山坡地形下倾斜矿体开采参数研究

分析西南地区某铜矿地下开采过程中采场的稳定性以及对上部覆岩深度的影响,对上向水平进路式充填采矿法分段分层依次开挖进行了稳定性的模拟分析,分析论证矿柱参数、覆岩深度、开采方案对其影响。针对山坡地形下倾斜矿体,建立山坡矿体相交和平行的模型,通过数值模型研究不同开采方法、矿柱参数下的围岩状态。研究结论表明矿山压力随着开采上覆围岩厚度、矿体厚度的增加而显现。矿区东部厚、中厚矿体回采宜在中深部矿体采用8 m矿柱、浅部矿体采用6 m矿柱;矿区中部薄矿体和矿区西部薄矿体回采合理矿柱尺寸为4 m。通过采矿方法对比分析,空场法存在较大安全隐患;厚矿体采用上向水平充填法相对于宽进路上向水平充填法安全稳定性大幅降低。

某矿山点柱式上向水平分层充填法点柱参数研究

在点柱式上向水平分层充填法中留设点柱的尺寸与间距对矿山的生产有着很大的影响,若留设点柱的尺寸过小或间距过大,会导致对顶板的支撑作用不足,从而影响开采的安全性;若留设点柱的尺寸过大或间距过小,则会导致采矿损失率变大。以某矿山为工程背景,运用工程类比法以及理论计算法,对该矿山点柱式上向水平分层充填法的点柱留设参数进行研究,并开展工业试验,最终确定点柱尺寸为4 m×5 m,点柱间距为16 m×12 m,在该矿山的应用基本可行。

胶东半岛某金矿深部矿体采矿方法优化

深井开采主要面临三高一扰动、深井提升、通风和智能化开采等难题,井下工人作业环境差、劳动强度高,造成深部矿体回采过程中生产效率低、作业成本高等问题,严重影响井下的安全生产。以胶东半岛某金矿深部开采为例,从技术、经济和管理的角度进行分析,提出了盘区机械化点柱式上向水平分层充填采矿法试验研究。井下作业环境有效改善,盘区生产能力提高了23%,采矿损失率降低了20%,资源回收率和生产效率显著提高。工业试验表明,优化后的采矿方法能够满足技术经济指标要求,其研究成果可以用于指导矿山生产。

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。

深部复杂矿体回采与矿柱留设厚度模拟研究

针对湖南某铅锌矿深部矿体的赋存条件,提出采用浅孔留矿嗣后充填法(占比7.5%)、机械化上向水平分层充填法(占比72.4%)和房柱采矿嗣后充填法(占比20.1%)对矿体进行回收。同时基于ANSYS数值模拟软件,建立矿房-矿柱-围岩-充填体耦合作用模型,分析论证留设矿柱时回采的安全稳定性。结果表明:采用机械化上向水平分层充填法时,留设厚度为6 m的顶柱与间柱,能满足回采安全需求。为深部相似矿体的安全高效回收提供了一定可借鉴经验。

深部矿体机械化上向水平分层进路充填开采进路断面尺寸优选

深部矿体地质条件复杂,在应用机械化上向水平分层进路充填法开采时,合理选取进路断面尺寸对于矿山安全生产具有重要的现实意义。以云南某铅锌矿深部中段首采分段为工程实例,综合考虑经济、安全、劳动强度和环境4个指标,利用层次分析法初步筛选开采进路断面尺寸,其后针对初选结果,利用FLAC^(3D)数值分析软件模拟深部中段首采分段4个分层的回采,以优选适于该矿深部矿体机械化上向水平分层进路充填法的进路断面尺寸,结果表明:3 m×3 m和5 m×5 m的进路断面尺寸在层次分析法中的优劣排序靠后,故先行淘汰;通过首采分段周边矿岩最小主应力、塑性区和垂直位移的综合对比发现,3.5 m×3.5 m和4 m×4 m的进路断面尺寸可较好地适应该矿深部矿体机械化上向水平分层进路充填法开采。层次分析法初选和数值模拟优选相结合的方法,可为同类型矿山进路断面尺寸优选提供借鉴。

