焦家金矿下向进路充填采矿法人工假顶优化设计及应用

针对焦家金矿北翼矿体下向进路充填采矿法人工假顶失稳的问题,在现场调研的基础上分析了人工假顶失效原因,并提出了人工假顶优化设计方案。将"田"字形布置的进路改为"品"字形布置,采用吊筋连接相邻进路人工假顶,增设竖筋,充分利用胶结充填人工假顶强度,提高了人工假顶的稳定性。现场工业应用取得了较好的效果,采矿成本降低了18. 88元/t。该人工假顶优化设计施工方案为焦家金矿北翼矿体安全高效回采提供指导,对类似矿山人工假顶构筑具有一定的参考价值。

下向进路充填采矿法人工假顶优化研究与应用

下向进路回采过程中,人工假顶的稳固性是保证下向进路采场安全的重要因素。通过对三山岛金矿下向进路采场人工假顶受力情况进行分析,结合薄板理论,计算出人工假顶厚度与抗压强度函数曲线并得出人工假顶合适的厚度与强度,即人工假顶厚度为0.8 m,强度不小于1.5 MPa,并结合现场实际应用并利用FLAC3D数值模拟软件对下向进路采场回采前后人工假顶应力场、位移场及塑性区分布规律进行分析。结果表明,0.8 m厚的人工假顶在下向进路采场回采过程中能保持稳固性,保证下部采场的安全性,研究结果可为矿山下向进路人工假顶设计和施工提供理论依据。

深部高应力破碎矿床下向进路充填采矿法盘区卸荷回采应用研究

针对高应力条件下深部破碎矿床开采中存在的底鼓、侧帮垮塌和侧鼓地压危害,设计了基于盘区卸荷开采的下向大尺寸进路充填采矿法盘区卸荷回采方案。通过GOCAD软件建立大型精确矿体仿真模型,并转换成FLAC3D数值模型进行计算分析,结果表明:盘区卸荷回采对水平应力的卸荷效果明显,分层采用两步骤进路开采顺序有助于改善盘区卸荷效果。盘区卸荷回采现场应力监测结果表明,卸荷回采盘区进路水平应力总体来说有较大的下降,平均卸荷约23%,回采进路收敛处于稳定状态,且大孔掏槽控制爆破回采大断面进路提高了盘区采矿效率,试验盘区生产能力达1200 t/d,贫化率为5.0%,损失率为4.5%,采矿直接成本基本控制在(71±2)元/t,取得了良好的技术经济指标。

基于LS-DYNA的进路充填采矿法爆破对周围充填体的影响分析

焦家金矿采用下向进路充填采矿法开采时,矿体爆破对旁侧进路的充填体造成很大的影响。通过LS-DYNA软件建立二维平面模型,其外部尺寸为5.5 m×3.0 m,其中矿体尺寸为3.5 m×3.0 m,充填体尺寸为2.0 m×3.0 m,在矿体中建立一排炮孔,共4个,炮孔直径42 mm,孔距0.8 m,孔边距0.5 m。模拟下向进路充填采矿法开采,矿体单侧、两侧或三侧有充填体时,爆破对充填体的影响。为了充分研究不同孔边距对充填体的影响程度,还模拟了不同孔边距时充填体的破坏范围,获得充填体内有效应力变化规律及充填体内破坏范围,研究结果表明:应力波在矿体中传播比较快,而在充填体中传播的速度较慢;随着孔边距的逐渐增大,爆破导致填充物的失效区域也迅速减少。在实际生产中,应充分考虑充填体的破裂深度及破碎效果,焦家金矿采用下向进路充填采矿法的爆破孔边距应控制在0.3~0.7 m。

佩吉铜金矿采矿方法优选及现场工业试验

为了更好地使塞尔维亚紫金矿业佩吉铜金矿实现达产目标,针对佩吉铜金矿一采区的开采技术条件,选择上向进路充填采矿法和下向进路充填采矿法进行对比,同时开展了两种采矿方法详细的采矿工艺研究,通过技术经济指标进行综合对比优选。结果表明:上向进路充填采矿法是更适合一采区的主体采矿方法。此外,由-85 m分层的现场工业试验可知,上向进路充填采矿法能够取得较好的经济指标,采矿实际成本为155.09元/t,采矿损失率为5%,贫化率为6%,同时也达到了预期的经济效果,可在佩吉铜金矿一采区推广应用。

基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术分析

为探索下向进路胶结充填采矿法充填技术经济分析的科学方法，通过建立下向进路力学模型求出承载层应力分布规律及最危险点的位置，确定该种采矿方法充填体稳定性评判依据，并在此基础上，应用可靠度理论建立承载层稳定性极限状态方程，以及承载层稳定性可靠度不变时充填成本与进路宽度、承载层厚度之间的关系方程。结合某矿山实际情况，得出该矿山下向进路胶结充填采矿法承载层稳定性可靠概率为90％和在不同进路宽度条件下承载层厚度与充填成本之间的关系方程。研究结果表明，增加承载层厚度、减少承载层的灰砂比，既可保证承载层的稳定性，又可降低充填成本。对不同进路宽度的承载层厚度与充填成本之间的关系对比分析结果表明，当该矿山进路宽度增加到5．5m和6．0m，承载层稳定性可靠度达到90％时，充填成本将分别增加3．5％和7．7％，采场的生产能力提高10％～20％。

