智能采掘装备在阶段空场嗣后充填法中的应用

随着国民经济建设的快速发展,地下矿产资源需求量不断增大,金、银、铜、铁等战略性矿产资源是国民经济的基础。为满足国家工业生产需求,需要提升地下矿山的开采效率,由于阶段空场嗣后充填采矿法便于实现机械化开采,在我国地下矿山得到了日益广泛的应用,但目前阶段其仍然存在关键环节和重点部位用人多、智能化程度较低、安全风险高等问题,如何实现安全、智能、绿色、高效开采是亟需解决的问题。本文详细介绍了采准、切割、回采三个环节智能采掘装备的特点及应用,提出了阶段空场嗣后充填采矿法的智能采掘方案,并已将该技术成功应用于矿山实际生产,实现了凿岩穿孔智能化、天井掘进无人化,对推动我国智能矿山建设提供了重要的技术装备支撑。

束状孔双漏斗爆破分段采矿法研究

采用束状孔当量球形药包(ESC)漏斗爆破分层落矿,爆破落矿的分层高度为单漏斗爆破的高度,且同一炮孔中需进行多次分层爆破,可造成分层爆破顶板不平整、塌孔等问题。基于束状孔爆破理论,通过现场试验,确定漏斗爆破参数,研发了束状孔双漏斗爆破分段采矿法。该方法矿块中布置平行束状炮孔,炮孔内分上下两层布置药包。药包同时起爆,爆破方向分别指向分段采场上部的凿岩硐室及下部的临空面,实现分段采场组合爆破漏斗水平落矿。一次爆破分段的高度为两组爆破漏斗深度及间隔距离之和。分段高度14~20 m,一次崩落爆破规模达10万t级,矿石回采率≥85%,贫化率≤10%,大块率<5%,采场生产能力≥2500 t/d。该方法解决了爆破过程中炮孔破坏问题,并增加了采场一次爆破的规模,极大提高了采矿效率。

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。

浅孔诱导落矿小分段空场采矿法在某金矿的应用

针对某金矿矿岩节理裂隙发育、矿体稳固性差、采准工程掘进与支护困难、回采安全性差等问题,在局部矿体破碎区域开展了浅孔诱导落矿小分段空场采矿法试验研究,利用矿岩本身的力学特性和受人为工程控制的崩落应力场来崩落破碎矿石。详细介绍了该方法的采场结构参数,采切工程布置、拉底切割和落矿等工艺。现场应用表明:采用该方法开采,采场生产能力达127 t/d,采矿损失率为9.2%,矿石贫化率为14.6%,取得了较好的效果,对于该类矿体的安全高效回采具有一定的借鉴意义。

龙岩市非煤矿山顶板事故分析与管理措施

顶板事故在非煤地下矿山事故中占比最多,顶板管理是非煤地下矿山安全管理的重点和难点。统计分析龙岩市2008—2023年共15a的顶板事故情况,总结非煤矿山顶板事故的特点。研究得出,矿井爆破工艺技术水平低及在大暴露空间下进行作业是顶板事故原因。提出改善措施,将中深孔爆破分段崩落采矿法代替空场法,但受到矿石价格影响,该方法成本高,当前可行性低;通过推广应用凿岩台车、撬毛台车等机械工具,严格控制井下采掘作业空间宽度和高度等措施,加强顶板管理,努力实现顶板零事故。

某钨矿中直径深孔采矿工艺试验采场爆破参数研究

某钨矿为合理确定中直径深孔采矿法爆破参数,基于爆破漏斗理论和爆破相似理论,依次进行单孔、多孔同段和斜面台阶现场爆破漏斗试验,得出最佳爆破漏斗半径为0.66 m、最佳孔间距为1.0~1.2 m、最小抵抗线为0.9~1.19 m,推荐中直径深孔爆破参数为排距2.4 m、孔底距2.5~3.0 m、装药密度4.9 kg/m。采用推荐的爆破参数开展中直径深孔采矿工业试验,得出中直径深孔试验采场较原采矿法炸药单耗降低18%,采矿成本降低21%。表明爆破漏斗试验和深孔采矿工业试验是成功的,采用浅孔爆破漏斗试验法确定中直径深孔爆破参数是合理的,可为其他矿山爆破工艺参数优化研究提供借鉴。

