“双碳”目标下倾斜厚矿体切割槽的优化设计与施工

碳达峰和碳中和目标是我国党中央、国务院统筹国际国内大局作出的重大战略决策。矿产资源开发作为我国碳排放的重大行业,应当主动承担起在“双碳”目标下的主要责任。矿体开采过程中,切割槽的优化与布设是安全、高效回采倾斜厚矿体的关键所在。拉槽质量直接影响落矿效果和矿石回收率及矿石贫化率指标。在分段采矿的底部结构拉槽时,传统拉槽工艺容易造成切割巷出矿口眉线严重破坏,致使采空区内大量残存矿石无法回收,进而降低矿石回收率。倾斜矿体采用竖直切割槽开槽时,废石混入率、矿石贫化率高。为提高矿石回收率以满足“双碳”目标,在冀东某铁矿分段嗣后充填采矿法中,对切割槽施工工艺进行了优化,在上盘切割巷内的切割斜井两侧确定拉槽空间,通过中深孔落矿的方式以切割井为自由面向矿房两侧边界逐排爆破拉槽,工程实践表明,通过切割槽的优化,矿石回采率提高了7.73个百分点,矿石贫化率降低了2.52个百分点,切割拉槽效果良好。此方法对于相似矿山具有一定借鉴意义。

某铁矿无底柱分段崩落法矿石回采方式优化研究

四川某铁矿为在缓倾斜中厚矿条件下使用无底柱分段崩落法的矿山,矿山在扩能改造之后生产规模有了较大增长,但由于种种原而不能达产,矿山生产压力剧增,严重制约了企业的发展和经济效益的提高。为此,根据矿山矿体的赋存特点,对缓倾斜中厚矿体条件下的无底柱分段崩落法回采方式进行了改进优化,形成了一套适合缓倾斜中厚矿体的矿石回采技术措施,最大限度地提高了矿石回采率,降低了贫化损失,为相似条件的矿山提供了有价值的参考依据。

缓倾斜矿体无底柱分段崩落法回采工艺优化研究

根据大顶山矿区缓倾斜矿体的特点,对所采用的无底柱分段崩落法回采工艺进行了改进、优化,形成了一套适合于大顶山矿区缓倾斜破碎矿体的回采工艺及降低损失贫化的技术措施,最大限度提高了矿石回采率,降低了贫化损失,同时为相似条件的矿山提供了有价值的参考依据。

梁花阱铜矿急倾斜中厚矿体开采工艺研究

梁花阱铜矿V号矿体属急倾斜中厚矿体,原采用分段凿岩阶段矿房法开采,上盘围岩局部不稳固发生坍塌,废石混入造成出矿品位达不到入选要求。针对原采矿方案存在问题,设计了切顶锚杆护顶中深孔留矿法采矿方案,将矿体沿厚度方向分为2层同时自下而上推进开采,靠上盘分层超前靠下盘分层一定距离,在靠上盘分层开采面下方的工作面中完成凿岩、爆破、护顶等作业。该采矿方案在矿山进行了采矿实验并取得成功,同原采矿方案比较,其千吨采切比减少了0.84m/kt,综合回收率提高了3.2%,采矿工效提高了3.3t(/工班),生产能力提升了80t/d,大块率下降了4.9%,采矿直接成本下降了1.8元/t。该采矿方案对类似开采条件的矿山具有应用与推广价值。

杨广寨急倾斜薄矿体近地表三角采场开采方法改进

急倾斜薄矿体露头附近开采时,常形成三角形不规则采场,采用普通浅孔留矿法回采存在一系列技术问题。针对杨广寨铅锌矿的具体情况,对采矿方案进行了优化,提出了矿房联络道通达地表的采准布置方案,并在矿山进行了采矿实验。结果表明,该采矿方法可减少大量采准工程,提高回收率及回采效率,降低采矿成本,具有较高的应用价值与经济效益。

