红岭铅锌矿采场结构参数优化研究

为确定红岭铅锌矿分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法的合理采场结构参数,采用数值模拟的方式对顶板厚度分别为3 m、5 m、7 m和10 m,采场长度分别为20 m、30 m、40 m和60 m的16种工况进行了研究,对比了顶板厚度为3 m情况下各工况的应力、位移和塑性区分布。结果表明:红岭铅锌矿分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法采场顶板厚度3 m,采场长度35 m时,采场稳定性较好。

基于正交设计试验方案的云南某铜矿采场结构参数优化研究

采场结构参数的优化选择对采矿的安全生产和经济效益有着重要意义。以云南香格里拉某铜矿为背景,结合矿山采用的分段空场嗣后充填采矿法,根据矿山岩体力学参数、充填体力学参数以及采场的布置特征,运用FLAC3D软件建立采场模型,通过正交设计试验设计了16种不同的采场结构参数方案,对所有采场方案进行稳定性分析,并用建立FAHP-CRITIC法组合赋权的综合评价模型进行优选,得到最优采场结构参数尺寸及最佳充填配比。方案在矿山各中段推广使用,为类似矿山的采场试验提供了良好的示范。

基于启发式遗传算法的地下采场作业计划优化模型

针对地下矿山空间受限、设备资源有限以及生产任务重的特点,从相邻工序时间间隔最短及生产总时间最短的角度,构建了预控顶中深孔分段空场嗣后充填采矿法的生产计划优化模型,并采用启发式算法加速的遗传算法求解该模型。以赞比亚某铜矿的实际数据为例,对启发式遗传算法和普通遗传算法求出的染色体适应度进行比较分析。结果表明:相比普通遗传算法启发式遗传算法的求解收敛速度更快,经优化后矿山设备平均利用率为64.8%,平均出矿量为3631.19 t/d,既能满足开采需求,又能有效缩短作业时间间隔,保证作业安全要求。该算法能够快速有效地解决井下多设备协调问题。

两步骤分段空场嗣后充填法在落凼矿应用研究

落凼矿原使用的留设矿柱的分段空场嗣后充填采矿法存在损失率偏大的问题。针对该问题,提出采用两步骤分段空场嗣后充填连续采矿法,以降低落凼矿的采矿损失率,并根据矿体的倾角不同提出两种不同的底部结构布置方式,以降低采场的贫损指标和采切工程量。结果表明:与原有采矿方法相比,该采矿方法经济技术指标占优,安全可靠,大大降低了采矿损失率,提高了回采率,大大提高了落凼矿的经济效益,可在落凼矿推广使用。

深部低品位资源阶段空场嗣后充填采矿法采场结构优化与稳定性控制

基于阶段空场嗣后充填采矿法采场围岩稳定性控制难题,以某矿山深部急倾斜厚大矿体的赋存条件为背景,从改变采场几何形态和结构参数角度出发,提出将阶段采场顶部改变为拱形结构,开展拱形结构阶段空场嗣后充填采矿法围岩稳定性研究。从采场拱形形态及阶段采场跨高比入手,分析2个因素对采场稳定性影响。研究结果表明:采场拱形形态的设置和跨高比的优化可以提升采场整体稳定性。通过建立阶段采场拱形结构力学承载模型,进行采场拱形形态及跨高比因素的影响权重分析。跨高比对采场综合稳定性的影响最大,影响权重为66.41%,采场拱形形态对采场的边墙稳定性影响显著,影响权重为94.83%。综合围岩位移、裂纹演化规律及围岩开裂区等效深度等指标计算结果,确定最优采场结构参数为:采场高50 m、跨度20 m、采场形态特征角55°。

某铅锌矿采矿方法优化研究与应用

某铅锌矿采用平硐+竖井+斜坡道开拓,采用分段空场法和浅孔留矿法回采。该方法采场空区暴露面积大、安全性差,回采形成的空区为矿山生产埋下了安全隐患;且随着深度的增加,围岩稳固性变差,矿体变薄、变分散,造成回采贫化率增大,采选矿成本大幅提高,原有采矿方法已不适用。根据矿体特征和矿山生产现状,对矿山2 522 m中段以下的矿体采用机械化盘区上向水平分层充填法开采,并使用大型无轨设备进行采掘作业,减少了采场暴露面积,提高了井下作业安全性,避免了产生大量采空区,解决了生产安全隐患,提高了资源回收率,盘区生产能力、综合回采率、综合贫化率等指标均得到优化。研究结果对该区其他矿山的开采具有示范作用。

