某高寒高海拔铜矿采矿方法优化与应用

某高寒高海拔铜矿属分群展布、大致平行产出的急倾斜薄至中厚矿体,自投产以来采用分段空场嗣后充填法以及浅孔留矿嗣后充填法进行开采,所设计方案上下盘围岩暴露面积大、对矿体形态变化适应性差、合采矿脉间的夹石无法剔除、采场布置和回采顺序的灵活性差、胶结充填成本高,难以满足矿山生产能力的要求。通过综合研究矿山开采技术条件及生产现状,确定采用机械化盘区上向进路充填法开采,并使用大型无轨设备进行采掘作业。经对比,优化后的开采方案生产能力、回采率、机械化程度均得到了提高,采场安全性得到加强,采矿工艺对矿体的适应性增强,贫化率大幅度降低,并极大地减少了胶结充填的比例。主要经济技术指标为盘区生产能力提高6.16%,综合回采率提高13.78%,综合贫化率降低72.91%。

中厚急倾斜矿体改流体放矿实验研究

采用无底柱分段崩落法开采中厚急倾斜矿体时,如果采场结构与矿岩流动特征不匹配,则会造成矿石的损失与贫化,对矿产资源造成浪费。为解决此类问题,采用改流体放矿技术,在矿体倾角60°~70°及矿体厚度6~10 m的条件下,设计了9种放矿实验方案。每种方案采用改流体放矿方法与常规放矿方法进行对比。实验结果表明:利用改流体技术进行开采可以将矿石回收率提高19.25%~25.98%;在废石混入率相同的情况下,依旧可以将矿石回收率提高15.68%~25.46%;验证了改流体放矿技术用于中厚急倾斜矿体的可行性,也为中厚急倾斜矿体的开采提供了良好的思路。与此同时,实验探究了矿体倾角和矿体厚度两个影响因素对矿石回收率、贫化率的影响规律,结果显示:矿体倾角与矿体厚度对改流体放矿实验影响较大,对常规放矿实验影响较小。

急倾斜中厚-厚大矿体空场嗣后充填采矿方案优选研究

乌兰矿目前采用分段凿岩阶段矿房法,面临采空区安全、地表沉降破坏、技术经济指标差等问题。针对945m水平以下开展充填采矿方法的综合比较和优选,当矿体厚度>15m时,采场垂直矿体走向布置,优先采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法,以两步骤中深孔空场嗣后充填采矿法作为补充;当矿体厚度≤15m时,采场沿矿体走向布置,根据品位高低分别采用两步骤中深孔空场嗣后充填采矿法和间柱式中深孔空场嗣后充填采矿法。

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。

中深孔嗣后废石充填采矿法在急倾斜薄矿脉开采中的试验应用

急倾斜薄矿脉在中国金属和非金属矿山较为常见。传统浅孔留矿采矿法具有生产效率低、安全性差等劣势。以青海山金矿业有限公司果洛龙洼矿区为工程背景,提出采用中深孔嗣后废石充填采矿法回采急倾斜薄矿体。选取Ⅱ-3840-4957,Ⅱ-3880-6165和Ⅱ-3880-5258 3个采场开展工业试验,试验采场矿石贫化率平均为44.67%,采矿损失率平均为5.67%,试验采场经济技术指标较好。因此,该开采工艺对于回采急倾斜薄矿体具有广阔的应用前景,值得推广。

基于数值模拟的高峰矿深部采场结构参数优化研究

高峰矿深部倾斜中厚矿段拟采用上向水平分层充填无间柱连续回采,为确定合理的采场结构参数,有效控制深部地压灾害的发生,本文采用正交数值试验,选取矿块长度、分层高度、人工矿柱宽度和超前回采分层数4个因素3个水平的正交试验方法进行相关数值计算,研究各参数对采场顶板稳定的影响。试验结果表明,分层高度是影响采场顶板压力集中和塑性破坏最重要的参数,其他参数也是影响采场稳定的重要参数,也应作为回采设计重要依据之一。

“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。

双鸭山铁矿诱导冒落法试验研究

针对双鸭山铁矿北区急倾斜破碎中厚矿体实际生产中存在的采准、切割工程难以形成,采场安全条件极差,损失、贫化大等问题,提出了切割巷+斜排炮孔拉槽、两端退采的诱导冒落法开采方案.给出了适合该类矿体的诱导工程参数,分析研究了其冒落进程、冒落块度,并预算了崩矿损失率、贫化率,依此在双鸭山铁矿S5采场进行试验.跟班标定表明,回采初期,回收率较高,冒落块度良好,与分析情况基本吻合;诱导区顶板冒透后,混岩率呈交替上升趋势变化,其现象与爆破块度及凿岩巷道位置有关.该法回收指标较好,可有效解决急倾斜破碎中厚矿体开采难题.

