐室方案,调整孔网参数,采用不耦合空气间隔装药结构,控制最大单响药量,能够有效降低爆破后冲作用,控制爆破危害,降低爆破大块率,提高爆破效果。

陡倾双塌陷坑下高阶段采场结构参数优化

为了保证矿山安全高效开采,基于乌兰多金属矿开采技术条件,结合高阶段采场上部陡倾双塌陷坑现状,在一定顶柱安全厚度条件下,对945m中段采场结构参数进行综合优化分析。运用FLAC^(3D)三维数值模拟软件,利用长宽比梁板法和比例跨度法原理计算得出,在945m中段开采区域顶板安全厚度为15m的条件下,对三种不同采场结构参数的矿房与矿柱进行开采和充填,并对开挖后的采场进行应力、变形及塑性区的综合对比分析,通过分析结果表明,在顶板安全厚度为15m情况下,合理的矿房和矿柱尺寸均为15m。

某矿山60 m改90 m高阶段开采技术可行性研究

目前,国内很多采用阶段空场嗣后充填采矿法开采的矿山,沿用传统的经验,阶段高度一般在60 m以内。即使采用更高的阶段,如120 m高阶段,都是采用分段凿岩,即下向大直径深孔的凿岩分两段完成,中间增加了凿岩副水平,提高了生产成本。针对某60 m阶段高度的新建矿山,采用FLAC3D数值分析、Terzaghi计算模型、经验公式等研究手段,从高阶段采场稳定性、充填体稳定性、凿岩方式选择3个方面着手,研究了60 m阶段提高至90 m高阶段采矿的技术可行性。研究结果表明,该矿在采场宽度15 m,充填体的强度在3.24 MPa(配备1∶6)以上时,采用提高底部拉底高度,可以满足90 m高阶段采场的生产工艺及安全要求。随着采矿技术及设备的发展,预计未来越来越多的矿山具备有高阶段采矿的可能,研究成果可为类似矿山提高阶段高度提供参考。

金厂河铅锌矿高阶段宽条带采场稳定性分析

针对金厂河铅锌矿体产状稳定、矿体厚大、倾角缓、品位高、南北倾向短的特点,选择了高阶段大直径深孔侧向崩矿嗣后充填采矿法,同时阐述了该采矿方法的开采工艺。为确保生产过程中该采矿方法安全使用的可靠性及合理性,采用岩土FLAC^(3D)软件对15m宽的条带两步骤回采(一步骤回采矿柱;二步骤回采矿房)进行稳定性分析论证。模拟结果表明:采用隔一采一的方式,每步骤15m宽的条带开挖后,采空区周边围岩出现塑性扰动区较小,整体处于稳定状态,验证了该采矿工艺安全、高效、成本低,具有一定的可行性和合理性,为矿山的安全高效生产提供了理论依据支撑。

高阶段崩落法采场地压规律数值模拟分析

采用三维弹塑性有限元法对高阶段崩落法采矿的凿岩进路开挖、切割槽开挖和崩落回采过程进行了数值模拟研究。结果表明,凿岩进路开挖后,由上往下巷道周边的应力和位移量呈递增趋势,巷道顶板拉应力区的深度为0.8~1.5 m;切割槽开挖后,凿岩进路周边应力和位移量都有所增加,影响范围约为15 m;随着崩矿的进行,凿岩进路周边的应力和位移量缓慢增大,采场应力环境不断恶化。

大冶铁矿高阶段并段开采结构参数稳定性研究

目的:针对大冶铁矿随着采深的降低矿石储量逐渐减小的问题,将-450 m中段及-540 m中段进行并段开采是解决深部开采开拓工程量大、投资高的有效途径,充填法高阶段并段开采的可行性和安全性都有待进行探索及研究。为保证大冶铁矿高阶段并段开采安全高效进行,基于工程地质条件和岩体质量分级结果,开展了大冶铁矿采场高阶段并段开采结构参数优化研究。方法:基于Q系统岩体分级的采场最大无支护跨度计算方法,引入矿岩质量指标,分析矿山各个巷道开采安全要求和断面尺寸,合理确定相应的采场结构参数,计算得到采场最大允许安全跨度。针对高阶段并段开采扰动对上覆岩层的影响,利用FLAC 3D有限元模拟软件对采场高度为105、120、135 m三种方案分别进行了数值模拟研究,得到了不同开采方案下采场顶底板位移变化值和应力分布规律。结果:当阶段高度不超过120 m时,最大位移出现在顶底板中部且变形较小,出现塑性破坏区较少,能保证矿山安全开采。当采场高度达到135 m时,充填体两侧出现拉应力,采场两侧充填体位移量较大,超过采场稳定性。结论:1)结合“Q系统岩体分级的采场最大无支护跨度计算”方法,综合考虑岩体完整性、节理特征、地下水和地应力等因素的影响,确定大冶铁矿高阶段并段开采极限跨度为20 m。2)基于FLAC 3D数值模拟软件,针对三种采场阶段高度一步骤和二步骤回采前后应力场、位移场和塑性区对比分析,确定采场高度不宜超过120 m。意义:研究结果以期为大冶铁矿高阶段并段安全开采合理的采场结构参数优化提供依据,并为国内外同类矿山高阶段开采采场结构参数设计提供参考。

不良矿岩条件下大直径深孔空场嗣后充填采矿技术特征与提升方向

大直径深孔采矿嗣后充填采矿法是一种高效率、低成本的采矿方法,矿岩稳固性好,空场结构参数不宜过大是其应用成功的基本前提。福建紫金山金铜矿在矿岩最大抗压强度只有66MPa、水平构造应力高达30 MPa、综合岩体质量指标为Ⅲ~Ⅳ级的不利条件下,开创了50 m段高、15m跨度、70m全厚度一次采矿嗣后充填的先例,形成了不良岩体环境下应用该种采矿工艺的主要技术,并结合当代采矿技术发展趋势,提出了该采矿方法今后的发展方向与改进方案,值得国内外同行借鉴。