基于突变理论的崩落法转充填法隔离矿柱安全厚度计算

崩落法转充填法开采过程中,合理确定隔离矿柱厚度对保证过渡采场安全回采具有重要意义。通过构建隔离矿柱力学模型,分析隔离矿柱破坏特征,建立了隔离矿柱的系统总势能关系式;基于突变理论,推导出隔离矿柱失稳的尖点突变模型;根据尖点突变模型失稳的充分条件和必要条件,建立了隔离矿柱安全厚度的计算模型。将此计算模型应用于研究鄂东某铁矿无底柱分段崩落法转充填法隔离矿柱厚度,理论计算的隔离矿柱厚度取值范围为15.49~19.36 m。在数值模拟验证和工程试验生产中,取隔离矿柱厚度为17.50 m时,隔离矿柱处于稳定状态。理论分析和验证结果表明,突变理论可解释隔离矿柱失稳的非线性动力学特征,隔离矿柱安全厚度计算模型可为工程设计提供一定的理论依据和工程指导。

大冶铁矿同阶段崩落法转充填法开采隔离间柱合理宽度确定

为保障同阶段崩落法转充填法开采顺利过渡,过渡段处须设置竖向隔离间柱。以大冶铁矿龙洞采区-170 m同阶段崩落法转充填法梯形隔离间柱为研究对象,将其简化为变惯性矩固支梁,并以间柱的水平应变量允许值为判据,初步确定梯形隔离间柱上端的初始宽度。以梯形隔离间柱上端的初始宽度为基础,采用数值模拟方法,计算了不同梯形隔离间柱上端宽度与不同充填体灰砂比协同作用下的充填采场顶板围岩沉降量,并对不同灰砂比下梯形隔离间柱上端宽度与顶板围岩最大沉降量进行了数据拟合,由顶板围岩允许沉降值得到与不同充填体灰砂比协同匹配下的梯形隔离间柱上端的合理宽度。数值计算结果表明:与充填体灰砂比分别为1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12协同匹配的梯形隔离间柱上端合理宽度分别为16、19、21、25、29 m。研究成果可为合理确定矿山同阶段崩落法转充填法开采过渡段隔离间柱宽度提供参考。

锚索在崩落法转充填法开采隔离层支护中的应用

某地下铁矿山试行崩落法转充填法开采,过渡期对隔离层稳定性有高强度要求,采用锚索高强度的支护方式,有效解决了该隔离层的稳定性问题,保障了矿山安全生产。

冒落胶结充填体对崩落法矿石回收效果影响作用研究

龙首矿西二采区在下向分层胶结充填法转无底柱分段崩落法过程中,人工诱导强度较低的胶结充填体自然冒落形成覆盖层,而覆盖层废石块度对崩落法的矿石回收效果有着显著的影响作用。本文系统研究了冒落胶结充填体及扇形中深孔崩落矿石的块度分布规律,及其在放矿散体移动场中的二次破碎机理及特性。研究结果表明,尽管胶结充填体强度较低,但其在空场条件下冒落的散体尺寸以中等块度(>0.3 m)以上为主,即便是在放矿散体移动场中受外力作用而发生二次破碎,其小块(<0.1 m)比例增加的程度也十分有限,更不会被全部破碎成粉,而且扇形炮孔崩落的矿石平均块度要小于冒落胶结充填体的平均块度,这一结论是确保西二采区无底柱分段崩落法取得良好应用效果的关键所在。为进一步防止冒落胶结充填体过早破碎和提前混入矿石造成贫化,提出了减小崩落矿石块度与组合放矿相结合的技术方案。最后,在矿山开展了工程实践,验证了前期研究结论,为矿山无底柱分段崩落法取得全面成功奠定了良好基础。

基于未确知测度理论的崩落转充填可行性评价

基于未确知测度理论,以某矿山为例,采用该理论对崩落和充填采矿法进行了技术经济指标比较分析。从可行性研究的众多不确定因素中,选取了地表变形程度、环境污染程度、采充成本、矿石损失率、矿石贫化率、矿石回采率、安全性7个因素作为评价指标,建立崩落转充填可行性评价模型,评价结果表明,该矿山由崩落转为充填采矿法是可行的。

张家洼铁矿崩落转充填采矿工艺及结构参数研究

随着绿色矿山理念的发展,崩落法矿山逐渐向充填法转型,隔离矿柱厚度和矿房参数对崩落转充填后采场整体稳定性具有重要影响。针对张家洼铁矿无底柱分段崩落法转充填法问题,通过理论计算对隔离矿柱位移进行求解获得保证下部充填采场稳定的隔离矿柱安全厚度。同时,利用FLAC3D软件对不同矿房跨度和充填工艺回采过程中的采场稳定性进行分析评价,确定最优采矿工艺和结构参数。研究表明:(1)12.5 m厚隔离矿柱能够满足过渡阶段采场稳定性;(2)15 m矿房跨度顶板拉应力集中较大,且顶板位移显著增大,为了确保回采安全,优先采用10 m矿房跨度,在顶板条件好的区域可以考虑采用12 m跨度;(3)采用3 MPa、4 MPa和5 MPa强度的人工假顶均可保证下中段开采过程中采场稳定,因此可将3 MPa作为人工假顶的充填体强度标准;(4)阶段矿房内人工假顶上部采用1 MPa充填体整体充填满足二步采充填体单侧揭露稳定要求,可降低原设计多次不同强度分层充填带来的施工组织难度。

过渡期采空区充填优化与承压矿柱协同开采技术应用

铜坑矿92号矿体自2000年开始采用组合式崩落法进行规模化开采。由于开采环境复杂,地压活动严重,大多承压矿柱难以回收。针对崩落转充填法过渡期矿山实际情况,在数值模拟分析基础上,提出了合理的充填顺序和充填体结构优化方案,优先进行关键区段采空区胶结充填,从而创造了稳定的开采环境。将分段崩落法和空场法逐步转换为安全环保的分段凿岩阶段充填、机械化盘区分层充填法等,实现了采空区治理与承压矿柱协同开采,从而取得了安全高效回收锡多金属资源的良好效果。

充填采矿法转崩落采矿法的上覆充填体处理技术

针对金川公司下向进路胶结充填采矿法不适应低品位矿体开采的难题,提出大面积充填体下的崩落采矿方案,选用3DEC数值模拟软件进行建模计算和结果分析,得出不留护顶矿时充填体更容易冒落形成覆盖层,覆盖层高度为分层高度的2倍以上;留设顶柱延缓了上覆充填体的崩落,但不利于覆盖层的形成,故不留护顶矿更适合龙首矿西采二区崩落法采矿覆盖层的形成。研究成果可为同类矿山开采提供借鉴。

地下铁矿山高阶段嗣后胶结充填理论与应用研究

项目简个:本项目属于地质、矿山及资源技术领域。崩落法转充填法开采地下金属矿山普遍存在过渡采场巷道破坏严重、开采效率低、组织管理难度大、产量难以平稳衔接、充填质量难以控制、矿石损失贫化严重等重大技术难题。本项目开展金属矿山崩落法转充填法安全高效联合开采技术研究,以解决崩落法转充填法过渡区联合开采工艺、产量平稳过渡、采场地压显现、充填质量控制等方面的技术难题。