预控顶上向分段胶结充填采矿法的研究与实践

概述了莱芜矿业有限公司各矿床的水文地质条件、采矿方法沿革,针对矿体不稳固且水大的特点,研发了预控顶上向分段胶结充填采矿法。对该采矿方法采场布置形式、预控顶的施工工艺、落矿方式及有关参数进行了介绍,对适应条件及使用效果进行了评价。

上向进路式尾砂胶结充填采矿法采场结构参数研究

红牛铜矿主要矿石类型以矽卡岩型为主,次为角岩型,矿体呈透镜状、藕节状产出,矿体尖灭再现、分枝复合严重,西边矿岩稳定性良好,东边矿岩稳定性差,为一种难开采的矿体,尤其是KT2-1厚大矿体(低品位、资源储量大),现阶段来看,社会生产对矿产资源的需求量不断增大,这同时也为矿山开采作业带来了众多新挑战,一些浅层矿床已经被开采殆尽,要想满足当前的社会生产需求,则对深层矿产资源、低品位资源进行开采,部分情况下还需面临矿山回采的状况。为能提高矿山开采的效率,本文以红牛矿山回采作业为例,探究上向进路式尾砂胶结充填采矿法在KT2-1矿体中的应用方法,并分析关键采场结构参数,旨在充分发挥回采技术优势,提高矿床开采效率。

拉拉铜矿堑沟式分段空场嗣后充填采矿法及胶结矿柱结构参数研究

针对拉拉铜矿倾斜矿体的采矿方法和采场结构参数进行研究分析,提出一种堑沟式分段空场嗣后充填采矿法。拉拉铜矿堑沟式空场嗣后充填采矿法采用“隔一采一”的方式进行两步骤开采,即超前回采一步骤矿房,嗣后尾砂胶结充填,形成充填间柱支撑顶板,再造二步骤矿房回采环境;同时采用堑沟式底部结构,利用矿石自重进行出矿。经普氏地压理论和有效区域强度理论的Bieniawski公式计算得出:随矿体厚度增加,即胶结矿柱高度增加,在达到一定安全系数的条件下其宽度也要增加。为保证胶结矿柱的稳定,其安全系数不能低于1。工业试验结果表明该方法采切比减少,由原来的6.5 m/kt降至4.5 m/kt;损失率由原设计的30%降低至10%以内,贫化率由23%降低至15%以内。

下向水平分层进路胶结充填采矿法在毛坪铅锌矿的应用

由于毛坪铅锌矿矿区整合后矿区面积和生产规模扩大,基于矿床开采技术条件,确定了毛坪铅锌矿最新地下采矿方案,围绕矩形、六边形两种形状采场的采准工程布置、回采工艺、充填等工序,介绍了下向水平分层进路胶结充填采矿法在毛坪铅锌矿的实际应用情况。设计每间隔60 m划分为一个盘区,中段段高为60 m,每12 m设置一个分段;采用YT-28凿岩机凿岩,人工遥控多模式驾驶铲运机出矿,进路采空区分层充填,其打底层充填体灰砂比1∶4,28 d单轴抗压强度要求4.5 MPa以上。生产实践表明,毛坪铅锌矿采用下向水平进路胶结充填采矿法进行回采,矩形进路采场生产能力150~200 t/d,六边形进路采场生产能力360 t/d。在相当充填体顶板保护下,六边形进路相较于矩形进路其断面更大,回采效率更高。

矿山原位环境尾砂胶结充填体力学性能研究进展

尾砂胶结充填体养护过程受采场原位温度、压力、孔隙水压力等因素影响,导致实验室制备的尾砂胶结充填体试样与相同物料配比的采场原位充填体取芯试样的力学性能存在显著差异。精准预测尾砂胶结充填体在采场原位环境下的力学性能是确保矿山充填配比参数设计合理、经济的重要前提。目前,国内外学者针对单一环境因素对尾砂胶结充填体力学性能的影响取得了丰富的研究成果,但有关多环境因素耦合下尾砂胶结充填体力学性能的定量研究并不充分。系统介绍了采场原位环境下尾砂胶结充填体力学性能的研究现状,从养护压力、养护温度、孔隙水压力和充填体养护装置四个方面介绍了国内外研究进展。首先系统梳理了养护压力、养护温度和孔隙水压力三种采场原位环境因素对尾砂胶结充填体强度影响研究。然后分析了现有充填体养护装置的优缺点。矿冶科技集团在此基础上创新发明了一种“矿山充填原位环境物理孪生试验装置”,该装置能够在室内模拟采场原位环境的温度、压力和孔隙水压力的养护条件,实现采场原位环境因素对尾砂胶结充填体力学性能影响的定量化研究。