多矿体组合盘区上向水平点柱充填采矿法在某铁矿的应用

多层矿体的高效开采一直是困扰采矿领域的技术难题。本文以某铁矿为例,通过对多种采矿方法进行技术研究,确定多矿体组合盘区上向水平分层点柱充填采矿法作为最终开采方法。应用实践表明:该采矿法具有生产能力大、作业集中、管理方便,采准工程量少等优点,盘区生产能力可达435 t/d,采场的损失率为18%,贫化率为8%。本文内容为矿山复杂开采技术条件下资源的综合利用提供了技术支持,对国内外相似矿山开采具备一定的指导借鉴作用。

某金矿缓倾斜厚大矿体采场回采末期接顶方案研究

某金矿采矿方法为点柱式上向水平分层充填采矿法,在厚大矿体采场回采末期接顶阶段往往存在上方底柱规格控制难度大、顶板稳固性差、损失率大、充填接顶效果差等问题,急需对接顶方案进行研究。以该矿具有代表性的2608#采场为例,从安全性、回收率等方面对点柱式上向水平分层充填采矿法和进路法进行综合对比分析,最终选择应用进路法,并对安全措施进行了重点分析。

基于点安全度法的采场隔离矿柱稳定性分析

崩落法开采会引起地表塌陷,在国家对于矿山安全和环保监管日益严格的背景下,应用充填法开采的矿山越来越多,许多矿山已开始由崩落法向充填法转型。为保证开采安全,在崩落法和充填法开采范围间需设置隔离矿柱,确保二者互不干扰。隔离矿柱的稳定性受影响因素较多,通过数值模拟手段,基于点安全度法,对隔离矿柱的安全性进行了分析,提出了隔离矿柱尺寸。研究结果可为类似矿山矿柱留设方式提供一定的参考。

有底柱分段崩落法转充填采矿法在胡家峪铜矿的应用

胡家峪铜矿的采矿方法主要为有底柱分段崩落法。从成本、技术、经济等角度来说,分段空场嗣后充填采矿法相较于当前的有底柱分段崩落法,具有采切比低、贫化损失指标控制较好、安全性有保证、地压控制简单等优点;相较于上向水平分层充填采矿法,具有采场生产能力强、充填工艺简单、安全等特点。通过对两种充填法进行对比,选出适合于胡家峪铜矿的充填采矿方法,为胡家峪铜矿的绿色、高效开采提供依据。

复杂地质条件下采矿方法的优化选择

本文针对矿区复杂的工程地质和水文地质条件,根据不同的地质条件对采矿方法来进行优化选择。对矿岩稳定性较差的矿体,采用上向水平分层充填采矿法,对矿岩稳固地段应用分段空场嗣后充填采矿法。

Safe mining technology of undersea metal mine

Xinli district of Sanshandao Gold Mine is the first subsea metal mine in China.To achieve 6 kt/d production capacity under the premise of safe mining,high-intensity mining might destroy the in-situ stress filed and the stability of rockmass.According to sampling and testing of ore-rock and backfill and in-situ stress field measurement,safety factor method calculation model based on stress-strain strength reduction at arbitrary points and Mohr-Coulomb yield criterion was established and limit displacement subsidence values under the safety factor of different limit stoping steps were calculated.The results from three years in-situ mining and strata movement monitoring using multi-point displacements meter showed that the lower settlement frame stope hierarchical level filling mining method,mining sequence are reasonable and rockmass stability evaluation using safety factor method,in-situ real-time monitoring can provide the technical foundation for the safety of seabed mining.

上向分层回采采场稳定性数值模拟研究

根据凡口铅锌矿不同采场顶板围岩条件,分别建立了典型采场模型Ⅰ(采场顶板为矿体)和模型Ⅱ(采场顶板为充填体),采用有限元分别对两模型上向水平分层充填回采的整个过程进行了分步模拟,获得了开挖过程中采场顶底板、侧壁的应力分布及位移变化情况,对比分析了不同采场顶板围岩条件下分层开采对采场稳定性的影响。研究表明,采场顶板为充填体的采场回采过程中应力、位移变化量均大于采场顶板为矿体的采场。因此,为确保安全回采,回采后期必须做好顶板支护工作。研究结果为优化采场结构参数和指导地压控制提供了可靠的理论依据。