安徽和睦山铁矿楔形体地压控制方法研究

在破碎难采铁矿床地下开采中,掌控采场地压活动规律,采取有效措施控制地压活动,是实现安全高效开采的重要保障。和睦山铁矿后和睦山矿区矿体与下盘近矿围岩破碎,应用无底柱分段崩落法开采,随着回采工作面的下降与采场结构参数的改变,在-250 m阶段的第一分段开采中,发生了大规模地压活动,下盘进路联巷与上盘侧回采进路遭到严重破坏,巷道两帮内挤、折断或碎裂片落,底板鼓起,顶板下沉,使巷道无法修复,严重影响了矿山安全生产。基于地压活动特点与巷道破坏原因的分析,揭示了复杂地压的机理,提出巷道破坏力主要来源于顶板围岩发生断裂而又滞后冒落所形成的楔形体压力,并创建了楔形体附加应力数学模型。计算结果表明:楔形体尖部压应力大于矿体抗压强度的平均值,是致使上盘侧采准巷道快速破坏的主要原因;而楔翼活动压力引起矿体下盘断裂构造面的滑移,是造成下盘采准工程破坏的直接原因。根据上述分析,采用楔尖部位局部卸压开采、控制下盘地质构造面滑移破坏、增大进路间距与改进巷道支护形式相结合的综合方法,有效控制了复杂楔形体地压危害,保障了-250 m中段的安全开采。

缓倾斜薄矿体采场极限暴露面积与参数优化

针对大厂铜坑矿锌铜矿体的工程地质条件和缓倾斜薄矿体的赋存特征，运用Mathew稳定图法及正交数值模拟的研究方法，获得了极限暴露面积下的力学特征规律，综合确定了采场的极限暴露面积。结果显示，保障矿山采场稳定的条件下，在采场长度为30m和40m时，Mathew稳定图法得出最大暴露面积分别为924．32m2和980．64m2；数值模拟计算的极限暴露面积介于900～1000m2；为实现矿山开采的安全，确定锌铜矿采场极限暴露面积为900m2。研究结果表明，通过两种方法，可以实现数据的相互验证和决策，能够在保障矿山采场安全开采条件下合理确定矿山的极限暴露面积。

“锚杆护顶浅孔+中深孔留矿”法在高井槽铁矿的应用

针对高井槽铁矿原采矿方法顶板维护难题,提出了锚杆护顶浅孔+中深孔留矿法采矿方案,将矿体分为两层,上层用浅孔爆破回采,下层用平行中深孔落矿,上、下两层同时自下而上推进,利用锚杆对局部不稳固顶板进行加固。该采矿方案在矿山进行了采矿实验并取得成功,相对原开采方案,新方案千吨采切比减少了2.42 m·kt^(-1),综合回收率提高了5.2%,采矿工效提高了2.3 t·工^(-1)·班^(-1),生产能力提升了120 t·d^(-1),大块率下降了4.3%,采矿直接成本下降了5.6元·t^(-1),该采矿方案具有较好的应用推广价值。

急倾斜薄矿脉崩落法开采及崩落散体的承载机理

以金厂沟梁金矿为工程依托,利用崩落矿岩散体的承载机理,提出了急倾斜薄矿脉破碎矿体崩落法开采方案.运用数值计算手段,研究崩落矿岩散体的承载机制,分析分段高度对崩落矿岩散体承载效果的影响.计算结果表明:与空场法开采相比,崩落法开采有效改善了采场围岩的稳定性,围岩塑性区体积减小了58.4%.随着分段高度的增大,崩落矿岩散体对围岩的支撑作用相应减弱,但影响较小.研究结果表明,采用崩落法回采急倾斜薄矿脉破碎矿体是合理的、可行的,同时也为该类矿体的回采提供了新的思路.

