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.

基于并段并采场新工艺的下向进路胶结充填采矿法在前河金矿的应用

针对前河金矿葚沟矿区下向进路胶结充填采矿法采矿过程中出现的生产效率低、采矿周期长等问题,也为降低矿山开采成本,提高出矿效率,在下向进路胶结充填采矿法的基础上,通过采用小型遥控装岩机出矿结合并段并采场新工艺布置采场,进而优化下向进路胶结充填采矿法的回采工艺参数。现场生产实践结果表明:在下向进路胶结充填采矿过程中采用小型遥控装岩机结合并段并采场回采工艺,优化了采场布置,提高了生产效率,降低了采矿损失率,效果较好,可供同类型矿山参考借鉴。

下向进路胶结充填采矿充填体强度确定方法研究

井下采矿中,其安全是重中之重,尤其是预控顶下向进路胶结充填的安装。因为采矿的环境恶劣,很容易导致危险发生,所以必须要及时做好下向进路胶结充填。采矿时有些围岩等级低,容易产生裂缝,所以安全隐患较为明显。目前在矿场使用预控顶下向进路胶结充填技术,根据采场顶板具体状况分析,找到科学合理的方法加以保护,避免人员伤害。预控顶下向进路胶结充填技术可避免过多成本,同时又可对矿洞加固、支撑,但是也属于施工中的难点问题。本文主要针对采矿工程中的下向进路胶结充填采矿充填体强度的优化路径展开研究。

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。

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。

下向进路式充填采矿方法在毛坪铅锌矿的应用研究

下向进路式充填采矿方法在金属矿山被广泛应用。目前,对充填材料制备、充填作用机理、充填体质量及稳定性分析、进路参数优化等已经开展了深入研究和工程实践。充填体的稳定性和接顶率一直是该采矿方法应用的两大难题。针对毛坪铅锌矿的采矿方法以及存在的问题,通过开展现场研究与生产实践,形成一套成熟、高效、安全、经济的下向进路式充填采矿工艺,从而确保充填体稳定和较高充填接顶率。近几年来该矿发生的充填体冒顶事故为零,进路的充填接顶率在95%以上,采矿成本降低到146元/t。该矿采用的下向进路式胶结充填法的研究成果与采矿工艺可为类似矿山开采提供参考。

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。

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。

金川下向分层充填法采矿大掺量粉煤灰应用研究

金川镍矿采用下向进路胶结充填采矿法,要求3d和7d的充填体强度分别不小于1.5 MPa和2.5 MPa。由于掺加粉煤灰影响水泥胶结充填体的早期强度,因此目前粉煤灰掺量控制在10%以内。为了提高粉煤灰在金川矿山中的利用率,针对胶砂比为1∶4、料浆浓度为78%的充填浆体,开展了添加芒硝早强剂的早期强度试验。结果表明:当芒硝添加量为2.0%~2.5%时,掺加20%的粉煤灰,水泥胶结充填体的3d和7d强度分别达到2.5 MPa和3.0 MPa,完全满足金川矿山对充填体早期强度的要求,从而降低充填胶凝材料成本达到56元/t。该研究结果已在金川矿山应用,同时为减少废弃物排放和环境保护做出了有益探索。

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。

深部松散矿体开采技术数值模拟研究

云锡松矿1360中段以下30-14矿体松散破碎,开采难度较大。为满足深部安全及经济合理的开采要求,通过对房柱法和下向进路式分层胶结充填法进行技术经济比较,以及两种方法的数值模拟分析,确定采用下向进路式分层胶结充填法作为30-14矿体的采矿方法。该方法虽然成本高于房柱法,但回采的矿石资源多,创造的经济价值大,比房柱法多获得利润总额5 408万元,且开采的安全性更能得到保障。研究成果为类似矿体开采积累了经验,对矿山生产建设和深部资源开发利用都有实际的指导意义。

深部富水破碎矿体开采技术试验

云锡松矿+1360 m中段以下的30-14矿体特点是含水率高、围岩松散破碎、回采率低。为达到深部矿体安全、科学、经济的回采要求,根据矿山现有的设备配置和富水破碎矿体特殊开采条件,提出下向进路式分层胶结充填采矿技术方案和坑道涌水治理措施,并进行现场试验验证。现场试验与应用结果表明,该采矿方法在实现采充平衡方面能够应用得很好,同时最大限度减少涌水对井下采矿作业的影响。

极不稳固围岩松散矿体回采工艺的改进

柏坊铜矿铜鼓塘矿段八中段Ⅵ矿体为软岩矿体,矿体顶板为溶洞沉积型松散围岩,底板为煤系层页岩,矿体和围岩极不稳固,采用传统进路式水平分层胶结充填法顺序采矿,存在着进路支护量多,垮区处理次数多,导致生产效率低,成本高,安全性差。针对八中段的生产条件,掘进井巷时,遇到围岩松散的垮区,利用气脚式钻机打空心标杆至围岩中,进行超前支护控顶。在布置采场时,结合上向或下向进路式水平分层胶结充填采矿顺序特点,提出错位下向进路式分层胶结充填法,显著提高采矿生产效率和作业安全,且进路支护成本明显降低。

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。

基于塌陷空区治理的采矿方法选择与实践

受大量不明采空区及井下开采作用影响,毛坪铅锌矿出现了大范围采空区坍塌,严重危及地表及矿山的安全生产,通过2年地表注浆加固、封闭充填等塌陷空区综合治理,取得了控制塌陷坑变形的可靠效果,同时科学论证选择下向进路充填采矿法开采深部矿体,生产实践采出矿石7.48万t,矿石损失率为3%,贫化率为6%,新增利润1.02亿元。