丰山铜矿上向分段碎石胶结充填采矿法研究与实践

介绍了上向分段碎石胶结充填采矿法在大冶有色金属公司丰山铜矿的开采试验情况。试验取得了较好的技术经济指标,其中的一些成功经验,对类似采矿技术条件的矿体开采具有一定的参考价值。

三安铁矿全尾砂胶结充填体输送和力学性能研究

为了保证三安铁矿充填安全及降低充填成本,采用全面法设计试验,对不同料浆浓度和灰砂比的料浆输送性能及充填体强度性能进行分析。试验结果表明:L型管道自流输送试验时,料浆流速变化在0.096~1.625 m/s,屈服应力在2.206~24.687 Pa,黏性系数在0.314~6.049 Pa·s,料浆浓度在58%~62%时流动性能整体较好。采用M32.5水泥作为胶凝材料,灰砂比为1∶8,料浆浓度为66%,60 d抗压强度为0.61 MPa,基本难以满足采矿要求,而采用胶固粉,灰砂比为1∶15,料浆浓度为66%,60 d强度可达1.9 MPa,可适应很多采矿方法不同区域充填要求。研究结果为相似矿山充填料浆配比设计提供一定的理论依据。

小分段水平分条胶结充填连续采矿法在曹家洼金矿的应用

为了提高曹家洼金矿缓倾斜、中厚矿体的矿块生产能力和安全生产水平,研究提出了小分段水平分条胶结充填连续采矿法。该采矿法将中段再划分为小分段,分段中在矿体厚度上水平分条,不留矿柱,分条作为最小回采单元;分条采毕随即胶结充填。经采用灰色关联法进行综合评价和生产实践表明,小分段水平分条胶结充填连续采矿法具有高效、安全、低"贫损"的特点,收到了良好的应用效果。

分段空场嗣后块石胶结充填采矿法在老厂锡矿的应用

在云锡老厂14-5#矿体下部进行了分段空场嗣后块石胶结充填采矿法的生产实践。介绍该方法的采场结构、回采工艺,充填工艺及地压管理,并对存在的问题进行了分析,提出了一些建议。

前河金矿下向分层胶结充填法的安全风险分析

针对前河金矿急倾斜软弱破碎薄矿体的下向胶结充填采矿法,对该类型采矿方法全方位、全过程的危险因素进行了分析,同时,分析了该方法在前河金矿的应用中存在的7个安全风险因素。针对存在的风险因素,通过FLAC3D软件对不同天井布置位置处井壁的稳定性进行了计算。按照计算结果的应力应变分布,改变了天井的位置,并提出了天井安全防范措施,有效防止了天井片帮;细化了回采支护方式、充填方式,有效防止了由于木支护的腐蚀造成的井筒塌方;成功应用了小型遥控机械化出矿设备代替人工出矿,通过近几年的矿山生产实践,取得了良好的安全、生产、经济效果。

分段分条胶结充填采矿法的试验研究

分段分条胶结充填采矿法是综合了巷道式胶结充填和无底柱分段崩落两种采矿方法的优点而产生的一种变异充填采矿方法。经白银公司小铁山矿现场工业试验表明,技术经济指标较好,损失率小于6％,贫化率小于3.5％,出矿效率较高,为在不稳固岩层条件下矿体的多步骤回采提供了一个成功的范例。本文着重介绍了试验方案,回采顺序和二步回采以及巷道和采场顶板管理等。