浅孔采矿方法在缓倾斜中厚矿体中的应用

根据大红山铜矿矿体赋存条件,结合矿山常用的有底柱小中段空场嗣后充填采矿法的相关情况,为了有效地控制千吨采掘比和贫损指标、缩短采掘周期,在回采倾角大、分支复合严重、构造复杂地段的矿体时,分别采用了无底柱的浅孔房柱法、局部有底柱的浅孔房柱法,在空场法盘区全面推广浅孔留矿法回采切割槽,从而有效地弥补了小中段空场法的不足和提高了切割槽拉槽质量,取得了较好的经济效益,实践证明这是一种适合大红山铜矿的有效的辅助采矿方法。

缓倾斜中厚矿体覆盖层补充问题研究

大顶山矿区属于缓倾斜中厚矿体,采用无底柱分段崩落法进行回采,随着回采分段的不断下降,相当部分的覆盖层会损失在矿体下盘,导致在下分段的回采过程中没有足够的覆盖层来保证安全有效回采。根据大顶山矿体特征,从理论上分析了强制崩落法及自然冒落法在大顶山矿区补充覆盖层的应用可行性。研究得出：对于缓倾斜中厚型矿体,采用强制崩落与自然冒落形成覆盖层的方法是可行的,对于强制崩落形成覆盖层,上盘回采进路推进2～3个步距,可以避免矿岩破碎带给立槽带来困难,并为下分段回采提供足够的覆盖层;对于自然冒落形成覆盖层,为了及时有效地发生自然冒落,采取同时退采3条巷道的方式。

缓倾斜厚矿体采矿方法改进

所研究矿体为缓倾斜不稳固厚矿体,采用柔性假顶有底柱分段崩落法对P42~P46线矿体进行回采,在一定程度上解决了安全性差、矿石回收率低、贫化率高等问题。但要求多分段平行放矿,放矿管理难度大,且放矿高度下降到一定程度后,柔性假顶将破裂,会有部分红泥层混入矿石;需要采用切顶铺设钢筋柔性假顶,工艺复杂,采切工程量大,周期长,采矿成本高。针对这些问题,进行了工业试验。试验了分段空场法、崩落联合采矿方法在该矿体回采中的采场结构、矿块布置、回采工艺等参数。试验结果表明,该采矿方法能有效地解决放矿管理难度大、采矿成本高等问题。

亢马矿倾斜厚矿体采场顶底柱厚度数值模拟研究

利用FLAC3D软件模拟不同顶底柱厚度的采场,分析了顶底柱厚度与顶板、顶柱位移的关系,并从顶底柱厚度变化对塑性区影响进行了比较,得出了亢马矿安全的顶底柱厚度。

玲珑金矿急倾斜薄矿体开采工艺研究

针对山东黄金集团玲珑金矿的急倾斜薄矿体赋存状况及开采技术条件,在原浅孔留矿采矿法的基础上优化设计出新的浅孔留矿嗣后充填采矿法。优化后的采矿方法采用保留间柱、构筑人工假底的方式增加了采场的稳定性,减少了上盘围岩大块滑落的情况并提高了生产效率,取得良好的经济效益,是一种安全、高效的急倾斜薄矿体采矿方法。

杏山铁矿斜分条分段崩落法试验研究

杏山铁矿小杏山采区为层状倾斜厚矿体,原用垂直走向布置进路的无底柱分段崩落法开采,存在矿石损失贫化大、上盘侧回采进路地压显现严重、巷道支护工程量大等生产问题.研究提出斜分条分段崩落采矿法,即沿矿体延深方向,从上盘到下盘按斜线分条开采,每一分条在矿体里布置诱导冒落进路,在崩落本分段矿石的同时,诱导近上盘矿体自然冒落,冒落的矿石由设置在下盘围岩里的回收进路回采.该法较好地顺应了倾斜矿体崩落矿石的移动规律,降低了采切工程总成本.试验采场自2019年5月开始回采,现已回采两个分段,矿石回采率由74%提高到85.6%,贫化率由18%降低到15%,取得了良好的技术经济指标.

