充填体下高分段中深孔采场一次成槽技术研究与应用

目的:下向高分段中深孔充填采矿法,作为一种新型采矿技术,主要适用于岩体质量一般至极差的矿体或深部高应力环境中的坚硬矿体开采。其关键技术在于如何快速构建切割槽,为爆破创造自由面和补偿空间。本研究旨在研发一种安全、高效的成槽技术,以提高深部厚大破碎矿体的开采效率。方法:本文提出了“分次成井+单次侧向爆破”的切割槽形成方法。为验证该技术方案的可行性,以三山岛金矿为工程依托矿山,结合数值模拟、理论计算方法,开展了现场工业试验。结果:研究表明,在深部矿岩不稳固且采用充填体构筑人工假顶的情况下,该方法能安全、高效地构建切割槽。结论:该方法不仅显著提升了凿岩爆破的安全性和效率,同时减少了爆破扰动,具有良好的爆破效果和广泛的适应性,为类似矿山切割槽的形成提供了重要借鉴。

三山岛金矿井下无人开采区域中深孔落矿嗣后充填连续采矿工艺设计

为了建成国内首个井下无人采矿示范区,在三山岛金矿西山矿区选取-630 m中段至-645 m中段作为试验采场。通过工程地质调查,结合矿床地质、工程地质与岩石力学基础资料以及无人采矿设备的应用,提出采用下向中深孔落矿嗣后充填连续采矿法。该采场方法的各个开采中段与主斜坡道相通,设备可在各个中段之间按照开采计划进行调度;中段通过辅助斜坡道与各个分段相通,保证设备在生产中段内部的作业调度;各分段均布置采场联络巷与矿体连通,方便设备进入矿体进行凿岩、爆破、铲运等作业,有利于无人机械设备在各个地点通行作业。采矿过程涵盖了"掘—采—运—充—辅助"各工艺环节的连续无人作业过程,能够有效保障多类型无人开采装备安全、高效和连续化生产、运行,在保障矿山生产安全的同时,提高矿山生产能力,对我国未来矿业智能化发展具有推进作用。

下向扇形中深孔爆破在三山岛金矿的应用

三山岛金矿-645m水平无人采矿试验区采用分段空场嗣后充填采矿法进行开采。因矿体紧靠F1主裂面且靠近主裂面岩石较为破碎,故选用施工精度高、装药方便、采矿效率高和安全性好的下向扇形中深孔凿岩爆破技术进行回采作业,以保证生产安全高效进行。阐述了下向扇形中深孔爆破设计流程,以期为类似的矿山采矿爆破设计提供一定的参考。

含水围岩下向深钻孔两级套管堵水测压技术研究

赵庄矿测试下邻近8号煤层瓦斯压力时,需要穿越2个含水层,钻孔涌水难以封堵且垂直深度较大、难以定向施工,影响煤层瓦斯压力测试。为此,试验应用了两级套管高压注浆堵水的技术方法。通过研究下向钻孔深孔定位打钻、深孔套管安装施工和两级套管高压注浆固结堵水及合理技术参数等,突破了含水围岩条件下的下向深钻孔封孔测压问题。经现场试验,成功测得了煤层原始瓦斯压力。研究结果表明,穿越围岩含水层的下向深孔测试瓦斯压力时,两级套管高压注浆堵水测压是一种有效的技术途径。

大红山铜矿矿房回采爆破参数优化研究

为确定玉溪矿业有限公司大红山铜矿矿房回采更合理、更优化的爆破参数,基于利文斯顿漏斗爆破原理,进行多次爆破漏斗试验,得出孔径为φ76 mm的最佳爆破孔间距及最小抵抗线;再按照相似理论原则,确定出孔径为φ165 mm的下向大直径深孔爆破的最佳孔间距和排距等爆破参数;并经实践证明取得了较好的矿房爆破效果。

深孔采矿的层次分析法评价和优选

某铜矿二期(-550 m)主要以小分段空场法开采,但矿石损失率高.通过对485中段4-8盘区的深孔采矿方法的试验,采用层次权重分析方法计算,得出向下深孔采矿方法层次权重为0.642 1,证明此种采矿方法是可行的.

