缓倾斜中厚矿体采矿方法研究

该文以国外某缓倾斜中厚铅锌矿体赋存条件及开采技术问题为背景,提出一种高效的垂直分条嗣后充填采矿法,并对该采矿法成功应用存在的技术问题进行分析。针对矿体上盘围岩条件差、下盘三角矿体回收困难,提出双进路出矿巷道2步骤回采控顶技术和预控顶垂直分条嗣后充填采矿法2种解决技术方案,以争取实现此类缓倾斜中厚矿体的安全高效开采。

急倾斜中厚煤层伪俯斜采场覆岩运移规律研究

急倾斜煤层由于在倾角-重力场效应的影响下,采场覆岩运移及应力分布均较水平煤层更加复杂,且采场围岩的稳定性控制难度较大。以逢春煤矿N2821工作面为工程背景,综合采用物理相似模拟实验、数值模拟和理论分析方法,研究了急倾斜中厚煤层顶板垮落充填、应力演化特征及覆岩运移规律。结果表明,急倾斜中厚煤层伪俯斜采场顶板破断呈明显的时序性特征,顶板呈非对称破断,且垮落轮廓呈空间梯阶状“残垣”形状。采场围岩应力在空间上形成非对称“壳体”,顶底板应力释放区域呈拱形,工作面两端出现应力集中,随着采场持续推进及垮落顶板的逐渐充填,倾斜下部顶板会再次出现应力集中,同时“壳体”下拱脚位置会随着充填体的增多而逐渐上移,但整体形状在不断演化后最终趋于稳定。

嵩县山金急倾斜中厚矿体开采方法研究与应用

针对急倾斜中厚矿体采用浅孔留矿采矿法开采时存在的采场作业安全性差、采矿损失贫化严重、生产效率低等问题,以嵩县山金九仗沟矿区急倾斜中厚矿体开采为工程背景,通过多种采矿方案优缺点对比,应用模糊数学法和未确知测度理论优化选择,确定了脉外天井双采联上向水平分层充填采矿法作为该矿体的最佳开采方案,并在九仗沟矿区15中段4150529采场开展了工业试验。试验1年内共采出矿石量23750 t,采矿损失率降至4.0%,矿石贫化率降至5.8%,对比早期矿山采用的浅孔留矿采矿法开采新增收益68.05元/t,经济效益显著,可为类似矿山的开采提供较好的借鉴。

“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。

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%。

某磷矿运输系统的设计及应用

某磷矿为规模500万t/a的大型新建地下矿山,原设计采用主副井开拓、有轨中段运输。针对原运输系统存在的施工困难、运输能力调节难度大、开拓工程量大、建设投资高、安全性差和基建工期长等问题,根据储量分布特征和中段运输需求,提出全皮带运输方案和400 m水平主皮带+盘区卡车运输方案,并进行技术经济分析。经比较,400 m水平主皮带+盘区卡车运输方案相对原运输方案共减少开拓工程量205315 m^(3),降低工程投资11538万元,同时简化了提升运输环节、提高了机械化程度、缩短了基建时间、提高了矿石副产率,并可根据市场行情调节运输能力,经济效益显著。

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。

缓倾斜中厚矿体采矿方法现状及发展趋势

缓倾斜中厚矿体的开采是一个世界采矿技术难题。对国外缓倾斜中厚矿体开采现状进行了介绍,国外矿山由于矿床规模大,矿石价值较高.拥有较强的经济实力和技术力量,主要采用房柱法和充填法;我国的经济和技术基础较薄弱,缺少引进设备的资金和应用的技术基础,因此在缓倾斜矿体开采中,以房柱法和空场法为主,装备水平较落后,低投入、低效率、高贫损。对缓倾斜中厚矿体采矿方法发展趋势进行了分析。

垂直分区与组合放矿在倾斜中厚矿体中的应用

针对无底柱分段崩落法应用于倾斜中厚矿体时易出现矿石贫损大的问题,提出了垂直分区与组合放矿方案.通过物理模型进行了三组放矿实验方案,方案一采取截止品位放矿,方案二和方案三采取组合放矿.方案二与方案三的不同之处是方案三增大了下盘区段的贫化率.实验结果表明,方案一回收率最高(η=86.3%),对应的岩石混入率也最高(ρ=29.5%),方案二和方案三的回收率均达到了80%以上,但方案二的岩石混入率(ρ=18.2%)比方案一下降了11.3%.对三组实验结果进行经济评价,得出方案二为最优方案.通过采区试验,进一步验证了该方案的可行性及优越性.