急倾斜破碎中厚矿体诱导冒落法进路位置实验研究

针对急倾斜破碎中厚矿体,依据沿脉进路诱导冒落法开采方案,通过物理模拟实验,采用回收率、贫化率数量指标和经济指标综合分析方法,研究了沿脉回采进路位置与矿体倾角的关系.实验结果表明:采用上、下分段沿脉进路同时处于最佳位置时的布置方式,回收指标较好;矿体倾角不同,进路至下盘距离与矿体厚度的比值对回收率、贫化率的影响程度不同;回采进路所处的最佳位置随矿体倾角的减小逐渐向矿体下盘移动;当矿体倾角小于75°时,不适合应用该方案.结合实验结果与开采条件,确定了最佳回采进路位置,为同类矿山提供借鉴.

凤凰山银矿中厚破碎矿体采矿方案改进

以凤凰山银矿为背景,分析了现采矿方案存在的问题,提出了急倾斜中厚矿体在围岩不稳定的条件下,沿走向布置回采进路的无底柱分段崩落法。优化了采场的结构参数,保证了出矿进路靠近下盘布置,增加了崩落矿石的流动范围,减少了下盘残留,提高了矿石回收率。

急倾斜中厚矿体长矿房连续开采干式充填采矿法

露天转地下急倾斜中厚矿体目前主要采用空场法、崩落法和尾砂胶结充填法进行开采,然而一些特殊区域不能采用尾砂进行充填,为了提高回采效率,需结合矿山地质条件研究与之相适应的采矿方法。针对青龙沟采区北矿段露天转地下急倾斜中厚矿体,依据矿岩体工程地质条件及其稳固程度,结合矿山现有采矿装备与充填条件,在阶段空场法分段凿岩、落矿的基础上,提出了长矿房连续开采干式充填采矿方法。依据矿体形态划分阶段,在首采阶段最下分层开掘凿岩巷道,上一分层预控顶为下一分层开采提供凿岩巷道;采用中深孔连续落矿的同时,利用废石等对采空区进行干式充填。该采矿方法简化了矿块开拓设计,大大减少了采准、切割工程量,缩短了采准、切割时间;通过采用连续开采减少矿柱留设,提高矿石回采量;采用干式充填体控制采场地压。在青龙沟采区北矿段现场进行的工业试验表明:对急倾斜中厚矿体采用长矿房连续开采干式充填采矿法实现了高强度和大规模集中开采,提高了矿块的回采率,降低了矿产资源损失量。

急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术研究

针对急倾斜中厚破碎矿体采用浅孔留矿法开采时,存在的采场作业安全条件差、矿石损失贫化大等问题,以锡林浩特萤石矿为工程背景,从岩体可冒性、工艺方法改进、冒落防控等方面对急倾斜中厚破碎矿体空场嗣后充填安全开采技术进行了系统研究。通过矿岩可冒性分析,构建了岩体冒落力学模型,计算得到极限冒落跨度值为5.4~6.4 m,小于矿体的平均厚度(7 m),存在冒落事故风险;从回采作业安全及损失贫化控制角度出发,提出了以垂直深孔落矿阶段矿房法为主的空场嗣后充填开采工艺,给出了采场结构布置方法,采用分段崩矿、中段及阶段出矿方式,确定的合理崩矿步距为1.56 m;在此基础上,分析了采空区顶板冒落冲击风险,计算得到采空区顶板岩体冒落形成的冲击气浪值为34.96 m/s,远远超过了《金属非金属矿山安全规程》(GB 16423—2020)规定的数值,给出了防治冒落冲击灾害的安全散体垫层铺设方法,确定的合理散体垫层厚度为3.3 m。通过现场工业试验,采场作业安全,矿石回采率提高了7.31%,贫化率降低了7.66%,经济效益显著,可实现该类矿山安全高效开采。

无底柱浅孔留矿采矿法在红岭铅锌矿的应用

针对红岭铅锌矿南西翼似层状矿体矿岩界线明显、急倾斜中厚矿体的赋存特点,经国内外类似矿体采矿方法调研,提出采用无底柱浅孔留矿采矿法开采。该方法采用脉内顺路天井联合底部无轨铲运机出矿的采准方式,在矿块两侧沿倾向布置脉内斜天井,在底部出矿水平布置脉外运输巷、出矿进路及倒车硐室,人员、物料及新鲜风流均由采场上部进入采场。工业应用取得技术经济指标为:采切比24.0 m^3/kt,凿岩台效15 m/台班,铲运机台效300 t/台班,采矿损失率10.7%,矿石贫化率9.7%,表现出机械化程度高,作业效率高,作业环境安全,地压维护效果明显,矿体适应性强等优点,可为类似矿山的开采提供借鉴。

脉外上向进路充填采矿法在柴胡栏子金矿的应用

柴胡栏子金矿温家地矿区高品位5#脉位于区域成矿构造破碎带内,采用浅孔留矿采矿法开采存在采矿损失贫化高、安全性差、生产效率低等问题。基于确保采场作业安全,控制地压稳定,降低采矿损失贫化及保证采场生产能力等方面考虑,提出了采用脉外上向进路充填采矿法回采深部急倾斜中厚破碎矿体,并详细论述了采场结构参数、采准工程布置、回采工艺等。工业试验结果表明:采用脉外上向进路充填采矿法开采,主要技术经济指标达到了预期,采矿损失率5.5%,矿石贫化率5.4%,采场综合生产能力达到96.3 t/d,实现了安全、高效、简单、节约、高回收、低贫损的目标。