基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术经济分析

采用弹性力学中梁理论的分析方法,建立了下向进路充填体的力学模型,求出了下向进路承载层的应力分布规律及最危险点的位置,确定了下向进路胶结充填采矿法充填体稳定性评判依据.在此基础上,将可靠度理论引入下向进路胶结充填采矿法充填体的相关研究,提出了基于可靠度理论的下向进路胶结充填技术经济分析方法,并结合某矿山实际情况,建立了该矿山下向进路胶结充填采矿法承载层稳定性可靠概率为90%时,不同进路宽度条件下承载层厚度与充填成本之间的关系方程.研究表明:加大承载层的厚度、减少承载层中的灰砂比,既可保证承载层的稳定性,又可以降低充填成本.对不同进路宽度时承载层厚度与充填成本之间的关系对比分析表明,当该矿山进路宽度增加到5.5 m或6.0 m时,承载层稳定性可靠度达到90%时充填成本将增加3.5%或7.7%,采场的生产能力将提高10%或20%左右.该项研究对安全、高效、低成本的矿石回采具有较为重要的理论意义和现实意义.

下向进路倾斜分层胶结充填体稳定性研究

下向进路胶结充填采矿法在我国金属矿山绿色开采中得到了广泛的应用。通过FLAC3D数值模拟软件研究了不同分层数目、分层角度、充填体厚度及采空区跨度高度比对充填体顶板稳定性的影响规律。研究结果表明:分层数目、分层角度及采空区跨度高度比均与充填体顶板下沉位移呈正相关关系,特别是当跨度高度比增至1.75时,2分层充填体顶板的最大位移达到了24.56cm;充填体厚度与其下沉位移呈负相关关系;不同分层数目下,充填体顶板最大主应力均以压应力形式存在,且分层数目越多,压应力越大;随着分层角度及采空区跨度高度比的增大,顶板最大主应力逐渐由压应力转为拉应力,特别是当分层角度为10°时,2分层充填体顶板的最大拉应力达到了140kPa;随着充填体顶板厚度的减小,顶板压应力集中区域逐渐由“半圆形”转为两头凸起、中间凹陷的“马鞍形”。研究结果可为下向进路充填开采的充填设计和应用提供参考。

大马芦10-70矿体采矿方法优化选择

本文对10-70矿体所选的上向分层块石胶结充填法和下向进路式充填采矿法做了详细的技术经济指标分析比较,综合分析得出上向分层块石胶结充填法是综合经济效益最佳的采矿方法,开采后不仅能保证上部系统工程的安全,而且能达到绿色环保开采的目的。

金川三矿区下向进路胶结充填采矿法采场结构参数优化

为了解决金川集团三矿区下向进路胶结充填采矿法单炮爆破量少、采矿成本相对较高等问题,在金川集团三矿区开展了包括5m×4.5m、5.5m×4.5m以及6.0m×4.5m在内的3种不同断面尺寸的采场进路现场试验。得到了采场进路顶板竖直方向最大压应力、顶板最大下沉量以及两帮最大收敛变形量。然后采用层次分析法(AHP)和逼近理想解排序法(TOPSIS)的综合评价模型,建立了考虑安全、经济、技术、外部条件、环境条件等五方面因素的综合评价体系,优选出了5.0m×4.5m的最佳断面尺寸。试采结果表明:优选后的5.0m×4.5m断面尺寸比原5.0m×4.0m断面尺寸采场单炮矿量提高12.5%、采矿成本降低4.9%。同时也说明了AHP-TPOSIS方法在下向进路充填采矿法采场结构参数优化中的有效性。

大断面六角形进路爆破试验研究

针对金川龙首矿西一采区贫矿低品位、高成本等问题,将六角形进路断面规格及爆破技术参数进行优化。运用数值模拟运算,将六角形进路断面结构参数由4 m×5 m×6 m(顶、底宽×高度×腰宽)优化为4 m×8 m×8 m,并在龙首矿西一采区进行六角形断面现场爆破对比试验。试验组采用分层两步骤爆破方式回采大六角形进路,一步骤采用矿山当前爆破技术参数回采上梯形进路,二步骤利用水平拉底式回采下梯形进路。基于试验结果对比表明:采用分层两步骤爆破方式回采大断面六角形进路,炸药成本降低,进路出矿量增加,达到了预期目标。