红牛铜矿超前切顶下向大直径深孔落矿阶段出矿嗣后充填法的研究与应用

根据红牛铜矿东部KT2、KT2-1矿段采用的超前切顶下向大直径深孔落矿阶段出矿嗣后充填采矿法采矿工艺特点,通过结合当期生产试验阶段的生产实际情况,对工艺的优缺点和采矿方法的应用以及现场实践应用情况分析,对矿山今后开采积累了大量有价值的经验。

武宁县大湖塘南区钨矿浅孔留矿法治理采矿的二次贫化做法

实践证明,浅孔留矿法开采二次贫化的主要原因是围岩崩落,其原因是江西巨通实业有限公司武宁县大湖塘南区钨矿的地质和开采条件所致。采取调整采场参数、优化爆破参数、锚杆加固围岩、回采时固定漏斗出矿、采空后治理采空区、治理采掘二次贫化等控制措施,对矿山进行二次贫化改造。

基于数码电子雷管的准楔形复式掏槽爆破试验研究

针对目前掏槽爆破中爆破效果不够理想、单循环时间较长等问题,于顾北矿北-1煤顶板轨道上山第三中部车场进行爆破试验,对原始爆破方案进行改进,并优化爆破参数。首次在井下岩巷掘进中引入数码电子雷管,用数码电子雷管代替煤矿许用普通电子雷管,增加爆破段别。根据岩石巷道现场情况,利用数码电子雷管能够任意设置爆破段别延期时间的优点,设计了2种准楔形复式掏槽爆破新方案。将3种方案的爆破效果进行了对比,发现炮孔利用率提高至96.1%,单循环进尺增加到1.78 m,在原方案的基础上提升了12.8%。结果表明:数码电子雷管的可靠性较高,并初步确定了炮孔利用率最高时的爆破段别延期时间。岩巷掘进中使用数码电子雷管,能够使爆破过程可控,除了掏槽孔外的其他炮孔有充分的爆破空间,增加单循环进尺,减少单循环时间,提升巷道成型质量,提高工作效率,具有良好的经济社会效益。

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。

浅孔留矿采矿法在内蒙古某矿山的应用

矿区地处内蒙古自治区,全矿床共获得资源/储量矿石量500万t,金属量24 t。为了使有限的采矿技术资料得以有效开发和合理使用,必须选取经济上合理、科技上有效的采矿方法作为研究重点。通过阐述浅孔留矿采矿法在内蒙古某矿山的实际运用,分析了该采矿方法所对应的采准切割工程,得出浅孔留矿采矿法在本矿山的使用较为合理的结论,并为同类矿山采矿方法的选用提供了借鉴。

“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。

分段空场嗣后充填采矿法在厂坝李家沟采区的应用

以厂坝铅锌矿李家沟采区为实例,详细介绍了分段空场嗣后充填采矿法安全高效环保开采工艺应用,包括采切工程布置、回采工艺、应用效果及在生产过程中需注意的问题。现场开采实践表明,该开采方法具有生产能力大、效率高、成本低、作业安全性高、地压活动得到有效控制等特点,实现了矿体开采的安全、高效、经济的技术目标。

基于LS-DYNA的进路充填采矿法爆破对周围充填体的影响分析

焦家金矿采用下向进路充填采矿法开采时,矿体爆破对旁侧进路的充填体造成很大的影响。通过LS-DYNA软件建立二维平面模型,其外部尺寸为5.5 m×3.0 m,其中矿体尺寸为3.5 m×3.0 m,充填体尺寸为2.0 m×3.0 m,在矿体中建立一排炮孔,共4个,炮孔直径42 mm,孔距0.8 m,孔边距0.5 m。模拟下向进路充填采矿法开采,矿体单侧、两侧或三侧有充填体时,爆破对充填体的影响。为了充分研究不同孔边距对充填体的影响程度,还模拟了不同孔边距时充填体的破坏范围,获得充填体内有效应力变化规律及充填体内破坏范围,研究结果表明:应力波在矿体中传播比较快,而在充填体中传播的速度较慢;随着孔边距的逐渐增大,爆破导致填充物的失效区域也迅速减少。在实际生产中,应充分考虑充填体的破裂深度及破碎效果,焦家金矿采用下向进路充填采矿法的爆破孔边距应控制在0.3~0.7 m。