上向水平分层充填法采矿地表变形研究

开采地下矿产会造成地表开裂、变形,破坏建筑物,对人们的生产、生活造成严重的影响,矿区地表变形问题一直是影响矿山安全生产的一个重要方面。应用FLAC3D数值分析软件,建立三维地质模型,模拟计算司家营铁矿分步开采回填后相应地表变形情况,并与经验公式计算的地表沉降值进行对比分析。提出了司家营矿区地表变形的一般规律及变形机制,对地表变形的地质灾害做出分析评价。研究结果表明,上向水平分层填充法采矿能有效的控制地表变形问题,填充体对减小变形具有重要的作用。对比分析表明数值模拟结果比经验公式结果偏小,但在合理许可范围内,表明FLAC3D是预测地表变形的一种有效手段,对其他相似采矿引起的地表变形研究和预测具有重要的参考价值。

秩和比法耦合数值模拟优化采场结构参数研究

为了得到合理的采场结构参数,在地应力测量的基础上,利用FLAC3D对内蒙古获各琦铜矿CuⅠ矿体采用的上向水平分层充填采矿法采场在不同结构参数下的稳定性进行了研究,并分析了矿房围岩的应力与位移在不同结构参数(如矿柱宽、矿房宽、控顶高度)下的变化情况。结果显示:开挖矿房两帮出现最大位移和最大拉应力,顶板出现最大压应力。从安全角度出发,采用秩和比法对正交设计的9种方案模拟结果进行优选,从经济角度分析,得出获各琦铜矿采场最佳尺寸组合为矿柱宽10 m,矿房跨度10m,控顶高度7 m。

上向分层充填法采矿的数值模拟研究

为了科学地评价矿区在水岩耦合条件下采矿过程中的矿柱稳定性以及地面沉降问题,避免工程经验类比法的不确定性和随意性,在工程地质勘察以及岩体物理力学试验的基础上,运用应力和位移的统一场理论,以司家营铁矿为工程背景,利用矿段的工程地质剖面图,在有限元数值分析软件ANSYS中建立精细的三维数值计算模型,导入FLAC3D数值模拟软件进行矿区在水岩耦合条件下的数值模拟,最后获得地表沉降云图、矿柱的应力云图以及渗流场的矢量分布图。在此基础上对矿山开挖过程中的地面位移、矿柱应力和渗流场的分布特征进行了分析,对上覆岩层及地表变形和矿柱承受的应力状况进行预测。最终成果不仅可以对现阶段矿山的开采过程提供一定的科学依据,同时对矿山的安全生产具有重要的指导意义。

某铁矿山矿柱回收技术研究

某铁矿山采用房柱法开采,矿房采用浅孔分段空场嗣后(废石)充填采矿法回采,回采已经接近尾声。结合该矿矿柱的实际情况,提出了采用留设矿壁的上向水平分层进路充填采矿法来回收废石充填体之间的间柱,采取安全管理措施,实现了间柱的安全回采,取得了较好的经济效益和社会效益。

急倾斜厚矿体无间柱上向水平分层充填法采场结构参数的研究

无间柱连续采矿是一种高效的采矿方法,已成为地下矿山采矿技术发展的大趋势。以某铅锌矿山为例,采用能模拟开挖与充填的三维弹塑性有限元程序,对应用上向水平分层充填无间柱采矿法开采急倾斜厚矿体进行了数值模拟研究,分析了不同的分层高度和超前回采分层数,以及不同的暴露面积条件下采场的稳定性,从而得出合理的采场结构参数,为上向水平分层充填无间柱采矿法在矿山的应用和推广提供一定的依据。

获各琦铜矿上向水平分层充填采矿方法的完善

上向水平分层充填采矿法已在获各琦铜矿成功应用。通过近两年的采矿实践,发现获各琦铜矿深部中段CuI矿体中的矿岩较破碎,若继续采用原有充填采矿法的采场结构参数,很难满足正常生产的需求。因此,对采场结构参数进行调整和完善。通过分析对比各项技术经济指标,发现调整后的上向水平分层充填采矿法的采场结构参数更优化,从而为其它矿山提供借鉴。

大红山铁矿采矿方法变更与优化

为保证大红山铁矿Ⅰ号铜矿带之上露天开采的安全,需要对现有的分段空场嗣后充填采矿方法进行变更。对可选择的采矿方法进行可行性分析,优选出最适合矿山实际的采矿方法——点柱式上向水平分层充填法,并且先用废石充填,再用分级尾砂充填,最后采用水泥尾砂浆充填,极大地节约了生产成本。对具有相似开采条件的矿山具有很高的推广价值。