充填采矿法胶结充填体力学作用分析

结合某矿山应用胶结充填采矿法的试验 ,测试胶结充填体的力学参数 ,采用数值模拟方法研究胶结充填体的受力情况和变形特征。结果表明 :尾砂胶结充填体 ,具有独特的支护特性和力学特征、良好的可塑性和较高的残余强度 ;尾砂胶结充填体受动态载荷作用的动态强度、动态弹性模量均高于受静态载荷的静态值 ;胶结充填体的支护作用是对围岩的限制和与围岩的共同承载。

分段空场胶结充填采矿法在某铅锌矿应用的可行性分析

某铅锌矿采用平硐+副井+斜坡道联合开拓,分段空场采矿法回采,在2 822 m标高以上形成了大量的采空区,为降低矿山开采对周边环境的影响,提高井下作业的安全性,最大程度地回收资源,拟变革采矿方法为分段空场胶结充填采矿法。根据该铅锌矿矿体特点及矿山生产现状,探究了分段空场胶结充填采矿法的回采和充填工艺,及充填系统设计方案,并对变革前后的技术经济效益进行了对比分析,可为企业管理层决策提供依据。

下向分层进路充填采矿法中采用尾砂胶结充填的研究

针对金城金矿东季矿区应用下向分层进路充填采矿法时，因海砂胶结充填料输送难、矿区需建多个充填站，而高水速凝胶结充填体后期强度低，不适用于下向充填采矿法等问题，开展了尾砂胶结充填新工艺的研究。

上向分段废石尾砂胶结充填采矿法在广山铁矿的应用

广山铁矿原设计采用无底柱分段崩落法。由于矿石稳固性差,采矿巷道跨冒严重,近几年来应用上向分段废石、尾砂胶结嗣后充填采矿法,不仅解决了因矿山开采引发的地质灾害、环保问题,而且还有效地回收了矿产资源。采矿回收率由原来的70%提高到93%,贫比率由原来的30%下降到低于5%。

赤泥浆体泵送胶结充填采矿法研究

我院与山东铝业公司共同进行的赤泥浆体泵送胶结充填采矿新技术、新工艺研究，开创了无水泥胶结充填的先例，成功地解决了湖田铝土矿的采矿方法难题，避免了地表陷落，保护了自然环境。同时大幅度降低了充填成本，从根本上解决了充填对井下巷道的污染，为山东铝业公司工业废料的利用开辟了新的途径。本文简要介绍了赤泥浆体胶结充填材料的特性、充填料制备及泵压输送工艺、倾斜分条充填采矿法工业试验及效果。

富家矿细石胶结分段充填采矿法浅析

本文就富家矿采用细石胶结分段充填法进行了简要分析，采用铲运机出矿和充填，有效提高矿山机械化程度和劳动生产率，水泥用量减少，使充填费用和生产成本降低。

机械化胶结充填采矿法在富家矿的应用

针对富家矿30m中段57m水平矿体变窄,储量减少,原下向倾斜六角形高进路分层胶结充填采矿法开采矿石贫化率、采矿损失率增大等问题,改用下向高分层机械化胶结充填采矿法,通过转层、进路合并、高架金属(木)棚子支护等创新技术的应用,取得了显著的应用效果。创新技术值得推广。

下向分层尾砂胶结充填采矿法在大岭矿的应用与实践

充填采矿法是一种回采率高、矿石贫化小、采矿损失率低而采矿成本比较高的采矿方法,适用于矿岩稳固性差的贵金属地下矿床以及有特殊要求的矿床开采。文中针对大岭矿矿体破碎、开采难度大的开采技术条件,详述了下向分层尾砂胶结充填采矿法的应用实践,尤其是充填系统及充填工艺。值得类似贵金属矿床开采参考。

上向分层胶结充填采矿法在侯庄矿区的应用

根据侯庄矿床-160m水平以上矿体赋存条件及地表不允许塌陷的状况,提出了一步房、二步房上向分层胶结充填采矿法,一步房胶固粉尾砂胶结充填,二步房尾砂充填。胶结充填采矿法安全性好、回采率高,为矿山技术进步、提高经济效益起到了积极作用。