铜绿山矿中深孔爆破参数优化试验研究

铜绿山矿深部开采顶板稳定性变差,采场拉底需跟进锚网支护,为减小作业顶板暴露面积,部分采场底部结构改平底式为堑沟式,上向平行孔改为上向扇形孔。为达到最佳的中深孔爆破效果,在深部采场探矿巷开展了中深孔爆破参数试验研究,以获得适用于现场实际的孔距、排距等爆破参数。基于利文斯顿爆破漏斗理论,先后进行了系列单孔、变孔距同段、斜面台阶爆破漏斗试验。通过试验数据的整理,得到试验条件下的药包最佳埋深0.72 m,孔间距1.6 m,最小抵抗线0.75 m。根据爆破相似律,确定实际中深孔爆破参数为:孔底距2.4 m,排距1.1~1.3 m,将其应用于-545 m中段5516上向扇形中深孔分段嗣后充填采矿法采场开展现场工业试验,取得了良好的爆破效果。

锡矿山深部采矿新工艺新装备的应用实践

文章着重研究深部采矿方法与工艺,通过提升矿山装备水平,从而达到“机械化换人,自动化减人”、降低生产成本、改善作业环境、提升本质安全水平、提高企业经济效益的目的。通过研究将新方法、新工艺、新装备在矿山井下深部矿体开采中逐渐推广应用。

高密度电法在地下洞室探测中的应用

文章介绍了基于温纳装置的高密度电法在兰州新区某工地地下洞室探测的应用案例。该区工程勘察中发现多处采砂洞,分布极不规则且洞体大多已被建筑垃圾填埋。为排除因地下洞室引起的卡钻、掉钻等安全隐患,在工区进行了10条高密度电法剖面(G1—G10)地下洞室探测,并在物探解译采砂洞位置布设了验证钻孔。研究结果表明,高密度电法可以实现该区空洞分布区域的精细划分,物探扫面、钻探定点的地下洞室全面探测工作准确高效,对保障后期工程建设的安全与质量具有重要意义。

无底柱浅孔留矿法在金矿的应用与实践

针对某金矿矿床的赋存状况,开采人员结合矿井现有技术力量、开采设备和设备状况,采取了无底柱浅孔留矿开采方法,以解决矿体贫化和流失问题,并获得了一定的经济效果。无底柱浅孔留矿法通过实际应用证明是一种有效的开采方法,完全符合本矿的实际情况。该方法是当前用于回采极薄倾斜矿体的一种常用开采方法,并详细分析了其优势、特点、工艺过程和适用条件。结合某金矿实例,总结了该方法在实践中的应用,并对其经济和技术指标进行了概括,具有一定的参考价值。无底柱浅孔留矿法是国内金矿山常用的一种开采方式。研究者提出在中小型矿山开采急倾斜薄矿脉时,可以采用无底柱底结构以减少矿体损失,并提高矿井的安全性和综合效益。

矿用封孔器检验方法研究

FKZW-140/2.0型矿用注浆式抽放瓦斯封孔器是抽放煤矿采集环境中的瓦斯气体和对煤层孔洞进行封孔的装置。用注浆泵先将封孔器两端的囊袋注满浆液,待两端囊袋膨胀后,爆破阀破裂并流出浆液封闭中间缝隙,从而实现对煤层孔洞的封孔,同时通过封孔器中的抽放管对瓦斯气体进行抽放。文章阐述封孔器的现状、工作原理和技术参数,并介绍此款封孔器检验方法,发现其中值得改进的地方,即改进原有的爆破阀爆破压强检验的试验方法,利用远程控制技术,使爆破阀爆破压强检验更加安全、环保。

大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法在疆锋铁矿的实际应用

疆锋铁矿460 m以上矿体倾角大,为了寻找一种高效、安全、成本低的采矿方法,通过对空区极限跨度的研究,根据矿体赋存条件,提出采用大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法进行开采。此方法在分段爆破成井技术的应用取得较好效果,也为类似的矿山提供了工程实例。