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。

高阶段大直径深孔嗣后充填采矿法在某铁矿的应用研究

针对某急倾斜厚大铁矿体的开采现状,开展采矿方法研究。在查阅国内外类似矿体开采现状的基础上,提出了几种可行的采矿方法。综合分析各采矿方法的安全、高效、经济等主要指标,认为采用高阶段大直径深孔嗣后充填采矿技术能够满足矿山大规模开采要求,可以实现急倾斜厚大矿体的低成本高效开采。同时对国内外其他类似矿体开采起到借鉴意义。

导流放矿技术在谦比希铜矿的应用

赞比亚谦比希铜矿主采区V盘区为倾斜中厚矿体，矿岩中等稳固，应用无底柱分段崩落法开采，生产中出现的矿石损失贫化较大问题，多年来一直未得到很好解决。本文从研究倾斜壁边界条件下废石漏斗的形成过程人手，查明了覆盖层废石沿上盘边壁快速到达出矿口，是导致下盘残留体过大的直接原因。由此提出导流放矿技术措施，即在采场顶部预留上盘三角矿柱，只在下盘侧与上分段采场崩透，形成导流口，将散体重力流在放矿初期引向采场的下盘侧，以此减缓顶部废石的下移速度。该措施在谦比希实施后，试验采场的矿石损失贫化率约降低6个百分点，取得了良好的技术经济效果。

第四系下缓倾斜中厚矿体采矿方法的初步研究

根据侯庄矿区难采矿体—第四系缓倾斜中厚矿体的地质、水文特点以及侯庄分矿采矿生产现状 ,对其进行采矿方法的初步研究 。

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。

缓倾斜中厚矿体充填开采上覆岩层运移规律研究

针对缓倾斜中厚矿体下行充填开采过程中岩层移动和地表塌陷规律展开了研究.通过FLAC3D三维数值计算确定典型勘探线剖面,以河砂为骨料,重晶石粉为胶结剂进行大型相似材料模型试验,利用3DEC数值分析软件对模型试验结果进行验证分析.结果表明,充填开采能有效抑制岩层移动和地表塌陷,使地表沉降范围集中在矿体顶部且沉降中心随下行开采过程中向矿体中心移动;深埋矿体的开采对上覆岩层移动范围的影响较浅埋矿体的采动影响小;岩层移动塌落的角度随开采深度的增加先变小后变大,最终沉降以筒型陷落为主.

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。

堑沟受矿振动助流电耙运搬中深孔采矿法试验

缓倾斜中厚矿体的回采普遍存在采场矿石运搬效率低,高大空场的顶板管理困难和作业安全问题以及采矿强度低等突出问题,因而属世界采矿难题。试验集成了先进的振动助流技术、爆力运搬技术,并采用新型的振动助流器与大功率电耙配套,“V”型集矿堑沟底部结构,用1条电耙道取代3条电耙道。创造了329t/d的采场生产能力,较矿山同期用的底盘漏斗采矿法提高了65%。采场直接经济效益达234万元。为我国地下矿这类难采矿体的回采创造了一种新型高效低耗安全的采矿法。

分段卸压崩落法导流放矿实验研究

分段卸压崩落法是近年提出的开采矿岩不稳固倾斜中厚矿体的有效方法,但也存在矿石损失贫化较大的缺点.针对这一问题,从倾斜中厚矿体的散体流动特性出发,分析了矿石损失贫化大的原因,提出了导流放矿技术措施.通过物理模拟实验综合考察了进路位置对损失率和贫化率的影响;研究了导流放矿的效果,并与非导流放矿的实验结果进行了对比.结果表明,导流放矿技术措施能够明显改善矿石损失贫化指标,尤其对提高下盘矿石残留体的回收效果更为显著.实验给出了卸压与导流参数的取值范围.

“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。