留矿全面法在中厚倾斜矿体中的应用

叙述了湖北三鑫金铜股份有限公司利用留矿全面法回采该公司倾斜中厚矿体的情况,着重介绍了留矿全面法的矿块车架准工程布置、回采、通风、运搬、顶板管理、空区管理等工艺特点,说明了该采矿方法所取得的主要经济技术指标,总结了它的优缺点。该法仅适用围岩较稳固的倾斜中厚矿体的回采,一旦矿体赋存条件发生变化即难以使用,同时应用该法的安全管理要求严格。

某地下磷矿分段空场法改进及应用

倾斜矿体回采时,采场出矿是一大难题。针对马路磷矿地下开采的具体情况,提出了采用无轨设备出矿的分段空场采矿法的采矿工艺,并对受矿底部进行了改进设计,通过崩落部分下盘围岩,以确保受矿底部能借助矿石自重进行溜矿。此方案在矿山进行了开采实践,结果表明该方法可降低贫化损失指标,提高采矿强度及回采效率,降低采矿成本,具有较好的推广价值与经济效益。

西石门铁矿北区高应力破碎矿体崩落法开采技术

西石门铁矿北区新探矿体为缓倾斜破碎厚—中厚矿体,且地压显现严重,属于极度难采矿体。矿山采用无底柱分段崩落法开采,开采中存在设备运行不畅、采场结构不稳、巷道破坏严重等问题。为缓解高应力破碎条件带来的开采问题,从设备选型、采场结构参数确定、巷道布置方式及回采顺序、支护措施等方面对回采技术进行了改进。在确保设备运行顺畅的前提下,确定了软弱围岩条件下铲运设备需由1.5 m3增大至2 m3,巷道断面尺寸应由3 m×3 m增大至3.2 m×3.1 m;综合考虑巷道稳定性、矿体条件、凿岩能力、满足放出体发育等条件,确定了采场结构参数为分段高度13 m、进路间距12 m;以适应地压活动规律为原则确定了回采进路以垂直走向布置为佳,开采顺序为从已采矿体边界向上盘退采;分析了地压严重以及开挖后易短时间冒落的围岩支护要求,提出了超前锚杆+U型钢拱架的支护措施;根据散体流动参数确定了最小边孔角为50°,根据出矿口废石的出露位置将崩落步距调整为1.6 m。上述参数和支护措施在西石门铁矿北区高应力破碎矿体开采过程中得到了成功应用,增强了无底柱分段崩落法开采该类矿体的适用性。

缓倾斜薄矿体采矿方法试验研究

以白云金矿改扩建工程建设为背景,详述了缓倾斜薄矿体留矿全面采矿法开采如何扩大采场生产能力以及做到安全生产等进行的试验研究内容。试验取得了采场生产能力60 t/d、采矿损失率10.5%、矿石贫化率8.6%的令人满意的阶段性成果,为白云金矿改扩建工程实施发挥了作用。

镜铁山矿倾斜矿体上盘边角矿回采方案研究

镜铁山矿Ⅰ#矿体向下延伸时倾角由急倾斜变为倾斜,若继续按照急倾斜矿体的回采方式布置采切工程,将会在矿体上盘或者下盘处残留三角形边角矿,进而导致矿石损失率增大。为有效解决因矿体倾角缓化出现的三角区域矿体难以回收的问题,首先提出了脉内布置分段沿脉巷和沿矿岩边界布置分段沿脉巷两类回采方案,其中脉内布置分段沿脉巷回采方案设计了15°、30°、45°3种不同中深孔边孔角布置方案;然后分别从中深孔施孔精度要求、中深孔施工适应性、对矿体条件适应性、生产效率等4个方面定性分析了不同回采方案的优劣性;最后整合生产效率、施工适应性、通风效果、井巷工程量、工期和成本等12个指标组成优选评价体系,采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)构建了倾斜矿体上盘边角矿回采方案层次分析优选模型。计算得到3种脉内布置分段沿脉巷与沿矿岩边界布置回采方案的最终评价值分别为0.213、0.201、0.198和0.388,结果表明:沿矿岩边界布置分段沿脉巷为最优回采方案。实践表明:优选出的方案在实践中取得了理想效果,经济效益显著,可满足该矿倾斜矿体上盘边角矿回采需求。研究结果可为类似开采条件矿山的边角矿回采提供有益参考。