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。

铜绿山矿分段空场嗣后充填采矿法工业试验研究

铜绿山矿深部矿体厚度缩小,倾角变化大,矿岩稳固性变差,分段凿岩阶段空场嗣后充填法和上向分层充填法安全风险大,为此设计了分段空场嗣后充填采矿方案。分段空场嗣后充填采矿法中分段是指独立的回采单元,分段回采结束后,及时充填采空区。经工业试验,该方法矿石贫化率和损失率控制在8%以内,单采场生产能力达到223t/d,采矿直接成本57.80元/t,相比上向水平分层充填法产能实现翻番,成本降低8.6%。

分段空场嗣后充填采矿法集约化开采顺序优化研究

某矿山是一个水文地质条件复杂,生产多年的老矿山,矿山采用空场法开采,多中段同时生产,采场多,生产效率低,时有采场顶板冒落等问题发生,严重影响企业的安全生产。为了解决这些问题,企业采用了分段空场嗣后充填采矿法,虽然大大改善了采场回采的安全,但矿山采用多中段生产,造成中段间相互影响,生产效率低,且存在潜在安全隐患,本研究在分段空场嗣后充填采矿法的前提下,采用数值模拟软件,依据摩尔-库伦破坏准则,通过对拟定的不同开采顺序采场回采进行数值模拟,分析不同开采顺序采场的应力及位移的变化情况,从而能选择适合矿山的开采顺序,为矿山实现集约化、规模化开采提供了依据,对矿山的安全、高效、经济的回采有至关重要的意义,也为类似矿山的开采提供了借鉴依据。

国内采矿方法概述

从生产实践出发,阐述了采用先进优化的采矿方法是降低采矿贫化率、提高矿石质量、提高矿山经济效益的有效途径之一,指出了影响选择采矿方法的各种因素及三个有代表意义的国内先进采矿方法。

吴集铁矿-200m中段矿柱安全回采试验

吴集铁矿-200 m中段以上一步骤采场基本回采完毕,正在进行充填,为了保证生产稳产衔接和积累二步骤矿柱回采经验,急需开展-200 m中段矿柱回采试验。结合赋存条件、矿柱特征,采用分段凿岩阶段空场嗣后充填法,顺利实现安全高效回采,为其他中段矿柱回采提供技术参考。

云南疆锋铁矿Ⅱ~#矿段巷道联合支护方案设计

云南疆锋铁矿Ⅱ#矿段采用阶段空场嗣后充填采矿法进行矿体开采,矿体围岩虽为较坚硬岩组,但受构造影响,岩石较破碎,围岩稳固性较差。采用声波法对巷道开挖后的围岩松动圈进行了测试,得出该矿巷道围岩松动圈深度为1.8 m。在此基础上,采用FLAC3D数值模拟方法对该矿巷道在遇到不稳固围岩采用喷锚支护时,锚杆长度、间距、排距对巷道支护稳定性的影响进行了分析,对巷道通过断层破碎带时的支护方案进行了设计,并确定出了合理的支护参数。研究表明:(1)对巷道进行喷锚网支护后,巷道围岩塑性区明显减少,最大位移量仅为4.91 cm,远小于不支护情形下巷道围岩的最大位移量(16.5 cm),不支护时巷道位移最大值区域较大且连成片,支护后巷道位移最大值区域仅零星散布于巷道两帮及顶板,并未成片出现;(2)锚杆参数中,对巷道支护稳定性影响最大的为间距,其次为排距,再次为长度,该矿巷道在通过不稳固围岩时,宜采用喷锚支护,喷射混凝土厚度为10 cm,锚杆参数最优取值为长度1.8 m、间距0.6 m、排距0.8 m;(3)该矿巷道在通过断层破碎带时,宜采用超前锚杆+钢拱架的超前支护方案,管棚长5.59 m、直径30 mm、间距0.3 m、仰角4.3°、钢拱架间距0.6 m。

获各琦铜矿矿房回采方案优化比较

西部铜业有限公司现在已经成功使用了胶结充填采矿法。采矿实践发现,使用浅孔留矿法回采完间柱,充填后,再回采矿房时,用上向水平分层充填采矿法比用分段空场嗣后充填采矿法更加合理。通过分析对比上向水平分层充填采矿法和分段空场嗣后充填的各项技术经济指标,得出使用上向水平分层充填采矿法回采富铜矿体矿房更优化的结论,从而为其它矿山回采类似矿房提供借鉴。