基于未确知测度理论的采矿方法优选

为选择适合贵州某金矿的最佳采矿方法,以解决该矿开采难度大、开采成本高的问题,根据矿山实际地质条件,初选出了适用于该矿体的采矿方法。将数值模拟与未确知测度理论相结合,利用数值模拟分析三种备选采矿方法的安全性,同时作为优选模型的指标。结合矿山实践经验,选取采场生产能力等11项影响采矿方法选择的指标,利用信息熵计算各指标的客观权重,引入置信度识别准则进行评价,同时按照优越度进行排序,构建基于未确知测度理论的采矿方法优选模型。通过综合比较分析,最终确定最佳的采矿方法为下向中深孔落矿嗣后充填法,该方法可以有效解决目前开采遇到的问题,扩大矿山生产能力,降低采矿成本,提高矿山经济效益。

下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法的优化研究

针对下向深孔阶段空场嗣后充填采矿法凿岩硐室工程量大、采准工程施工困难、空区顶板不规则、出矿不安全、充填接顶率低等问题进行优化研究。通过优化上部凿岩巷道的布置形式,克服了上部凿岩硐室工程量大,施工困难以及顶板不规则的问题;改进了下向深孔的布置形式,由下向平行孔改成下向扇形孔,提高了深孔凿岩效率,改善了空区顶板轮廓,提高了空区顶板的稳定性;通过采用遥控设备回收空区内的残矿,解决了出矿过程中的安全问题。优化后的采矿工艺顶板稳定性提高,回采作业安全,充填接顶率显著提高;采切比降低了8.09 m^(3)/kt,贫化率降低了7%,单个采场生产效率提高了200 t/d,可供类似矿山借鉴。

呷村银多金属矿高效采矿方法及采场结构参数优化研究

呷村银多金属矿原先采用上向水平分层采矿法,但随着开采深度逐步加深以及矿体围岩赋存状态的改变,急需探究更加安全高效的采矿方法以提升矿山开采经济效益。根据3 900 m中段银铅锌铜矿体开采技术条件,提出了上向水平分层充填采矿法及下向中深孔分段充填采矿法,并对两种采矿方法的安全性、贫化率、损失率、采切比、综合生产能力等指标进行综合分析,最终选用下向中深孔分段充填采矿法开采。同时通过数值模拟方式对采场分段参数进行优化,获得最佳分段方案:将阶段划分为3个分段,分段高度自上而下分别为18 m、16 m和16 m,此时上盘围岩最大位移为94.11 mm,采空区围岩整体位移在50~100 mm内,充填体内部塑性区无明显贯通破坏。

预切护顶下向深孔落矿在缓倾斜厚大矿体开采中的应用

香炉山钨矿开采的矿体为缓倾斜中厚-厚大矿体,原采用点柱式浅孔留矿空场法回采,生产效率低,顶板管理强度大。为改善该矿山安全作业条件,提高矿山生产效率,在该矿山Ⅱ盘区W4采场开展预切护顶下向大直径深孔落矿嗣后充填采矿方法应用研究。新回采工艺应用后,采场生产能力由原80d/t提高至250t/d,采切工程量由原6.7m/kt降至3.2m/kt,新工艺的应用既保证了回采的安全性,又显著提高了企业经济效益。

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。

高海拔大型铜多金属矿采矿方法优化及生产设备配套选择

甲玛铜多金属矿地下二期主采区域为近水平极厚大矿体,破碎氧化带在该区域内普遍分布,且主要呈现出矿石氧化率高、节理裂隙发育、水文地质简单等典型特征,顶板垮冒、侧帮垮落等现象导致现有分段上向中深孔空场嗣后充填采矿法存在较大安全隐患。为此,提出采用下向大直径中深孔与上向扇形孔联合空场嗣后充填采矿法回采破碎氧化带区域矿体,该采矿方法有利于保护采场顶板,防止出现顶板垮冒,下向平行孔的布置有助于更好的控制采场边界,减少因矿岩破碎而造成的侧帮垮落,改善了破碎氧化带区域采场生产作业环境,具有极佳的推广应用价值。