浅谈采用倾斜扇形深孔落矿普漏底部结构回采六苴深部急倾斜中厚矿体

六苴矿床深部"刀把"Ⅳ期及"小河-石门坎"急倾斜矿体部分的开采,面临着地热高温、高湿、岩爆多发、通风困难的恶劣的作业环境,会给井下作业人员带来了极的大身心伤害的同时,还使得劳动生产效率急剧下降。而采用常规的落矿方式回采,采切工程量较大,且施工困难,落矿后所形成的采空区空场暴露面积大,围岩容易垮落,生产效率低,贫化、损失严重等问题突出。因此为了解决目前所遇到的困难,可以换一种思维模式,改变一下采场内的落矿方式,及出矿方式。从而寻找到一种科学更有效的方法解决当前所面临的实际问题。

急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法采场结构参数研究

针对无底柱分段崩落法开采急倾斜中厚矿体时采场结构参数确定困难问题,基于Bergmark-Roos方程放矿理论,分析了放矿椭球体在采场内的空间排列特征,推导出了放矿的矿石损失率及贫化率理论计算公式。基于矿石损失、贫化率的理论计算公式,用Python语言开发了急倾斜中厚矿体无底柱分段崩落法采场结构参数优化程序,输入矿体倾角、厚度及矿岩散体流动参数后,该优化程序可自动计算出急倾斜中厚矿体的采场结构参数,有效地解决了采场结构参数确定难题。结合某铁矿的实际情况,采用优化程序计算了采场结构参数,根据计算结果进行PFC^(2D)数值模拟放矿试验。研究表明:PFC^(2D)数值模拟与优化程序计算得出的放矿损失贫化指标十分接近,矿石损失率平均误差值为1.82%,贫化率平均误差值为1.17%。此外,优化程序计算的开采参数下放矿指标都低于15%,放矿效果较好,能够为无底柱分段崩落法采场结构参数设计提供指导。

中深孔开采急倾斜薄矿体采场顶板力学模型及围岩扰动规律研究

以果洛龙洼金矿开采为工程背景,首先基于弹塑性理论,将中深孔开采急倾斜薄矿体采场顶板简化为两端固支的高次超静定梁,并建立力学分析模型。分析顶板4个不同的受力变形阶段,即弹性阶段、顶板两端出现塑性区阶段、顶板两端破裂并变为简支阶段、整个顶板成为塑性流动机构阶段,确定不同阶段的顶板极限跨度,分别为7.38,9.27,9.53和10.43 m。然后基于Kachanov蠕变损伤理论对不同阶段顶板损伤断裂时间进行预测,不同受力阶段顶板断裂时间分别为51.8,15.3及14.5 d,并给出顶板两端损伤断裂时间与顶板跨度的函数关系图,基本呈三次函数关系。最后根据现场应力监测,对开采过程中围岩应力变化规律进行研究,分析表明随着工作面的推进,采场围岩应力经历缓慢增加、急剧增加、急剧降低和缓慢恢复4个阶段。

急倾斜层状破碎矿体锚注一体支护技术研究

针对谦比希铜矿急倾斜层状破碎矿岩基本性质,基于传统锚固和裂隙注浆理论,采用将裂隙注浆工艺融入长锚索安装工艺中的锚注一体支护技术,控制了上盘围岩的冒落,改善了采矿作业的贫化、损失指标。工业实验表明,在注浆压力0.6 MPa,水灰比0.4时,水泥浆液沿急倾斜裂隙向下扩散范围可达10m左右,减少上盘围岩冒落约40%,采场矿石损失率降低12.2个百分点,贫化率减小,提高出矿品位0.06个百分点。

中深孔机械化采矿法在急倾斜薄矿体中的应用

针对高寒高海拔地区急倾斜薄矿体特殊的开采条件,劳动密集型采矿方法生产能力低、安全性差,选用中深孔机械化嗣后废石充填采矿法并进行了应用研究,采用数字技术及深孔采矿机械对采矿工艺进行精细化设计与施工。结果表明,中深孔机械化开采机械化程度高,克服了高原地区工作环境恶劣、工作效率低等缺点,提高了开采的安全性,有效减少了矿石的损失,具有广阔的应用前景。

极不稳固急倾斜矿体拉槽技术研究

拉槽是采准和回采工作间的桥梁和纽带。空场法开采极不稳固急倾斜薄~中厚矿体时,按常规方法拉槽存在工人生命安全受到威胁和凿岩设备安全保障低、切割井施工难度大且进度缓慢、采切比大、贫损率和拉槽成本高等问题。通过研究无切割工程拉槽技术,巧妙地利用出矿穿脉或其冒落后的空区作为爆破初始自由面,以微差(挤压)爆破技术,从下向上逐步形成全断面切割槽,结果表明,无切割工程拉槽技术能既安全高效又低成本的在极不稳固矿体内拉槽。