中深孔分段凿岩阶段空场采矿法在鑫达矿业公司的应用

针对鑫达矿业公司应用浅孔留矿采矿法存在的采矿生产效率较低,作业安全性差,劳动力需求大等问题,开展了中深孔分段凿岩阶段空场采矿法试验研究,并在东柏树矿区进行工业试验。试验结果表明:中深孔分段凿岩阶段空场采矿法安全性能良好,生产效率达到150 t/台班,采矿损失率为23.90%,矿石贫化率为12.12%,有效降低了生产成本,提升整体的开采效率与质量,降低了劳动力的投入,为同类矿山开采提供借鉴思路。

深部急倾斜厚大金矿采矿方法选择及应用研究

四方金矿随着开采深度增加,继续采用无底柱分段崩落法开采会面临采空区安全及技术经济指标变差等问题。针对深部矿体赋存条件及地压变化情况,综合考虑技术经济指标、矿体围岩安全条件及矿体赋存条件,对分段空场嗣后充填采矿法及大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法进行比较。分段空场嗣后充填采矿法的贫损指标优于后者,且在矿体围岩不稳定的条件下回采安全性较好。最终确定采用分段空场嗣后充填采矿法并开展工业试验,取得了较好的效果。

某铁矿采矿方法的选择研究

依据某铁矿充填法开采工程实践,重点介绍了某铁矿采矿方法选择比较,确定充填法开采,保护地表安全,同时两个阶段同时回采,增大矿山规模,可为类似矿山提供参考。

分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法采场跨度的优化

采场跨度对矿山企业井下生产作业的安全性、经济效益以及开采效率影响重大。为选择合理的采场跨度,以安徽某铁矿为工程背景,运用FLAC3D数值分析软件和数学方法对分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法两步骤盘区采场跨度进行了研究。首先依据Mathews稳定图法计算结果,设计6组盘区两步骤采场跨度方案;然后利用MIDAS/GTS和FLAC3D构建相应仿真模型进行数值计算;最后基于Critic赋权法,引入采动效应参数和充填材料费用作为成本型评价指标,盘区生产能力作为经济型评价指标,对6组采场跨度方案进行安全性和经济效益综合评价。结果表明:方案Ⅴ(一步骤采场跨度15 m,二步骤采场跨度17 m)在综合评价中评分最高,属最优的两步骤采场跨度方案,且在现场工业试验中能够较好地满足矿山生产的安全、高效和经济需求。

某铅锌矿采矿方法的优化与应用

某铅锌矿的矿体属薄至中厚的倾斜矿体,多年来采用上向水平分层充填法开采,该采矿方法存在安全性差、生产能力低、劳动强度高、作业环境差等问题,难以满足矿山安全生产和生产能力的要求。通过对矿山开采技术条件及矿山生产实际的综合研究,确定依据不同的开采条件采取机械化盘区上向或下向进路充填法和小分段空场嗣后充填法开采,并使用大型无轨设备进行采掘作业。采矿方法优化后,保障了矿山安全生产,提高了采场生产能力,降低了工人劳动强度,改善了作业条件。

阶段空场嗣后充填采矿法采场长度优化及工程应用

为优化某铁矿阶段空场嗣后充填采矿法的采场长度,提高矿山安全生产水平和生产效率,采用FLAC3D构建了采场数值模型,分析不同开挖步骤下,矿房顶板和侧帮的应力、位移、塑性破坏区变化对矿房稳定性的影响,并对采场的结构参数进行优化。研究结果表明,在巷道未支护的情况下,当开挖长度达到36 m时,顶板最大拉应力超过该区域矿石的抗拉强度,侧帮最大拉应力值超过该区域矿石的抗拉强度,顶板拉伸剪切破坏塑性区逐渐增大,且有贯通趋势,此时采场的顶板和侧帮均逐渐失去稳定。因此,在考虑经济效益和巷道未进行支护的情况下,建议采场长度不宜超过36 m。

思山岭铁矿超深超大规模开采工艺与思考

超深超大规模(双超)开采是未来矿石资源开发的发展趋势之一。为给未来国内双超矿山生产建设提供参考依据与指明研究方向,针对国内首个双超矿山——思山岭铁矿采用的大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿工艺,分析了开拓—采准—切割—回采、矿块通风、矿块充填工艺布置与相关参数等方面遇到的问题,从岩石力学角度提出了双超矿山生产建设需要关注的重点问题,包括真三轴岩体力学、地压监测、高应力岩体大规模爆破、开采全过程模拟与回采顺序工艺优化等。提出了双超矿山生产建设重点关注的研究方向,包括TBM+钻爆法联合开采工艺、充填增阻发电技术、连续出矿工艺、电爆破破岩技术等,可为后续的双超矿山建设提供参考。