金川龙首矿下向进路充填采矿的进路稳定性分析

金川龙首矿地应力高,矿岩破碎,在工程支护困难的矿段采用下向分层六边形进路胶结充填采矿法,分层逐采。研究表明,稳定的六边形结构可有效避免应力在进路边缘集中。结合龙首矿1040水平的矿岩条件,使用FLAC3D对进路回采进行了数值模拟,分析进路采空区应力和位移在开挖过程中的变化,结合现场进路收敛变形监测,证实了六边形进路具有较好的稳定性。

解决下向分层回采进路通风问题可行性分析

下向分层进路胶结充填采矿法进路回采过程中的通风采用传统的局扇风筒来加强通风,该通风方式存在诸多的缺陷。通过分析下向分层进路胶结充填采矿法在进路回采过程中出现的通风问题以及目前局扇风筒通风方式的缺陷,提出了铺设铁皮回风管道形成通风回路的方案建议,并对其技术可行性和经济可行性进行探讨分析。

下向进路胶结充填技术工艺参数模拟研究

为优化下向进路胶结充填的技术参数,以分层进路开采顺序、充填体钢筋网度和直径、充填进路承载层厚度、回采进路断面尺寸等影响到充填体稳定性的主要工艺参数为研究对象,特别考虑钢筋单元和充填体与围岩间存在的薄弱接触单元,运用FLAC3D构建不同工况的数值模型对某矿正在使用的下向进路充填采矿法进行了模拟研究。研究结果表明,开采过程充填体与围岩接触区域薄弱面顶角局部、进路靠未采进路纵向中心部位以及进路靠未采进路侧的顶角处易产生应力集中;最大位移出现在充填体假顶的中心位置,向四周辐射减小;薄弱面的存在使得充填体中钢筋网主要承受充填体自重。

不同回采断面顶板充填体破裂声发射数值模拟研究

扩大下向进路式充填采矿法的回采断面可以提高生产能力,但大断面下顶板充填体的稳定性是安全回采的关键。利用RFPA—2D建立下向进路式充填采矿法回采模型,针对3 m×3 m、5 m×3 m、5 m×4 m 3种不同回采断面进行数值模拟,得到了不同回采断面下顶板充填体破裂过程中声发射的能量特征和空间分布规律。这些特征和规律为合理确定最佳回采断面提供了理论依据。

浅析金川三矿区F_(17)以西边角残矿回采

自2002年开始,金川三矿区在F17以东矿山基建时期,利用一期工程的旧系统,对F17以西二矿区一期工程回采所遗留的边角残矿进行了回采,几年来因矿制宜采用多种回采工艺回收边角残矿84万t,其中特富矿近3万t,取得了良好效果,最后还对将来边角残矿的回收工作提出了合理化建议。

金川二矿区1#矿体Fc断层以东贫矿资源开采方案

简要介绍了金川二矿区Fc断层以东贫矿资源状况和开采方案,叙述分析了贫矿开采的经济效益,并为该贫矿资源的安全、合理、高效回采提出了建议。

下向进路稳定性影响因素敏感性分析

为了研究下向进路稳定性影响因素的敏感性,以顶板最大拉应力为指标,顶板安全系数为判据,采用正交设计方法设计试验,应用数值模拟方法进行求解计算,探索下向进路假底厚度、开采进路宽度、开采进路高度对采场顶板安全系数的影响程度,并通过现场工业试验对分析结果进行验证。结果表明,各因素对安全系数的敏感性顺序为:假底厚度>进路宽度>进路高度;假底厚度为关键因素,采场参数最优组合人工假底厚度为0.6m,进路宽度为2.5m,进路高度为3.5m,采场顶板揭露后混凝土整体性较好,铺设的钢筋未产生暴露,采场安全性好。

下向进路式多步骤回采爆破参数试验研究

金川二矿区深部矿区采用下向分层进路回采方式开采,在回采二、三步骤进路时,充填体易受到爆破的影响而发生破坏。通过分析异种介质界面控制爆破机理,提出选取周边炮孔距充填体的合适间距,使爆破产生的应力波在矿石-充填体两介质交界处产生的透射压缩波强度低于充填体动态抗压强度,保证充填体保持完整而不被破坏。基于爆破理论,计算分析了进路回采的周边孔单孔爆破作用下,应力波的强度及作用范围。根据计算结果进行了现场爆破试验,实验结果显示,当周边孔距离充填体0.5～0.6m时,可保证充填体不被破坏,且爆破效果最好。

分层建造下向大六角形进路稳定性分析

为了提高采场生产能力,降低采矿成本,在现有下向六角形进路胶结充填采矿法基础上扩大了进路断面。通过回采进路受力分析和理论计算,对分层建造下向大六角形进路进行了稳定性分析,结果表明:大六角形进路能够承受上部载荷,不会发生充填体剪切垮落;充填体边帮安全系数为2.83,下部矿体边帮安全系数为4.26,表明推荐进路规格参数下充填体边帮和下部矿体边帮均可以保持稳定。现场工业试验表明,大断面六角形进路下部倒梯形在回采过程中两帮较平整,未出现较大的垮落,整体稳定性较好。